高中物理几种常见磁场指导教程

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1、第三章第三章磁场磁场 第三节第三节 几种常见的磁场几种常见的磁场 教学目标教学目标 n n （一）知识与技能一）知识与技能 n n 1 1知道什么叫磁感线。知道什么叫磁感线。 n n 2 2知道几种常见的磁场（条形、蹄形，直线电流知道几种常见的磁场（条形、蹄形，直线电流 、环形电流、通电螺线管）及磁感线分布的情况、环形电流、通电螺线管）及磁感线分布的情况 n n 3 3会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电 螺线管的磁场方向。螺线管的磁场方向。 n n 4 4知道安培分子电流假说，并能解释有关现象知道安培分子电流假说，并能解释有关现象 n n 5 5理

2、解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁 场场 n n 6 6理解磁通量的概念并能进行有关计理解磁通量的概念并能进行有关计算算 n n 二、重点与难点：二、重点与难点： n n 1 1会用安培定则判定直线电流、会用安培定则判定直线电流、 环形电流及通电螺线管的磁场方向环形电流及通电螺线管的磁场方向 . . n n 2 2正确理解磁通量的概念并能进正确理解磁通量的概念并能进 行有关计算行有关计算 复习回顾： 1、 为描述磁场的强弱和方向，我们引入 了什么物理量？ 磁感应强度 B 2、电场线可以形象的描述电场强度E的大 小和方向，那么我们怎样形象地描述磁感 应

3、强度的大小和方向呢？ 一. 磁感线 将一个小磁针放在磁场中某一点,小 磁针静止时,北极N所指的方向,就是该点的 磁场方向. 【问题】磁场中各点的磁场方向如何判定呢? 一. 磁感线 如何形象地描述磁场中各点的磁场方向? 磁感线是在磁场中画出一些有方向的 曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点 的磁感应强度的方向一致。 A B C 1、定义： 外部从N到S，内部从S到N形成闭合曲线 2、几种常见的磁场： 1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线： 条形磁铁蹄形磁铁 3、磁感线的特点 (1)磁感线是假想的，不是真实的 (2)磁感线是闭合曲线。 在磁体的外部磁感线由N极发出，回到S极。 在磁体的内部磁感线则

4、由S极指向N极 (4)磁感线的疏密表示磁场的强弱 (3)磁感线不能相交或相切 (5)磁感线上每一点的切线方向即为该点的 磁场的方向 直线电流，环形电流，通电螺线管的磁场 磁感线分布有什么特点？ 它们遵循什么定则呢？ 安培定则 除了磁铁,直线电流、环形电流、通电螺线 管的周围空间也能产生磁场 纵截 面图 2）直线电流的磁场的磁感线： 安培定则(1):右手握住导线,让伸直的拇指 所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的 方向就是磁感线环绕的方向.(右手螺旋定则) 俯视图 表示垂直于 纸面向里 表示垂直于 纸面向外 3）环形电流的磁场的磁感线 安培定则(2):让右手弯曲的四指与环形电 流的方向一致

5、,伸直的拇指所指的方向就是环形 导线轴线上磁感线的方向. 4）通电螺线管的磁场的磁感线 通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加.所以 环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁 场,这时,拇指所指的方向是螺线管内部的磁场的方向. I 如图，当电流通过线圈时，如图，当电流通过线圈时， 磁针磁针A A的的N N极指向哪里？磁针极指向哪里？磁针B B的的N N极指向哪里？极指向哪里？ I A B 磁针磁针A A的的N N极指向外极指向外磁针 磁针B B的的N N极指向里极指向里 BCBC 如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞 过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使 小磁针的N极转向读者，那么这束带

6、电粒子可 能是（ ） A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束 C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束 如图所示,a、b、c三枚小磁针分别在通电 螺线管的正上方、管内和右侧,当这些小磁针静 止时,小磁针N极的指向是 （ ） A a、b、c均向左 B a、b、c均向右 C a向左,b向右,c向右 D a向右,b向左, c向右 C C 磁体为什么会有磁性？磁体为什么会有磁性？ 法国学者安培提出了著名的分子电流假说法国学者安培提出了著名的分子电流假说 在原子、分子等物质微粒的内部在原子、分子等物质微粒的内部, ,存在着存在着 一种电流一种电流- -分子电流分子电流. .分子电流使每个物

7、质微粒分子电流使每个物质微粒 都成为微小的磁体都成为微小的磁体, ,它的两侧相当于两个磁极它的两侧相当于两个磁极 N S 4、安培分子电流假说 NS 利用安培的假说解释一些磁现象利用安培的假说解释一些磁现象 安培分子电流假说意义 1.成功的解释了磁化现象和磁体消磁现象 2.安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系 3.安培的分子电流假说揭示了磁性的起源，认 识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运 动的电荷产生的 关于磁现象的电本质，下列说法中正确的关于磁现象的电本质，下列说法中正确的 是是( )( ) A.A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必 有磁有磁 B.

