1、第三章,磁场,3 几种常见的磁场,课 前 预 习,1定义 如果磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的_的方向一致，这样的曲线就叫做磁感线。 2特点 (1)磁感线是闭合曲线。 (2)磁感线的疏密程度表示磁场_，磁场强的地方磁感_，磁场弱的地方磁感_。,磁感线,磁感应强度,强弱,线密,线疏,1通电直导线周围磁场 用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟_的方向一致，那么，_所指的方向就是磁感线的环绕方向。(如图),安培定则用来确定通电导线周围磁场方向,电流,弯曲的四指,2环形电流产生的磁场 让右手弯曲的四指和_的方向一致，那么，伸直的大拇指所指的方向就是_的磁感线的方向。(如图)
2、,环形电流,环形导线中心轴线上,3通电螺线管产生的磁场 用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟_的方向一致，大拇指所指的方向就是_的方向。因通电螺线管产生的磁场类似于条形磁铁，所以大拇指所指的方向也可以说成通电螺线管磁场的_。(如图),电流,螺线管内部磁感线,北极(N极),1安培分子电流假说的内容 安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种_分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为_，分子的两侧相当于两个磁极(见图) 2安培假说对有关磁现象的解释 磁化现象 磁体的退磁 磁现象的电本质磁铁的磁场和电流的磁场_，都是由电荷的_产生的。,安培分子电流假说,环形电流,微小的磁体,一样,运动,1
3、定义 磁感应强度的_、_处处相同的磁场。 2磁感线特点 匀强磁场的磁感线是一些_直线。,匀强磁场,大小,方向,间隔相同的平行,1定义 匀强磁场磁感应强度B和与磁场方向_的平面面积S的乘积，即_。 2单位 _，简称韦，符号_，1_1Tm2。,磁通量,垂直,BS,韦伯,Wb,Wb,磁通密度,标,判一判 (1)用铁屑可以演示磁体周围磁感线的分布，所以磁感线是客观存在的。( ) (2)磁感线所指的方向就是磁场的磁感应强度方向。 ( ) (3)磁体的磁场和电流的磁场本质是一样的。 ( ) (4)磁感应强度的单位是T，也可以是Wb/m2。 ( ) (5)某平面与磁场平行时，通过它的磁通量为零。 ( ) (
4、6)磁通量是矢量，其正、负表示磁通量的方向。 ( ), ,选一选 下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是( ),C,解析：根据在磁体外部同名磁极相互排斥可知选项A错；应用安培定则可知环形电流中心线上的磁场方向由右向左，小磁针N极受到的磁场力向左，选项B错；根据安培定则可知通电螺线管内部磁场向右，内部小磁针N极受到的磁场力向右，选项C对；根据安培定则可知通电直导线右边磁场向里，小磁针N极应向里，选项D错。,想一想 磁场是一种特殊的物质，不能为人们所看见，英国科学家法拉第在对磁场的描述方面表现出很强的想像力，为了“看见”磁场，法拉第在纸板上均匀洒满细小的铁屑，在其下放置磁铁，然后轻敲纸板，磁
5、化后的铁屑在磁力的作用下就清清楚楚地呈现出“磁感线”来。请思考：没有磁感线的地方，磁感应强度就为零吗？,解析：不为零。磁感线是为了形象地描述磁场而假想的曲线。用磁感线描述磁场时，磁感线稀疏的地方磁感应强度小，磁感线密集的地方磁感应强度大，但是磁场中没画磁感线的地方磁感应强度不一定为零。,课 内 探 究,图甲表示条形磁铁的磁感线的分布情况，图乙表示通电螺线管的磁感线的分布情况，观察两幅图，请思考：,探究一 对磁感线的认识与理解,1,从图中可以看出，通电螺线管的磁感线是闭合的，而条形磁铁的磁感线不闭合，这种判断对吗？,提示：不管是磁铁的磁场，还是电流的磁场，磁感线都是闭合的。,1磁感线的特点 (1
6、)为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在。 (2)磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线在某点的切线方向表示磁场的方向。 (3)磁感线的方向在磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极。即磁感线是闭合的曲线，它不相交，不相切，也不中断。,2磁感线与电场线的比较,特别提醒：(1)在没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在。 (2)若多个磁体或电流的磁场在空间某区域叠加，磁感线描述的是叠加后的磁场的磁感线分布情况，不能认为该区域有多条磁感线相交。,AB,解题指导：用磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它是一种理想化模型，并不是真实存在的。由于磁体的N极和S极是密不可分的，所以磁感线总是闭合的
7、曲线。 解析：磁场是一种特殊物质，磁极、电流间发生的作用都是通过磁场发生的，选项A正确；磁感线是为了形象地描述磁场而假想的线，不是真实存在的，选项D错误；磁感线的切线方向表示磁场的方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，选项B正确；磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，选项C错误。,对点训练1如图所示表示蹄形磁铁周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是( ) Aa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb Ba、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb C蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的N极，终止于蹄形磁铁的S极 Da处没有磁感线，所以磁感应强度为零,B,解析：
