《高中物理人教选修31同步辅导与检测课件第3章第3节几种常见的磁场》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教选修31同步辅导与检测课件第3章第3节几种常见的磁场（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节几种常见的磁场,磁场,生命与磁 1963年，美国两位科学家第一次测出心脏有规律的磁场的变化.1970年，一位教授用磁强计描绘出心磁图由于电流有磁效应，当生命物质发生离子的迁移或电荷的转移时，形成生物电流的同时，相伴产生了生物磁场此外，由于环境污染，人吸入体内的磁性粉尘进入肺部、肠胃时被外磁场磁化后也可以形成磁场 我国科研工作者曾经观察过一些不同职业人员的肺和腹部磁场图谱，检测到某些人群受铁质污染的情况如，中年人喝的水可以将水管中的铁质颗粒带入肠胃；小孩吃罐装食物可能附带吃入铁质颗粒；电焊工的肺磁图表明他们吸入了空气中的电焊形成的铁质粉尘,大量的试验表明，检测磁图还可以探测心脏、肝脏等各种
2、病变 另外，外加的磁场也能影响生物体细胞内外离子的活动度、细胞膜电势、酶的活性，改善细胞新陈代谢；生物磁场也会对人体的神经、肌肉、心脏、脑等生物电流产生影响，并可干扰或抑制病变过程，调节生理平衡，促进功能的恢复值得注意的是，生物体长期处于过弱或过强的磁场中，也会产生不利的影响,1磁感线：在磁场中可以利用磁感线来形象地描述各点的磁场方向所谓磁感线，是在磁场中画出的一些_的曲线，在这些曲线上，每一点的_都在该点的磁场方向上,答案：有方向切线方向,2安培定则(也叫右手螺旋定则) 判定直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可表述为：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟_一致，弯曲的四指所指的方
3、向就是_ 判定环形电流和通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系时可表述为：让右手弯曲的四指所指的方向跟_一致，大拇指所指的方向就是环形电流中轴线上的磁感线的方向或螺线管_,答案： 电流的方向磁感线的环绕方向 电流的方向；内部磁感线的方向,3安培分子电流假说：通电螺线管外部的磁场与_的磁场十分相似，法国学者_由此受到启发，提出了著名的分子电流假说他认为，在_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微小的_，它的两侧相当于两个_,答案：条形磁铁安培原子、分子 环形电流磁体磁极,4_与_的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量，简称_，磁通量的公式为BS，适用条件为_，单位
4、为_，简称韦，符号_， 1 Wb_.,答案：磁感应强度某一面积磁通 磁感应强度与面积垂直韦伯Wb1 Tm2,一、磁感线 1定义： 在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，这样的曲线称为磁感线 2特点： (1)磁感线在磁体的外部都是从北极(N极)出来进入南极(S极)，在磁体的内部则是由南极指向北极形成一条闭合曲线 (2)磁感线密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱,(3)磁感线的切线方向为该点的磁场方向 (4)磁感线是为了形象地研究磁场而人为假想的曲线，为形象、直观、方便地研究磁场提供了依据 (5)磁感线与电场线类似，在空间不能相交，若有两条磁感线相交，据磁感线定义
5、，在交点处就有两个方向，这与事实不符,关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是正确的() A磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止 B自由转动的小磁针放在通电螺线管内部其N极指向螺线管的北极 C磁感线的方向就是磁场方向 D两条磁感线的空隙处不存在磁,解析：磁感线与电场线不同，它是一条闭合曲线，在磁体的外部由N极到S极，而在磁体的内部则由S极到N极，故选项A是不正确的 螺线管内部的磁感线和条形磁铁相似，是由S极到N极的，即磁场方向也是从S极指向N极，所以放置其中的小磁针N极必然是指向磁场方向，即螺线管的北极故选项B正确 只有磁感线是直线时磁感线的方向才与磁场方向一致；如果磁感线是曲线，那么，某点的磁场
6、方向是用该点的切线方向来表示的，所以选项C不正确 磁感线是为研究问题方便而假想的曲线磁场中磁感线有无数条，故提出两条磁感线之间是否有空隙，是否存在磁场等类似的问题是毫无意义的故选项D不正确 答案：B,变式迁移,1关于磁感线，下列说法中正确的是() A两条磁感线的空隙处一定不存在磁场 B磁感线总是从N极到S极 C磁感线上任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 D两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交,解析：磁感线是为了形象描绘磁场而假设的一组有方向的曲线，曲线上的每一点的切线方向表示磁场方向，曲线疏密表示磁场的强弱，所以C正确，A不正确在磁铁外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，磁感线不相交
7、，所以B、D不正确 答案：C,二、几种常见的磁场 1直线电流的磁场 安培定则：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，如下图所示，直线电流的磁场可有几种不同的画法，如下图所示,注意：(1)图中的“”号表示磁场方向垂直进入纸面，“”表示磁场方向垂直离开纸面 (2)直线电流的磁场无磁极，磁场强弱与距离导线的距离有关，距导线越远处，磁场越弱,2环形电流的磁场 (1)环形电流的磁场，如下图所示 (2)安培定则：用右手握住环形导线，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，伸直的拇指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向,下图为环形电流磁场的几种画法,3通
