《2018-2019学年高中物理 第三章 磁场 第3节 几种常见的磁场课件 新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中物理 第三章 磁场 第3节 几种常见的磁场课件 新人教版选修3-1（34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,【学习目标】 1.知道磁感线以及几种常见的磁场(条形、蹄形磁铁,直线电流、环形电流、通电螺线管)的磁感线分布的情况.2.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线方向.3.了解安培分子电流假说,并能解释有关现象.4.理解匀强磁场的概念.5.理解磁通量的概念并能进行有关计算.,基础知识,核心要点,学习效果,核心素养,基础知识 探究,教材探究,知识点一,磁感线和几种常见的磁场,【问题导学】,将多个小磁针放在条形磁铁周围,小磁针的指向如图所示.,答案:(1)小磁针北极的指向即磁场的方向,在N,S极附近的磁场比其他地方强. (2)这条线可以表示磁场的方向,称为磁感线
2、.,(1)小磁针的指向与磁场方向存在什么关系?由图可知,条形磁铁的N,S极附近的磁场强弱有什么特点? (2)沿着小磁针的指向画一条线,这条线能不能表示磁铁的磁场方向?这条线叫什么线?,【知识梳理】 1.磁感线 (1)定义:用来形象描述磁场的 曲线. (2)特点:磁感线的 表示磁场的强弱. 磁感线上某点的 表示该点磁感应强度的方向. 2.几种常见电流的磁场 电流的磁感线方向可以用安培定则判断.各种电流的磁场磁感线判断方法如下: (1)直线电流:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与 一致, 所指的方向就是磁感线环绕的方向.,假想,疏密程度,切线方向,电流方向,弯曲的四指,(2)环形电流:让右手弯
3、曲的四指与 一致,伸直的拇指所指的方向就是 的方向. (3)通电螺线管:右手握住螺线管,让弯曲的四指跟 一致,拇指所指的方向就是 的方向或者说拇指所指的就是 .,环形电流的方向,环形导线轴线上磁感线,电流的方向,螺线管内部的磁场,通电螺线管的北极,匀强磁场和磁通量,知识点二,【问题导学】,(1)教材第88页图3.3-7中,在N极与S极之间靠近N极、S极磁体的位置磁感应强度大,还是离N极、S极较远的位置磁感应强度大?,答案:匀强磁场中空间上任何点的磁感应强度的大小、方向都相同.,(2)教材第88页图3.3-10为平面与B不垂直的情况,这时通过平面S的磁通量比BS的值是大还是小?,答案:图3.3-
4、10中通过平面S的磁通量的值比BS的值小.,【知识梳理】 1.匀强磁场 (1)定义:磁感应强度的 、 处处相同的磁场. (2)磁感线:间隔相同的 . 2.磁通量 (1)定义:在匀强磁场中,磁感应强度B和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积,叫做穿过这个面积的磁通量,简称磁通. (2)定义式:= . (3)单位: ,简称韦,符号是Wb.1 Wb=1 Tm2. (4)矢标性:磁通量是 量.,强弱,方向,平行直线,BS,韦伯,标,(5)磁通密度:即磁感应强度,B= ,表示穿过 的磁通量.,单位面积,思考判断,1.没有磁感线的地方就没有磁场.( ) 2.用细铁屑可以模拟磁感线的形状,所以磁感线是真实存在的
5、.( ) 3.线圈在匀强磁场中转过180,磁通量的变化量为0.( ) 4.一切磁现象都起源于电流或运动电荷,一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场发生的.( ) 5.一个物体是否对外显磁性,取决于物体内部分子电流的取向.( ) 6.大小恒定的匀强磁场中,平面面积越大,穿过平面的磁通量一定越大.( ),核心要点 突破,要点一,安培定则的理解和应用,三种电流磁场磁感线的分布,圆心的多组同心圆,越向外越稀疏,磁场越弱,磁感线是闭合的曲线,而电场线不是闭合曲线,电场线始于正电荷或无穷远处,止于负电荷或无穷远处. 磁感线的疏密表示磁场的强弱,电场线的疏密也表示电场的强弱.,状元心得,思路探究 根据什么
