第3课时几种常见的磁场

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1、第 3 课时几种常见的磁场教材分析本节内容在初中知识的基础上有很大的提高和拓展， “磁感线” 、 “几种常见的磁场” 、 “匀强磁场”是最基本的，也是最重要的知识，在今后的学习中有广泛应用磁通量的概念是学习电磁感应的基础，但在这里学生难以理解其物理意义，是教学的难点由于磁感线的分布不是平面的，而是空间的，应该通过演示实验来加深认识，教学中应注意培养学生的空间想像能力课标解读1. 知道磁感线知道几种常见磁场磁感线的空间分布情况2. 会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向3. 了解安培分子电流假说4. 知道磁通量教学过程用铁屑模拟磁感线的形状导入新课磁感线的特点定义安培定则：研究通电直

2、导线、环形电流、通电螺线管所产生磁场的分布实验现象：高温去磁安培分子电流假说特殊磁场：匀强磁场引出磁通量的概念验证环形电流的磁场方向学生阅读：用传感器研究磁场巩固练习新课导入用玻璃板、条形磁铁、细铁屑模拟磁感线，学生观察，激起兴趣，引入新课知识温习1. 磁感线是人们为了形象地描述磁场而引入的一些假想的曲线，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为磁场在该点的方向新知梳理1. 用磁感线描述磁场(1) 磁感线：在磁场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点_的方向一致(2) 磁感线的特点为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在磁感线的疏密表示_磁感线的方向：

3、磁体外部由 N 极指向 S 极，磁体内部由_磁感线是闭合曲线磁感线不能相交2. 电流的磁场和安培定则(1) 通电直导线周围的磁场、环形电流的磁场和通电螺线管的磁场，磁感线的方向都可以用_判定(2) 通电直导线：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，_所指的方向就是磁感线的环绕方向(3) 通电圆环：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指的方向就是环形电流_磁感线的方向(4) 通电螺线管：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管_磁感线的方向，或拇指指向螺线管的 N 极3. 安培分子电流假说 (1) 分子电流：在原子、分子等物质微粒的内

4、部，存在的一种_(2) 安培认为，物质微粒内的分子电流使它们相当于一个个_，磁体的磁场和电流的磁场本质是一样的，都是由_产生的4. 匀强磁场和磁通量(1) 匀强磁场磁感应强度大小、_处处相同磁感线是等距离的_距离很近的两个异名磁极间的磁场，两平行放置的通电线圈，其中间区域的磁场都是匀强磁场(2) 磁通量定义式：BS，公式中 B 和 S_.单位：1 Wb1 Tm 2.从 BS 可得 B ，因此磁感应强度又叫做_S小试身手1. 关于磁场的方向，下列叙述中不正确的是()A. 磁感线上每一点的切线方向B. 磁体 N 极到 S 极的方向C. 小磁针静止时北极所指的方向D. 小磁针北极受力的方向2. 下列

5、从说法中不正确的是()A. 磁感线总是从磁铁的 N 极出发，终止于磁铁的 S 极B. 磁感线的疏密程度表示磁场的强弱C. 磁极之间的相互作用都是通过磁场发生的D. 磁场实际上就是客观存在的一种特殊的物质3. 如图所示的直线电流磁场的磁感线，正确的是()探究讨论磁感线与电场线有什么相似之处和不同之处？相似之处：(1)电场线和磁感线都是为了形象地描述场而引入的假想 线，实际上并不存在；(2)电场线和磁感线都是用来描述场的强弱和方向的， 电场线 和磁感线的疏密分别表示了电场和磁场的强弱，电场线和磁感线切 线方向分别表示了电场和磁 场的方向；(3)电场线和磁感线都不能相交因为如果相交，在相交点处就会出

6、现两个切线方向，与电场和磁场中某一确定点的场的方向是唯一的相矛盾电场线和磁感线的显著区别是：电场线起始于正电荷， 终止于 负电荷，是非 闭合的曲线，而磁感线是闭合的曲线互动学案一、磁感线的特点1. 磁感线是为了形象描述磁场而假想出来的有方向的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线2. 磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越强，磁感线越疏的地方表示磁场越弱3. 磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向4. 磁感线在空间不能相交，不能相切，也不能中断5. 磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由 N 极到 S 极，在磁体内部由 S极到 N 极6. 匀强磁场的磁感线是一组等

7、间距的平行直线关于磁场和磁感线，下列说法正确的是()A. 磁场并不是真实存在的，而是人们假想出来的B. 磁场周围磁感线的形状，与铁屑在它周围排列的形状相同，说明磁场呈线条形状，磁感线是磁场的客观反映C. 磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D. 磁感线类似电场线，它总是从磁体的 N 极出发，到 S 极终止点拨解答本题要理解磁场及磁感线的实质及特点解析磁针放在磁体的周围受到力的作用， 说明磁体在周 围空间产生了磁场，磁 场是一种客观物质，由此可知选项 A 错误；人们为了形象地描绘磁场，用图形磁感线将抽象的磁场描绘出来，磁感线是假想的曲 线，客 观上并不存在，铁屑在磁场中被磁化为小磁针，在磁场的作用

8、下转动，最终规则地排列起来，显示出磁感线的分布特点 ，并非磁 场的客观反映电流的磁场和磁体的磁场的磁感线都是闭合曲线，在磁体外从 N 极到 S 极，在磁体内从 S 极到 N 极，而电场线从正电荷出发到负电荷终止，是不 闭合的由此可知选项 B、D 错误，选项 C 正确答案C1. 关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是()A. 磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是客观存在的特殊物质B. 磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它任一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致C. 磁感线总是从磁铁的 N 极出发，到 S 极终止的D. 磁感线可以用细铁屑来显示，因而