8、磁感线的疏密表示磁场的强弱，由此可判A错B对；磁感线是闭合的曲线，在磁铁外部是从N极到S极，内部是从S极到N极，故C错；磁感线是为研究问题方便而假想的线，实际并不存在，故D错。,在用安培定则判断通电直导线和通电螺线管的磁感线方向时，大拇指和四指的指向所代表的含义相同吗？ 提示：不相同。 在判定通电直导线磁感线的方向时，大拇指指向电流的方向，四指指向磁感线的方向。在判定通电螺线管磁感线的方向时，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向螺线管内部磁感线的方向。,探究二 几种常见的磁场磁感线的分布特点,2,1常见永磁体的磁场(如图),2三种常见的电流的磁场,特别提醒：(1)应用安培定则判定直线电流时，四指
9、所指的是导线之外磁场的方向；判定环形电流和通电螺线管时拇指的指向是线圈轴线上磁场的方向。 (2)环形电流相当于小磁针，通电螺线管相当于条形磁铁，其外部的磁感线是由N极指向S极；内部是由S极指向N极。,BCD,解题指导：导线的电流方向为顺时针，根据小磁针静止时N极的指向即为磁场的方向判定 解析：由右手螺旋定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极，螺线管的内部磁场由右指向左，外部由左到右，则有a磁针方向错误，b磁针方向正确，故A错误，B正确；而对于U形螺线管左端相当于S极，右端相当于N极，故c磁针的方向正确；对于环形导线，左端相当于S极，右端相当于N极，因此d磁针方向正确，故D正确，故选BCD。
10、,对点训练2 在下图中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向或磁感线方向。请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向。,答案：用安培定则来判断，分别如下图所示。,如图所示的磁场中与磁场垂直放置两个面积相同的闭合线圈S1(左)、S2(右)，如何判断穿过线圈S1、S2的磁通量大小呢？提示：根据BS判断，由图可知B1B2，故12。,探究三 对磁通量的理解,3,1磁通量的计算 (1)公式：BS。 适用条件：匀强磁场；磁感线与平面垂直。 (2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。 如果磁场B不与我们研究的对象垂直，例如图中的S，则有
11、 SScos BScos 式中Scos即为面积S在垂直于磁感线方向上的投影，我们称为“有效面积。”,2磁通量的正负 (1)磁通量是标量，但有正负，当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，穿出时即为负值。 (2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为1，反向磁通量为2，则穿过该平面的磁通量12。 3磁通量的变化量21 (1)当B不变，有效面积S变化时，BS。 (2)当B变化，S不变时，BS。 (3)B和S同时变化，则21，但BS。,特别提醒：(1)穿过某一面积的磁通量是由穿过该面的磁感线条数的多少决定，与匝数无关。 (2)当平面转过180时，磁通量的变化量的大小|21|2BS，而不是0。
12、,C,解题指导：(1)磁通量是标量，但有正负，其正、负不代表方向，仅代表磁感线的穿入或穿出。 (2)磁通量的变化量21，在具体的计算中，一定要注意1及2的正负问题。 解析：通电导线MN周围的磁场并非匀强磁场，靠近MN处的磁场强些，磁感线密一些，远离MN处的磁感线疏一些，当线框在位置时，穿过平面的磁通量为，当线框平移到位置时，磁通量为，则磁通量的变化量为1|。当线框翻转到位置时，磁感线相当于从“反面”穿过平面，则磁通量为，则磁通量的变化量是2|，所以12。,对点训练3 (多选)(2017四川遂宁射洪中学摸底)彼此绝缘、相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面，图中穿过线圈的磁通量可能为零的是 (
13、)解析：根据安培定则判定电流I1、I2在闭合线圈内的磁场方向，可知选项A、D中的磁通量可能为零。,AD,素 养 提 升,(1)分清“因”和“果”：在判定直线电流的磁场的方向时，拇指指“原因”电流方向；四指指“结果”磁感线绕向。在判定环形电流的磁场方向时，四指指“原因”电流绕向；拇指指“结果”环内沿中心轴线的磁感线方向，即指N极。 (2)优先采用整体法：一个任意形状的电流(如三角形、矩形等)的磁场，从整体效果上可等效为环形电流的磁场，再根据安培定则确定磁场的方向，即磁感线的方向。,安培定则的应用技巧,(3)若研究磁体与环形电流、通电螺线管的相互作用力，可根据安培定则将环形电流或通电螺线管等效成小磁针或条形磁铁，如图所示，然后根据磁极之间的相互作用规律进行分析。,解析：小磁针A的N极向右运动，故说明螺线管左侧为S极，右侧为N极，电流从左侧流入，则电源的左侧为电源的正极；将整个线路等效为一个环形电流，其电流方向沿逆时针，由安培定则判断出下方小磁针B处的磁场方向向外，小磁针B的N极指向为垂直纸面向外。,左,垂直纸面向外,