6、规律判断小磁针的指向? 答案:一般有两条规律:(1)小磁针静止时,N极的指向为该处的磁场方向;(2)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.,【例1】 (2018淮北高二月考)如图所示,当S闭合后,小磁针处在通电电流磁场中的位置正确的是( ),解析:小磁针静止时N极指向表示该点磁场的方向,A图中小磁针处的电流方向为竖直向下,根据安培定则可得磁场方向垂直纸面向外,A错误;B图中磁场方向竖直向上,B错误;C图中磁场方向垂直纸面向里,C错误;D图中上端相当于S极,异名磁极相互吸引,故小磁针指向上端,D正确.,答案:D,【针对训练1】 在如图中,分别给出了其中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向,请画出
7、对应的磁感线(标上方向)或电流方向.,解析:题图(甲)、(乙)、(丙)中由小磁针N极指向确定磁感线的方向,根据安培定则,其电流方向如图(甲)、(乙)、(丙)所示.题图(丁)中由环形电流的环绕方向,根据安培定则确定环内磁感线方向如图(丁)所示.,答案:见解析,要点二 磁通量的理解和计算,1.磁通量的物理意义:表示磁场中穿过某一平面的 . . 2.磁通量的计算 (1)匀强磁场,磁感线与平面垂直时:=BS. (2)匀强磁场,磁感线与平面不垂直时:=BSsin ,公式中的 . ,Ssin 是平面在垂直于磁感线方向的投影面积. 3.磁通量的正、负值含义 (1)磁通量是标量,但有正、负.若规定磁感线从某平
8、面穿入时,磁通量为正值,则磁感线从该平面穿出时即为负值. (2)若某一平面有正反两个方向的磁感线穿过,穿过正向的磁通量为1,反向的磁通量为2,则穿过该平面的磁通量 =1-2.,磁感线条数,且为穿过的,磁感线的净条数,是平面与,磁感线的夹角,4.磁通量与磁感应强度的关系,磁感线的条数不是乱画的,它的疏密表示了磁场的强弱,在同一问题中,按同一规则画出,磁感线的净条数指穿入和穿出某一平面的磁感线抵消后的净剩条数. 当=0时,磁感线与平面平行,没有穿过平面.,状元心得,【例2】 如图所示,线圈平面与水平方向夹角=60,磁感线竖直向下,线圈平面面积S=0.4 m2,匀强磁场磁感应强度B=0.6 T,则穿
9、过线圈的磁通量为多少?把线圈以cd为轴顺时针转过120角,则通过线圈磁通量的变化量为多少?,思维导图 确定垂直于B的面积 用=BS求磁通量 用=2-1求变化量,解析:线圈在垂直磁场方向上的投影面积 S=Scos 60=0.4 m2=0.2 m2, 穿过线圈的磁通量=BS=0.60.2 Wb=0.12 Wb, 线圈以cd为轴顺时针方向转过120角后变为与磁场垂直,但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反,此时通过线圈的磁通量 2=-BS=-0.60.4 Wb=-0.24 Wb, 故磁通量的变化量 =|2-1|=|-0.24-0.12| Wb=0.36 Wb.,答案:0.12 Wb 0.36
10、 Wb,(1)只有在匀强磁场中BS时,=BS才适用,若B与S不垂直,应将S投影,也可以将B分解,取B,S垂直部分的乘积. (2)磁通量的变化量=2-1,在具体的计算中,一定要注意1及2的正负问题.,误区警示,【针对训练2】 如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由平移到,第二次将金属框绕cd边翻转到,设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为1和2,则( ),A.12 B.1=2 C.12 D.不能判断,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,当线框平移至位置时,磁通量为,
