届高考一轮复习常见磁场磁感应强度市公开课金奖市赛课一等奖课件

第1讲常见磁场磁感应强度第1页

一、磁场

1．磁体周围存在磁场，奥斯特试验表明，通电导体周围也存在着磁场，磁场是一个物质．

2．磁现象电本质

(1)安培假说认为，在原子、分子等物质微粒内部存在着分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为一个微小磁体．

(2)分子电流实际上是由原子内部电子运动形成．

(3)磁现象电本质：一切磁现象都起源于运动电荷.第2页3．磁极与磁极、磁场与电流、电流与电流之间相互作用是经过

磁场

发生．

4．磁场方向：要求在磁场中任一点小磁针

N极

受力方向(或者小磁针静止时N极指向)就是那一点磁场方向．5．磁感线：

(1)定义：在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线上任意点

切线方向表示该位置磁场方向，这一系列曲线称为磁感线．它是为了形象化地描述磁场在空间分布情况而人为假想有向曲线．第3页(2)磁感线是在磁体(螺线管)外部由

N

极到

S

极，内部由

S

极到

N

极闭合曲线．

(3)磁感线疏密表示磁场强弱，磁感线较密地方磁场较

强

，磁感线较疏地方磁场较

弱

.(4)电流(包含直线电流、环形电流、通电螺线管)周围磁感线方向与电流方向关系，可由

安培定则

来判定．

(5)磁感线特点：磁感线都是闭合曲线，且不能

交叉、相切

.

记住以下常见磁场磁感线分布情况：①直线电流；②环形电流；③通电螺线管；④条形磁铁；⑤蹄形磁铁；⑥地磁场等．第4页

二、磁感应强度

1．磁场最基本性质之一是对放入其中电流有磁场力作用，电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力等于0

.

在磁场中垂直于磁场方向通电直导线，受到磁场力F与电流I和导线长度L乘积比值叫做通电直导线所在处磁感应强度，定义式为：B＝F/IL

，磁感应强度方向就是该位置磁场方向．第5页2．匀强磁场：若某个区域里磁感应强度大小

处处相等

，方向

都相同

，那么这个区域磁场叫做匀强磁场，两个较大异名磁极之间(除边缘之外)、长直通电螺线管内部(除两端之外)都是匀强磁场，匀强磁场中磁感线是

平行等间距

直线．

3．设在磁感应强度为B匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直平面，面积为S，我们把B与S乘积叫做穿过这个面积

磁通量

，简称

磁通

，国际单位是

韦伯

，简称

韦，符号是

Wb

.用字母Φ表示磁通量，则Φ＝

BS

，从Φ＝BS得出B＝

Φ/S

，这表示磁感应强度等于

穿过线圈单位面积上磁通量

，所以又把磁感应强度叫做

磁通密度

，而且用

Wb/m2

做单位．第6页

三、地磁场主要特点地球磁场与条形磁体磁场相同，其主要特点有三个：

1．地磁场N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，磁感线分布如图8－1－1所表示．第7页2．地磁场B水平分量(Bx)总是从地球南极指向北极，而竖直分量(By)则南北相反，在南半球垂直水平面向

上

，在北半球垂直水平面向

下

.3．在赤道平面上，与地球表面距离相等各点，磁感应强度相等，且方向水平向

北三、地磁场主要特点第8页

1.磁场描述

问题：哪些物体能够产生磁场？它们之间关系是什么？

解答：磁体和电流周围都存在磁场，安培提出分子电流假说很好地解释了磁化和去磁等现象，得到了“磁极磁场和电流磁场都是由电荷运动产生．”第9页

例1：把一根通电硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域磁感线呈弧形，如图8－1－2所表示，导线能够在空中自由移动．导线中电流方向由a到b.(1)请描述导线运动情况．

(2)虚线框内有产生以上弧形磁感线磁场源，它可能是条形磁体、蹄形磁体、通电螺线管、直线电流．请你分析每种可能情况并大致画出它们安放位置．图8－1－2第10页

解析:(1)通电导体a端、b端分别受到安培力垂直纸面向外和垂直纸面向内，导线会转动，当转过90°时，电流方向垂直纸面向里，导线受到安培力向下，故导线会向下运动，所以导线边转动边向下移动．

(2)下面甲、乙、丙、丁四个图分别表示虚线框内磁场源是条形磁铁、蹄形磁铁、通电螺线管和直线电流及其大致位置．第11页点评：在“中等题为主”宗旨下，江苏高考计算题中开放性问题很好考查了学生各种能力，也为年复习提出一些“提议”．本题利用开放性结论将要求掌握几个经典磁场磁感线分布特征诱发出来，学生在解答中既复习了基础知识，又活跃了思维，凸显了学习价值观．第12页电场强度(E)磁感应强度(B)定义依据①电场对电荷q有作用力F②对电场中任一点F∝q，＝恒量(由电场决定)③对不一样点，普通来说恒量值不一样①磁场对直线电流IL有作用力②磁场中任一点F与磁场方向、电流方向相关，只考虑电流方向垂直磁场方向情况F∝IL，＝恒量(由磁场决定)③对于不一样点，普通来说恒量值不一样2磁感应强度矢量性

问题：磁场与电场有何区分？

第13页电场强度(E)磁感应强度(B)定义E＝B＝物理意义E在数值上等于电场对单位电荷作用力大小B在数值上等于垂直于磁场方向长1m，电流强度为1A导线所受磁场力大小单位1V/m＝1N/C1T＝1N/(A·m)

