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1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 选修选修3-1 磁场磁场第三章第三章3几种常见的磁场几种常见的磁场第三章第三章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5易错案例剖析易错案例剖析6课堂知识构建课堂知识构建7学习目标定位学习目标定位理解磁感线的概念，能较熟练地画出各种情况下理解磁感线的概念，能较熟练地画出各种情况下的磁感线分布图。的磁感线分布图。掌握安培定则，能熟练地用安培定则对电流周围掌握安培定则，能熟练地用安培定则对电流周围的磁场分布作出判断
2、。的磁场分布作出判断。了解安培分子电流假说的内容，并能用来解释铁了解安培分子电流假说的内容，并能用来解释铁棒被磁化和磁体退磁等现象。棒被磁化和磁体退磁等现象。知道什么是匀强磁场；知道匀强磁场的磁感线是知道什么是匀强磁场；知道匀强磁场的磁感线是分布均匀的平行直线。分布均匀的平行直线。知道磁通量的定义，知道公式知道磁通量的定义，知道公式BS的适用条件，的适用条件，会用这一公式进行简单计算。会用这一公式进行简单计算。课堂情景切入课堂情景切入磁磁场场是是一一种种特特殊殊的的物物质质，不不能能为为人人们们所所看看见见，英英国国科科学学家家法法拉拉第第在在对对磁磁场场的的描描述述方方面面表表现现出出很很强
3、强的的想想像像力力，为为了了“看看见见”磁磁场场，法法拉拉第第在在纸纸板板上上均均匀匀洒洒满满细细小小的的铁铁屑屑，在在其其下下放放置置磁磁铁铁，然然后后轻轻敲敲纸纸板板，磁磁化化后后的的铁铁屑屑在在磁磁力力的的作作用用下下就就清清清清楚楚楚楚地地呈呈现出现出“磁感线磁感线”来。来。知识自主梳理知识自主梳理磁感线磁感线1.定义定义如如果果磁磁场场中中画画出出一一些些曲曲线线，使使曲曲线线上上每每一一点点的的切切线线方方向向都都跟这点的跟这点的_的方向一致，这样的曲线就叫做磁感线。的方向一致，这样的曲线就叫做磁感线。2特点特点(1)磁感线是闭合曲线。磁感线是闭合曲线。(2)磁磁感感线线的的疏疏密
4、密程程度度表表示示磁磁场场_，磁磁场场强强的的地地方方磁磁感感_，磁场弱的地方磁感，磁场弱的地方磁感_。磁感应强度磁感应强度强弱强弱线密线密线疏线疏 安培定则安培定则用来确定通电导线周围磁场方向用来确定通电导线周围磁场方向 1通电直导线周围磁场通电直导线周围磁场用用右右手手握握住住导导线线，让让伸伸直直的的大大拇拇指指所所指指的的方方向向跟跟_的的方方向向一一致致，那那么么，_所所指指的的方方向向就就是是磁磁感感线线的的环环绕绕方向。方向。(如图如图)电流电流弯曲的四指弯曲的四指2环形电流产生的磁场环形电流产生的磁场让让右右手手弯弯曲曲的的四四指指和和_的的方方向向一一致致，那那么么，伸伸直直
5、的的大大拇拇指指所所指指的的方方向向就就是是_的的磁磁感感线线的的方向。方向。(如图如图)环形电流环形电流环形导线中心轴线上环形导线中心轴线上3通电螺线管产生的磁场通电螺线管产生的磁场用用右右手手握握住住螺螺线线管管，让让弯弯曲曲的的四四指指所所指指的的方方向向跟跟_的的方方向向一一致致，大大拇拇指指所所指指的的方方向向就就是是_的的方方向向。因因通通电电螺螺线线管管产产生生的的磁磁场场类类似似于于条条形形磁磁铁铁，所所以以大大拇拇指指所指的方向也可以说成通电螺线管磁场的所指的方向也可以说成通电螺线管磁场的_。(如图如图)电流电流螺线管内部磁感线螺线管内部磁感线北极北极(N极极)1.安培分子电
