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1、3.3 几种常见的磁场,高二物理选修3-1教学,忻州一中 解鸿志,高二物理选修3-1教学,（一）知识与技能 1掌握磁感线的特点，学会用磁感线描述磁场分布 2知道几种常见磁感线的分布情况，并能画出它的截面图 3会依据安培定则判断电流的磁场 4. 会计算磁通量及磁通量的变化量 （二）过程与方法 利用类比法、小组活动、比较法使学生掌握磁场分布的画法 （三）情感态度与价值观 培养学生的逻辑思维能力，体现磁现象的广泛性,教学目标,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。,1、定义：,外部从N到S，内
2、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,S,N,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),表示垂直于纸面向里,表示垂直于纸面向外,直线电流的磁场的磁感线：,BC,例题1、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,3）环形电流的磁场的磁感线,安
3、培定则(2):让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,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.,例题2、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（ ） A、全向里 B、全向外 C、a向里，b、c向外 D、a、c向外，b向里,D,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.,（4）通电螺旋管周围磁感线,等效,安培定则： 用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向
4、。（大拇指指向螺旋管北极）,例题3如图所示，当开关闭合时：,(1)判断通电螺线管的磁极；,（2）指出每个小磁针的N、S极。,N,S,（5）地磁场,例题4、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，你认为地球带有何种电荷？,带负电荷,（2011新课标理综第14题）.为了解释地球的磁性，19世纪 安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起 的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向 的是 （）,B,（6）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
5、螺线管内部的磁场,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。,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,(5)磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向,例题5、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
6、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,二、磁通量,1、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=1Tm2,2、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, BS,4）.磁通量的意义可以用磁感线形象的说明,3）.是标量，但有方向，若取某方向穿入平面的磁通量为正，则反方向穿入该平面的磁通量为负,5
7、）.过一个平面若有方向相反的两个磁通量，这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通),对公式的理解,例题6、面积S0.5m2的闭合金属圆线圈处于磁感应强度 B=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,例题7、如图，线圈平面与水平方向成角，磁感应线竖直向下，设匀强磁场的磁感应强度为B，线圈面积为S，则_,BScos,3.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
8、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,例题8、如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过平面的磁通量为_,若使框架绕OO转过60度角则穿过线框平面的磁通量为_,若从初始位置转过90度角,则穿过线框平面的磁通量为_,若从初始位置转过180度角,则穿过线框平面的磁通量变化为_,BS,BS/2,0,-2BS,例题9、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,例题10、如图所示
9、，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1S2= S3，且 “3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为1、2、3则它们的大小关系是( ) A、 123 B、 12=3 C、 123 D、 12=3,C,例题11、如图所示,一矩形线框,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,d,c,b,a,b,d,c,D,1、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
10、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,D,自主练习,2、 在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向,X,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,3、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( ),CD,4、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,5、铁环上绕有绝缘的通电导线,电流方向如图所示.则有铁环中心O处的磁场方向为( ) A向下 B向上 C垂直纸面向里 D垂直纸面向外,A,