2磁感应强度矢量性

问题：磁场与电场有何区分？

第14页

例2：三根平行长直导线，分别垂直地经过一个等腰直角三角形三个顶点，如图8－1－3所表示．现使每条通电导线在斜边中点O处所产生磁感应强度大小均为B.则该处实际磁感应强度大小和方向怎样？图8－1－3第15页

解析：依据每条直线电流方向，由安培定则判定在O处产生磁场方向．在O处画出各磁感应强度大小和方向，矢量合成求出合磁感应强度大小和方向．依据安培定则，I1与I3在O点处产生磁感应强度方向相同，I2在O点处产生磁感应强度方向与B1(B3)垂直．又知B1、B2、B3大小相等均为B，依据矢量运算法则知，O点处实际磁感应强度大小，方向在三角形平面内与斜边夹角为θ＝arctan2，如图所表示．

第16页

点评：本题考查了利用平行四边形定则合成磁感应强度和利用安培定则判断通电直导线形成磁场在某处磁感应强度方向．

警示：对于直线电流形成磁场，磁感应强度在某处方向是以直导线为圆心圆周在该处切线方向．第17页3地磁场

问题：小磁针受力方向或最终静止时指向为磁场方向，能否在地球上利用小磁针受力方向判断地球磁场方向？解答：能，指南针就是小磁针在这首先应用．第18页例3：19世纪代，以塞贝尔(数学家)为代表科学家已认识到温度差会引发电流．考虑到地球自转造成了太阳照射下地球向光面与后面温度差，安培提出以下假设：地磁场是由绕地球环形电流引发，则假设中电流方向是(磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面连线)()A．由西向东垂直磁子午线B．由东向西垂直磁子午线C．由南向北沿磁子午线方向D．由赤道向两极沿磁子午线方向第19页

解析：地磁场北极在地理南极附近，地磁场南极在地理北极附近，依据安培定则能够判定引发地磁场电流是与地轴垂直圆形电流，其方向是由东向西，选项B正确．

答案：B第20页

点评：因地球自西向东转，而环形电流方向是自东向西，所以，可判断地球应带负电．

警示：地磁场能引出较多实际问题，地磁场判断是处理这些问题前提，学生解答时主要问题是将立体型磁感线分布误认为平面型分布第21页

4磁通量

问题：说说你对磁通量认识．

解答：其定义为穿过某一面积磁感线条数为磁通量．对于公式Φ＝BS来说，适合用于匀强磁场，其中S指是垂直于匀强磁场方向面积．在同一磁场中，磁感线越密地方，也就是穿过单位面积磁感线条数越多地方，磁感应强度B越大．所以S一定，B越大，穿过这个面磁感线条数就越多，磁通量就越大．所以磁通量反应穿过某一面积磁感线条数多少．第22页

例4：如图8－1－4甲所表示，一个电阻为R，面积为S矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，O、O′分别是ab和cd边中点．现将线框右半边ObcO′绕OO′逆时针旋转90°到图乙所表示位置．在这一过程中，导线中经过电荷量是(

)图8－1－4第23页

解析：线框右半边(ObcO′)未旋转时整个回路磁通量线框右半边(ObcO′)旋转90°后，穿进跟穿出磁通量相等，以下列图，整个回路磁通量依据公式，经过电荷量是.

答案：A第24页

点评：磁通量是电磁学中一个基本量，在电磁感应现象中频繁使用，所以掌握好磁通量计算是处理后面电磁感应现象保障．

警示:在匀强磁场中，磁通量Φ＝BSsinα(α是B与S夹角)，在非匀强磁场中，磁通量改变比较复杂，判断时可用“磁通量能够了解为穿过这个面磁感线条数”．

磁通量是标量，它方向只表示磁感线是穿入还是穿出，当穿过某一面积磁感线有穿入又有穿出时，二者将相互抵消一部分，这类似于导体带电时“净”电荷．第25页

1.(单项选择)关于磁感线一些说法，不正确是()A．磁感线上各点切线方向，就是该点磁场方向

B．磁场中两条磁感线一定不相交

C．磁感线分布较密地方，磁感应强度较强

D．通电螺线管磁感线从N极出发，终止于S极，是非闭合曲线D

第26页

2.(多项选择)如图8－1－5所表示，一束电子沿水平方向向右平行地飞过小磁针上方时，关于小磁针所在空间磁场方向及小磁针偏转情况正确是()

A．磁场垂直纸面向外

B．磁场垂直纸面向里

C．N极向纸外偏转

D．N极向纸内偏转AC图8－1－5第27页3.(多项选择)以下相关磁感应强度说法，正确是()A．由

可知，磁感应强度跟通电导线所受磁场力成正比，与导线中电流和导线长度乘积成反比

B．一小段通电导线在某处不受安培力作用，则该处磁感应强度一定为零

C．当磁场方向与电流方向垂直时，通电导线所受安培力最大

D．磁感应强度与通电导线受安培力、电流强度和导线长度无关CD

解析：当磁感应强度B方向与导线方向成θ角时，F＝ILBsinθ，若θ＝90°，安培力最大；若θ＝0，F＝0，故B错C正确．磁感应强度是表征磁场本身性质物理量，与磁场力、导线中电流和导线长度无关，故A错D正确．第28页

4.(单项选择)两个完全相同通电圆环A、B圆心O重合、圆面相互垂直地放