6、流假说的内容安培分子电流假说的内容安安培培认认为为，在在原原子子、分分子子等等物物质质微微粒粒的的内内部部存存在在着着一一种种_分分子子电电流流，分分子子电电流流使使每每个个物物质质微微粒粒都都成成为为_，分子的两侧相当于两个磁极，分子的两侧相当于两个磁极(见图见图)安培分子电流假说安培分子电流假说环形电流环形电流微小的磁体微小的磁体2安培假说对有关磁现象的解释安培假说对有关磁现象的解释磁化现象磁化现象磁体的退磁磁体的退磁磁磁现现象象的的电电本本质质磁磁铁铁的的磁磁场场和和电电流流的的磁磁场场_，都是由电荷的都是由电荷的_产生的。产生的。一样一样运动运动匀强磁场匀强磁场1.定义定义磁感应强度的
7、磁感应强度的_、_处处相同的磁场。处处相同的磁场。2磁感线特点磁感线特点匀强磁场的磁感线是一些匀强磁场的磁感线是一些_直线。直线。大小大小方向方向间隔相同的平行间隔相同的平行1.定义定义匀匀强强磁磁场场磁磁感感应应强强度度B和和与与磁磁场场方方向向_的的平平面面面面积积S的乘积，即的乘积，即_。2单位单位_，简称韦，符号，简称韦，符号_,1_1Tm2。磁通量磁通量垂直垂直BS韦伯韦伯WbWb磁通密度磁通密度 标标重点难点突破重点难点突破一、对磁感线的认识与理解一、对磁感线的认识与理解1磁感线的特点磁感线的特点(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在。为形象描述磁场而引入的假想曲线，实
8、际并不存在。(2)磁磁感感线线的的疏疏密密表表示示磁磁场场的的强强弱弱。磁磁感感线线在在某某点点的的切切线线方方向表示磁场的方向。向表示磁场的方向。(3)磁磁感感线线的的方方向向在在磁磁体体外外部部从从N极极指指向向S极极，磁磁体体内内部部从从S极极指指向向N极极。即即磁磁感感线线是是闭闭合合的的曲曲线线，它它不不相相交交，不不相相切切，也也不中断。不中断。2磁感线与电场线的比较磁感线与电场线的比较两种线两种线比较内容比较内容 磁感线磁感线电场线电场线不同点不同点闭合曲线闭合曲线不闭合，起始于正电荷或无限不闭合，起始于正电荷或无限远，终止于负电荷或无限远远，终止于负电荷或无限远相相似似点点引入
9、目的引入目的为形象描述场而引入的假想线，实际不存为形象描述场而引入的假想线，实际不存在在疏密疏密场的强弱场的强弱切线方向切线方向场的方向场的方向是否相交是否相交不能相交不能相交(电场中无电荷空间不相交电场中无电荷空间不相交)特特别别提提醒醒(1)在在没没画画磁磁感感线线的的地地方方，并并不不表表示示没没有有磁磁场场存存在。在。(2)若若多多个个磁磁体体或或电电流流的的磁磁场场在在空空间间某某区区域域叠叠加加，磁磁感感线线描描述述的的是是叠叠加加后后的的磁磁场场的的磁磁感感线线分分布布情情况况，不不能能认认为为该该区区域域有有多多条磁感线相交。条磁感线相交。答案：答案：B解解析析：磁磁感感线线的
10、的疏疏密密表表示示磁磁场场的的强强弱弱，由由此此可可判判A错错B对对；磁磁感感线线是是闭闭合合的的曲曲线线，在在磁磁铁铁外外部部是是从从N极极到到S极极，内内部部是是从从S极极到到N极极，故故C错错；磁磁感感线线是是为为研研究究问问题题方方便便而而假假想想的的线线，实实际并不存在，故际并不存在，故D错。错。二、几种常见的磁场磁感线的分布特点二、几种常见的磁场磁感线的分布特点1常见永磁体的磁场常见永磁体的磁场(如图如图)2三种常见的电流的磁场三种常见的电流的磁场特特别别提提醒醒(1)应应用用安安培培定定则则判判定定直直线线电电流流时时，四四指指所所指指的的是是导导线线之之外外磁磁场场的的方方向向