8、B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起 源于电荷的运动源于电荷的运动 C.C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的 D.D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总根据安培假说可知，磁体内分子电流总 是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性 B B 一根软铁棒在磁场中被磁化.是因为( ) A软铁棒中产生了分子电流 B软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章 C软铁棒中分子电流消失了 D软铁棒中分子电流取向变得大致相同 D D 5、匀强磁场 磁场强弱、方向处处相同的磁场 磁感线分布特点: 匀强磁场的磁感线是一些间

9、隔相同的平行直线 常见的匀强磁场: 1.相隔很近的两个异名磁极之间的磁场 2.通电螺线管内部的磁场 I 3.相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时 ，其中间区域的磁场。 6、磁通量 定义： 在磁感应强度为B的匀强磁场当中，有一 个与磁场方向垂直的平面S，B和S的乘积叫做 穿过这个面积的磁通量 公式: BS 单位：韦伯 符号：Wb 1Wb=1Tm2 对公式的理解 1.B是匀强磁场或可视为匀强磁场 的磁感应强度 2.公式只适用于SB，若S与B不垂 直，则S为垂直与磁场方向的投影 面积 当磁场BS垂直,磁通量最大=BS 当BS时,磁通量最小=0 当磁场B与面积S不垂直, 23 B、 12=3 C、

10、123 D、 12=3 C C A一定通有由a到b的电流 B一定通有由b到a的电 C可能没有电流流过 D可能通有由a到b的电流 长直螺线管内有一个可自由转动的小磁针 ,静止时如图所示,则螺线管中( )CDCD 实验室有一旧的学生直流电源,输出端的符号 模糊不清,无法辨认正、负极,某同学设计了 下面的判断电源极性的方法:在桌 面上放一个小磁针,在磁针东面放 螺线管,如图所示,闭合开关后, 磁针指南的一端向东偏转,下列 判断中正确的是 （ ） A电源的A端是正极.在电源内电流由A流向B B电源的A端是正级.在电源内电流由B流向A C电源的B端是正极,在电源内电流由A流向B D电源的B端是正极,在电

11、源内电流由B流向A C C 在某一磁场中放了两个小磁针,发现这两个 小磁针仅在磁场力的作用下成如图所示的 平行反向,则该磁场可能由下列哪些来产生 ( ) A条形磁铁 B两个靠得很近的异名磁极间存在的磁场 C通电直导线 D通电螺线管 ACDACD 如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子 沿y轴正向运动，则由此产生的在z轴上A点和x轴上B 点的磁场方向是（ ） A.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴负方向 B.A点磁场沿x轴负方向，B点磁场沿z轴正方向 C.A点磁场沿z轴正方向，B点磁场沿x轴负方向 D.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴正方向 A A 如图所示，弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条

12、形磁 棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正 确的是（ ） A.若将a接电源正极，b接负极， 弹簧秤的示数将减小 B.若将a接电源正极，b接负极， 弹簧秤的示数将增大 C.若将b接电源正极，a接负极， 弹簧秤的示数将增大 D.若将b接电源正极，a接负极， 弹簧秤的示数将减小 ACAC 在图中，已知磁场的方向，试画出产生 相应磁场的电流方向 N S X 假设地球的磁场是由于地球带某种电荷假设地球的磁场是由于地球带某种电荷 而又绕地轴自转产生的，你认为地球带有何而又绕地轴自转产生的，你认为地球带有何 种电荷？种电荷？ 带负电荷带负电荷 面积S0.5m2的闭合金属圆线圈处于磁感 应强度 B=

13、0.4T的匀强磁场中，当磁场与环 面垂直时，穿过环面的磁通量是_； 当金属圆环转过90，环面与磁场平行时 ，穿过环面的磁通量是_ 0.2Wb 0 如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b ，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂 直，则穿过 两环的磁通量a和b大小关系为( ) A.均向上，ab B.均向下，ab C.均向上，ab D.均向下，无法比较 A A 6.磁通量的变化 磁通量变化 21是某两个时刻穿过某个 平面S的磁通量之差，即取决于末状态的磁通 量2与初状态磁通量1的代数差 磁通量的变化一般有三种形式 1、B不变，有效面积S变化 2、B变化，S不变 3、B和S同时变化 如图所示,一矩形线框,

14、从.abcd位置移动到 abcd位置的过程中,关于穿过线框的磁 通量情况下列叙述正确的是(线框平行于纸面移 动)( ) A.一直增加 B.一直减少 C.先增加后减少 D.先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减 少 a dc b ab dc D D 如图所示，A为橡胶圆盘，其盘面竖直.B为 紧贴A的毛皮.在靠近盘的中轴上有一个小磁针 静止于图示位置.当沿图中箭头的方向转动把手 C时，小磁针将发生什么现象 小磁针的N极将发生偏转，N极向右，S极向左. 如图所示，两根非常靠近且互相垂直的长直 导线，当通以如图所示方向的电流时，电流 所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域 内方向是一致且向里的 （ ） A.区域I B.区域 C.区域 D.区域 A A 如图所示.在同一平面内有四根彼此绝缘的通 电直导线,四根导线中电流I1=I3I2I4.要使0 点处磁场增强,则应切断哪一根导线中的电流 （ ） A切断I1 B切断I2 C切断I3 D切断I4 I4 I1 I3 I2 O D D 某地地磁场的磁感应强度的水平分量是 3.0l0-5T，竖直分量是4.010-5T，则地 磁场磁感应强度的大小为_，方 向为_， 在水平面上，面积为5m2的范围内，地磁场 的磁通量为_Wb 5.0l0-5T 与竖直方向成37O斜向下(或斜向上) 2.010-4