11、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.,C,要点三 磁感应强度的叠加,1.磁感应强度是矢量,当空间存在几个磁体(或电流)时,每一点的磁场为各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和. 2.对于几个电流产生的磁场,先用安培定则确定电流在某点的磁场方向,后运用平行四边形定则将几个磁感应强度合成.,【例3】 如图所示,在a,b,c三处垂直于纸面放置3根长直通电导线,电流大小相等,a,b,c是等边三角形的3个顶点,a处电流在三角形几何中心O点产生的磁场的磁感应强度大小为B,求O点处的磁感应强度.,解
12、析:由于O点到a,b,c三点的距离相等,三根导线中的电流大小相等,b,c处的电流在O点产生的磁场的磁感应强度大小相等,都等于B.由安培定则可知,各电流在O点的磁场的磁感应强度垂直于各点和O的连线,如图所示,由几何关系得Ba与Bb的夹角为120,根据平行四边形定则,a,b在O点的磁感应强度的矢量和为B,方向水平向右,因此O点的磁感应强度大小为2B,方向平行于ab连线向右.,答案:2B,方向平行于ab连线向右,【针对训练3】 (2018济南高二检测)三根完全相同的长直导线互相平行,通以大小和方向都相同的电流.它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a,b,c处,如图所示,已知每根通电长直导线在其
13、周围产生的磁感应强度与该导线的距离成反比,通电导线b在a处产生的磁场磁感应强度大小为B,则d处的磁感应强度大小为( ),B,学习效果 检测,1.(2018南昌高二月考)小李同学用铁钉与漆包线绕成电磁铁,当接通电路后,放在其上方的小磁针N极立即转向左侧,如图所示.则此时( ) A.导线A端接电池负极 B.铁钉内磁场方向向右 C.铁钉左端为电磁铁的N极 D.小磁针所在位置的磁场方向水平向右,B,解析:当接通电路后,放在其上方的小磁针N极立即转向左侧,所以小磁针处的磁场的方向向左,通电螺线管内产生的磁场的方向向右,铁钉右端为电磁铁的N极.所以漆包线内电流由A流向B,导线A端接电池正极.故B正确, A
14、,C,D错误.,2.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( ),解析:由于地磁场的北极在地理南极附近,在地球内部磁感线由地理北极指向地理南极,由安培定则判断可知,选项B正确.,B,3.(多选)如图表示磁场的磁感线,依图分析磁场中a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大的是( ),AC,解析:磁感线的疏密可表示磁感应强度的大小.由题图可知,A中BaBb,B中BaBb,D中Ba=Bb,故A,C正确.,4.(2018威海高二检测)如图所示,在条形磁铁外套有A,B两个大小不同的圆环,穿过A环的磁通量A与穿过B
15、环的磁通量B相比较( ),A,解析:由于磁铁磁场的磁感线全部穿过磁铁内部,方向由S指向N,而在磁铁外部,磁感线由N经无限大空间到S,则=内-外,对A,B两环,内相同,而对于外,穿过B环的较大,所以AB,选项A正确.,A.AB B.AB C.A=B D.不能确定,5.(2018昆明高二检测)在磁感应强度为B0、方向向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里.如图所示,a,b,c,d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中( ) A.b,d两点的磁感应强度相等 B.a,b两点的磁感应强度相等 C.c点的磁感应强度的值最小 D.b点的磁感应强度的值最大,C,解析:匀强磁场和电流磁场的磁感应强度方向如图所示,根据矢量叠加原理,可见b, d两点的磁感应强度大小相等,但方向不同,选项A错误;a点的磁感应强度最大,c点的磁感应强度最小,选项B,D错误,C正确.,核心素养 提升,(教师备用),学长经验分享,【错例分析】错误应用=BS分析问题 【以例示法】 如图所示,水平放置的扁平条形磁铁,在磁铁的左端正上方有一线框,线框平面与磁铁垂直,当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端