11、；判判定定环环形形电电流流和和通通电电螺螺线线管管时时拇拇指指的的指向是线圈轴线上磁场的方向。指向是线圈轴线上磁场的方向。(2)环环形形电电流流相相当当于于小小磁磁针针，通通电电螺螺线线管管相相当当于于条条形形磁磁铁铁，其外部的磁感线是由其外部的磁感线是由N极指向极指向S极；内部是由极；内部是由S极指向极指向N极。极。为为了了解解释释地地球球的的磁磁性性，19世世纪纪安安培培假假设设：地地球球的的磁磁场场是是由由绕绕过过地地心心的的轴轴的的环环形形电电流流I引引起起的的。在在下下列列四四个个图图中中，正正确确表表示安培假设中环形电流方向的是示安培假设中环形电流方向的是()答案：答案：B解解析析
12、：本本题题考考查查了了对对地地磁磁场场的的认认识识，由由安安培培定定则则可可知知环环形形电流应自东向西，电流应自东向西，B项正确。项正确。如如图图所所示示的的磁磁场场中中与与磁磁场场垂垂直直放放置置两两个个面面积积相相同同的的闭闭合合线线圈圈S1(左左)、S2(右右)，由由图图可可知知穿穿过过线线圈圈S1、S2的的磁磁通通量量大大小小关关系系正确的是正确的是()A穿过线圈穿过线圈S1的磁通量比较大的磁通量比较大B穿过线圈穿过线圈S2的磁通量比较大的磁通量比较大C穿过线圈穿过线圈S1、S2的磁通量一样大的磁通量一样大D不能比较不能比较答案：答案：A解解析析：穿穿过过线线圈圈S1的的磁磁感感线线条
13、条数数多多，故故穿穿过过线线圈圈S1的的磁磁通通量较大。选项量较大。选项A正确。正确。考点题型设计考点题型设计关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是()A磁磁极极与与磁磁极极之之间间、磁磁极极与与电电流流之之间间都都可可以以通通过过磁磁场场发发生相互作用生相互作用B磁磁感感线线可可以以形形象象地地描描述述磁磁场场的的强强弱弱和和方方向向，其其上上每每一一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磁感线总是从磁铁的N极出发，到极出发，到S极终止极终止D磁感线可以用细
14、铁屑来显示，因而是真实存在的磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的 对磁场和磁感线的理解对磁场和磁感线的理解解解析析：磁磁场场是是一一种种特特殊殊物物质质，磁磁极极、电电流流间间发发生生的的作作用用都都是是通通过过磁磁场场发发生生的的，选选项项A正正确确；磁磁感感线线是是为为了了形形象象地地描描述述磁磁场场而而假假想想的的线线，不不是是真真实实存存在在的的，选选项项D错错误误；磁磁感感线线的的切切线线方方向向表表示示磁磁场场的的方方向向，磁磁感感线线的的疏疏密密表表示示磁磁场场的的强强弱弱，选选项项B正正确确；磁磁感感线线是是闭闭合合曲曲线线，在在磁磁体体外外部部由由N极极指指向向S极极，
15、在在磁磁体体内部由内部由S极指向极指向N极，选项极，选项C错误。错误。答案：答案：AB点点评评：用用磁磁感感线线可可以以形形象象地地描描述述磁磁场场的的强强弱弱和和方方向向，它它是是一一种种理理想想化化模模型型，并并不不是是真真实实存存在在的的。由由于于磁磁体体的的N极极和和S极极是是密不可分的，所以磁感线总是闭合的曲线。密不可分的，所以磁感线总是闭合的曲线。(安安徽徽黄黄山山市市20142015学学年年高高二二上上学学期期期期末末)关关于于对对磁磁感感线和电场线的理解，下列说法中正确的是线和电场线的理解，下列说法中正确的是()A电电场场线线的的切切线线方方向向是是放放入入电电场场中中正正电电
16、荷荷的的受受力力方方向向，磁感线的切线方向是放入磁场中小磁针磁感线的切线方向是放入磁场中小磁针N极的受力方向极的受力方向B电电场场线线的的切切线线方方向向与与放放入入电电场场中中正正电电荷荷的的受受力力方方向向垂垂直直，磁磁感感线线的的切切线线方方向向于于放放入入磁磁场场中中通通电电直直导导线线的的受受力力方方向向垂垂直直C电电场场线线起起源源于于正正电电荷荷，终终止止于于负负电电荷荷；磁磁感感线线起起始始于于N极，终止于极，终止于S极极D磁磁感感线线和和电电场场线线都都只只能能分分别别表表示示磁磁场场和和电电场场的的方方向向，不能反映磁场和电场的强弱不能反映磁场和电场的强弱答案：答案：A解解