9、是真实存在的二、几种常见通电导体周围的磁场1. 通电导线周围的磁场方向与电流方向之间的关系，可用右手定则判断2. 通电直导线周围的磁场(1)磁感线分布：如图所示(2)由图可以看出，通电直导线周围的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，实际上电流磁场应为空间图形(3)离导线越近磁场越强，离导线越远磁场越弱3. 环形电流的磁场环形电流可以等效为无数段通电直导线，用通电直导线周围磁场来判断，也可以根据安培定则直接判断(1)磁感线分布，如上图所示(2)环形电流的磁场类似于条形磁铁的磁场(3)由于磁感线为闭合曲线，所以环内磁感线条数与环外相等，故环内磁场强，环外磁场弱4. 通电螺线管的磁场(1)磁感线分布

10、：如图所示(2)通电螺线管的磁场分布：外部跟条形磁铁外部的磁场分布情况相同，两端分别为 N 极与 S 极，管内是匀强磁场，磁场方向由 S 极指向 N 极(3)环形电流的磁场，在宏观上可看做单匝螺线管的磁场；在微观上可看成无数段很短的直线电流的磁场的叠加如图所示，一束带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方，并与磁针方向平行，能使磁针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. 向左飞的正离子点拨带电粒子的定向运动可形成电流， 电流方向为正电 荷定向移动的方向解析带电粒子沿水平方向虚线飞过磁针上方，并与磁 针 方向平行，能使磁 针

11、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故选 CD正确答案CD2. 一个带负电的橡胶圆盘，垂直纸面绕中心轴 OO高速旋转，转动方向如图所示在其右方纸面内放一个可以自由转动的小磁针，则小磁针先_时针转动，最后静止时 N 极指向_方如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时()A. 小磁针 N 极向里转B. 小磁针 N 极向外转C. 小磁针在纸面内向左摆动D. 小磁

12、针在纸面内向右摆动点拨由安培定则确定线圈产生的磁场方向解析由安培定则可知，螺线 管内部的磁感线向里，小磁 针 N 极的受力方向即为该处的磁场方向故 A 正确答案A3. 实验室有一个旧的学生直流电源，输出端的符号模糊不清，无法分辨正负极小刚设计了如图所示的判断电源两极的方法在桌面上放一个小磁针，在磁针东面放一个螺线管闭合开关后，磁针指南的一端向西偏转，则输出端 A 端为_极三、磁通量的理解1. 磁通量的定义公式 BS 中的 B 应是匀强磁场的磁感应强度，S 是与磁场方向垂直的面积，因此可以理解为 BS ，如果平面与磁场方向不垂直，应把面积 S 投影到与磁场垂直的方向上，求出投影面积 S ，代入到

13、 BS 中计算，要避免硬套公式2. 磁通量是标量，但有正负，若磁感线从某一平面上穿入时，磁通量为正值，穿出时即为负值3. 磁通量的变化 | 2 1|(1)当 B 不变，有效面积 S 变化时，|B S|.(2)当 B 变化，S 不变时，|B S|.(3)B 和 S 同时变化，则 |2 1|.注意：平面 S 与磁场方向不垂直时，要把面积 S 投影到与磁场垂直的方向上，即求出有效面积可以把磁通量理解为穿过面积 S 的磁感线的“净”条数相反方向穿过面积 S 的磁感线可以互相抵消 当磁感应强度和回路面积同时发生变化时，| 2 1|，而不能用 BS 计算 当面积 S 转过 180时，磁通量的变化量 | 2

14、 1|2BS.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的情况是( )A. 如图位置时等于 BSB. 若使框架绕 OO转过 60角，磁通量为 BS12C. 若从初始位置转过 90角，磁通量为零D. 若从初始位置转过 180角，磁通量变化量为 2BS点拨磁通量是标量，其正负 不代表方向， 仅代表磁感线是穿入 还是穿出，其变化量一般取绝对值计算解析当面积 S 和匀强磁场方向垂直时 BS，不垂直应取垂直于磁场方向的有效面积，磁通量是有正负的，可以认为 磁感线穿入时为正，穿出 时为负 在图示位置时，磁感线与线框平面垂直， BS .当框架绕 OO轴转过

15、60时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示，BS BS cos 60 BS.转过 90时，线框由与磁感线垂直穿过变为平行，0.线框12转过 180时，磁感 线仍然垂直穿过线框，只不 过穿过方向改 变了因而1BS ，2BS，| 2 1|2BS.故 ABCD 都正确答案ABCD4. 如图所示，两根无限长的通电直线导线 l1、l 2 的电流 I1I 2.垂直矩形线圈 abcd 的一边放置在矩形线圈上，并将矩形线圈分割成三等份，它们对应的面积分别为 S1、S 2、S 3.关于这三个面积上的磁通量，下列说法中正确的是( )A. S1 的磁通量垂直纸面向外 B. S3 的磁通量垂直纸面向外C. S2 的磁通量为零 D. 矩形 abcd 上的磁通量为零磁通量与某一状态下穿过一个面的磁感线的多少相联系，磁通量的大小由磁场的强弱，面的大小以及面与磁场方向的相对位置共同决定【例】 关于磁通量的描