8、电螺线管的磁场 (1)通电螺线管的磁场，如下图所示,(2)安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线方向 4匀强磁场 磁场的某一区域内，若磁感应强度B的大小、方向恒定，则该区域的磁场为匀强磁场匀强磁场的磁感线平行等间距的直线,如图所示，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针静止时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,解析：如果已知电流的方向，可用右手螺旋定则判断磁感线的方向如果已知小磁针静止时N极指向那么小磁针N极所指方向就是磁感线方向 答案：用安培定则来判断，分别如下图中各图所示,变式迁移,2（双选）如
9、右图所示 一束带电粒子沿水平方向的虚线飞过小磁针上方，并与小磁针方向平行，能使小磁针N极转向读者，那么这束带电粒子可能是() A向右飞的正离子B向左飞的负离子 C向右飞的负离子 D向左飞的正离子,解析：带电粒子沿水平方向虚线飞过小磁针上方，并与小磁针方向平行，能使小磁针N极转向读者则知电流的磁场在小磁针所在处是垂直于纸面指向读者的 依据安培定则可得，电流的方向水平向左因此，如果这束带电粒子是正离子，则向左飞行；如果是负离子则向右飞行 答案：CD,三、安培分子电流假说 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环形电流分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁
10、体分子的两侧相当于两个磁极(如右图所示),2安培假说对有关磁现象的解释 (1)磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时内部各分子电流的取向杂乱无章它们的磁场互相抵消，对外不显磁性，当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得大致相同时，两端显示较强的磁作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了 (2)磁体的消磁：磁体在高温或猛烈敲击，即在激烈的热运动或机械运动影响下分子电流取向又变得杂乱无章，磁体磁性消失,注意：安培提出分子电流假说时人们还不知道物质的微观结构，电子绕原子核高速旋转，所以称为假说，但现在我们知道分子电流假说是真理分子电流假说揭示了电和磁的本质联系 3磁现象的本质 安培的分子电流假说揭示了磁
11、性的起源，它使我们认识到磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的,一根软铁棒被磁化是因为() A软铁棒中产生了分子电流 B软铁棒中分子电流取向杂乱无章 C软铁棒中分子电流消失 D软铁棒中分子电流取向变得大致相同 解析：软铁棒中分子电流是一直存在的，并不因为外界的影响而产生或消失，故A、C错根据磁化过程实质知D正确 答案：D,变式迁移,3如图所示，一带负电的金属环绕轴OO以角速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是() AN极竖直向上 BN极竖直向下 CN极沿轴线向左 DN极沿轴线向右,解析：从左向右看圆盘顺时针转动，环形电流方向为逆时针方向，由安培定则可知，环的左侧相当于
12、磁铁的N极，故小磁针最后平衡时N极沿轴线向左本题应选C. 答案：C,四、磁通量 研究电磁现象时，往往讨论某一面积的磁感线数目的变化，这需引入新物理量磁通量 1磁通量的定义 设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母表示因为用磁感线形象地描述磁场，故也可用穿过某一面积的磁感线条数来表示磁通量,2磁通量的计算 (1)公式：BS.此式的适应条件是：a.匀强磁场；b.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 如右图所示，在水平方向 的匀强磁场中，
13、平面abcd与垂 直于磁感线方向的平面的夹角 为，则穿过面积abcd的磁通 量应为BScos .,Scos 即为面积S的垂直于磁感线方向的投影，我们称之为“有效面积” 若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为1，反向磁感线条数为2，则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即12. (3)磁通量的变化21，其数值等于初末状态穿过某个平面磁通量的差值,3磁通量的单位 在国际单位中，磁通量的单位是韦伯，简称韦， 符号是“Wb”1 Wb1 T m2 磁通量是通过闭合线圈的磁感线的条数，它是标量但是磁通量也有“正、负”，磁通量的正、负号并不表示磁通量的方向，它的符号仅表示磁感线
14、的贯穿方向一般来说，如果磁感线从线圈的正向穿过线圈，线圈的磁通量就为“”；那么磁感线从线圈的反面穿过线圈，线圈的磁通量就为“” 4磁通密度 垂直于磁场方向单位面积内的磁通量叫磁通密度磁通密度的大小在数值上等于磁感应强度，即 由此可知磁感应强度B的另一个单位,如下图所示，在x轴和y轴构成的平面直角坐标系中，过原点再作一个z轴，就构成了空间直角坐标系，匀强磁场的磁感应强度B0.2 T，方向沿x轴的正方向，且abdc0.4 m，bcefad0.3 m，becf0.3 m通过面积S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量1、2、3各是多少？,解析：磁场方向沿x轴正方向，求磁通量时，应
15、将各面投影到与磁场垂直的方向上则S1、S2、S3三个面的有效面积为：S1abbc0.40.3 m20.12 m2S20 S3S10.12 m2 故通过各面积的磁通量分别为： 1S1B0.12 m20.2 T0.024 Wb 2S2B0 310.024 Wb. 答案：10.024 Wb2030.024 Wb,变式迁移,4如图所示，一个单匝线圈abcd水平放置，面积为S，当有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，当线圈以ab边为轴转过30和60时，穿过线圈的磁通量分别是多少？,解析：当线圈分别转过30和60时线圈平面在垂直于磁场方向的有效面积相同，都有S ，所以磁通量相同，都等于 . 答案：,祝,您,学业有成,