17、析析：电电场场线线的的切切线线方方向向是是放放入入电电场场中中正正电电荷荷的的受受力力方方向向，磁磁感感线线的的切切线线方方向向是是放放入入磁磁场场中中小小磁磁针针N极极的的受受力力方方向向，故故A正正确确，B错错误误；电电场场线线起起源源于于正正电电荷荷，终终止止于于负负电电荷荷；外外部部磁磁感感线线从从磁磁铁铁的的N出出发发，进进入入S极极，在在磁磁体体内内部部，从从S极极指指向向N极极，故故C错错误误；磁磁感感线线和和电电场场线线能能分分别别表表示示磁磁场场和和电电场场的的方方向向，疏疏密反映磁场和电场的强弱，故密反映磁场和电场的强弱，故D错误。错误。当接通电源后，小磁针当接通电源后，小
18、磁针A的指向如图所示，则的指向如图所示，则()A小磁针小磁针B的的N极向纸外转极向纸外转B小磁针小磁针B的的N极向纸里转极向纸里转C小磁针小磁针B不转动不转动D因电流未标出，所以无法判断小磁针因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动如何转动 安培定则的应用安培定则的应用答案：答案：A在在下下图图中中，分分别别给给出出了了导导线线中中的的电电流流方方向向或或磁磁场场中中某某处处小小磁磁针针N极极的的指指向向或或磁磁感感线线方方向向。请请画画出出对对应应的的磁磁感感线线(标标上上方方向向)或电流方向。或电流方向。答案：答案：用安培定则来判断，分别如下图所示。用安培定则来判断，分别如下图所示。如如
19、图图所所示示，框框架架面面积积为为S，框框架架平平面面与与磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场方方向向垂垂直直，则则穿穿过过平平面面的的磁磁通通量量为为_，若若使使框框架架绕绕OO转转过过60角角，则则穿穿过过线线框框平平面面的的磁磁通通量量为为_；若若从从初初始始位位置置转转过过90角角，则则穿穿过过线线框框平平面面的的磁磁通通量量为为_；若若从从初初始始位位置置转转过过180角角，则则穿穿过过线线框框平平面面的的磁磁通通量量变变化化量量为为_。对磁通量的理解对磁通量的理解如如图图所所示示，ab是是水水平平面面上上一一个个圆圆的的直直径径，在在过过ab的的竖竖直直平平面面内内有有一
20、一根根通通电电导导线线ef。已已知知ef平平行行于于ab，当当ef竖竖直直向向上上平平移移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将()A逐渐增大逐渐增大B逐渐减小逐渐减小C始终为零始终为零 D不为零，但保持不变不为零，但保持不变答案：答案：C解解析析：穿穿过过圆圆的的直直径径ab内内侧侧的的磁磁通通量量和和穿穿过过ab外外侧侧的的磁磁通通量量方方向向相相反反，由由对对称称性性可可知知两两部部分分的的磁磁通通量量大大小小相相等等，故故整整个个圆圆中中合合磁磁通通量量为为0。当当ef竖竖直直向向上上平平移移时时，两两部部分分的的磁磁通通量量依依然然大小相等，一正一负，合磁通量始终为零。大小相等，一正一负，合磁通量始终为零。易错案例剖析易错案例剖析易错点：易错点：对磁通量的理解不深导致错解对磁通量的理解不深导致错解案案例例：如如图图所所示示，在在条条形形磁磁铁铁外外套套有有A、B两两个个大大小小不不同同的的圆圆环环，穿穿过过A环环的的磁磁通通量量A与与穿穿过过B环环的的磁磁通通量量B相相比比较较()AABBAB，故，故A对，对，B、C、D都错。都错。正确答案：正确答案：A课堂知识构建课堂知识构建
