《辽宁省大连市高中物理 第3章 磁场 3.3 几种常见的磁场课件 新人教版选修31》由会员分享，可在线阅读，更多相关《辽宁省大连市高中物理 第3章 磁场 3.3 几种常见的磁场课件 新人教版选修31（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、导入新课导入新课导入新课导入新课电场线能使电场电场线能使电场性质更直观性质更直观磁场中是也否能用这磁场中是也否能用这样的线来表示呢？样的线来表示呢？第三章第三章 磁磁场场3.3 3.3 几种常见的磁场几种常见的磁场几种常见的磁场几种常见的磁场教学目标教学目标教学目标教学目标1. 1. 知识与能力知识与能力理解理解磁感线磁感线的概念并能与的概念并能与小磁针的指向小磁针的指向联系。联系。直线电流的磁场直线电流的磁场、环形电流的磁场环形电流的磁场、通电螺线管通电螺线管的磁场的磁场及及磁感线磁感线的描述。的描述。理解理解安培分子电流安培分子电流的观念。的观念。理解匀强磁场的概念，并能举出匀强电场的实例
2、。理解匀强磁场的概念，并能举出匀强电场的实例。磁通量的计算。磁通量的计算。2. 2. 过程与方法过程与方法3.3.情感态度与价值观情感态度与价值观通过轻敲细铁屑的方法比较直观的观测各种通过轻敲细铁屑的方法比较直观的观测各种磁体、电流的磁感线。磁体、电流的磁感线。通过改变平面与磁感线的角度，来计算磁通通过改变平面与磁感线的角度，来计算磁通量。掌握计算方法。量。掌握计算方法。 能够将小磁针的能够将小磁针的N极指向与磁感线联系在一极指向与磁感线联系在一起。通过磁感线的分布来表征磁场。起。通过磁感线的分布来表征磁场。将电流和磁体联系，来比较磁感线的分布。将电流和磁体联系，来比较磁感线的分布。教学重点教
3、学重点教学重点教学重点教学重点：教学重点：教学难点：教学难点： 磁感线磁感线各种磁体电流的磁感线各种磁体电流的磁感线匀强磁场及磁通量的计算匀强磁场及磁通量的计算安培分子电流假说安培分子电流假说内容解析内容解析内容解析内容解析一、磁感线一、磁感线二、几种常见的磁场二、几种常见的磁场三、安培分子电流假说三、安培分子电流假说四、匀强磁场四、匀强磁场五、磁通量五、磁通量一、磁感线一、磁感线 我们知道，在磁场中的每一点，磁感应强度我们知道，在磁场中的每一点，磁感应强度B都有一定的方向。都有一定的方向。 如果在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点如果在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁
4、感应强度的方向一致，这的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线就叫做样的曲线就叫做磁感线磁感线。利用磁感线可以形象的描利用磁感线可以形象的描述磁场。述磁场。 实验中常用铁屑来模拟磁感线的形状。在磁场实验中常用铁屑来模拟磁感线的形状。在磁场中放一块玻璃板，玻璃板上均匀的撒一层细铁屑，中放一块玻璃板，玻璃板上均匀的撒一层细铁屑，轻敲玻璃板，铁屑就会有规则的排列起来，模拟出轻敲玻璃板，铁屑就会有规则的排列起来，模拟出磁感线的形状。磁感线的形状。 在两极附近，磁场较强，磁感线较密。因此磁在两极附近，磁场较强，磁感线较密。因此磁感线的疏密表示磁感应强度的大小。感线的疏密表示磁感应强度的大小。
5、铁屑有铁屑有规则的规则的排列，排列，来模拟来模拟磁感线磁感线的方向的方向小磁针的方向为小磁针的方向为磁感线的方向磁感线的方向小磁针小磁针N N极指向与铁屑排列方向是一致的：极指向与铁屑排列方向是一致的：蹄形磁铁的磁场蹄形磁铁的磁场条形磁铁的磁场条形磁铁的磁场这是磁铁吸引下铁屑的排列：这是磁铁吸引下铁屑的排列：磁感线的特点：磁感线的特点： 磁感线都是从北极发出进入南极，经过磁体磁感线都是从北极发出进入南极，经过磁体内部由南极通向北极，形成一条闭合曲线；任意内部由南极通向北极，形成一条闭合曲线；任意两条磁感线永不相交。两条磁感线永不相交。二、几种常见的磁场二、几种常见的磁场 把小磁针放到通电直导线
6、附近，根据磁针的指把小磁针放到通电直导线附近，根据磁针的指向，可以研究它周围磁场的分布。向，可以研究它周围磁场的分布。 安培定则：安培定则： 右手握住导线，让右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致，弯与电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。是磁感线环绕的方向。这个规律也叫右手螺旋这个规律也叫右手螺旋定则。定则。 直线电流的磁场的磁直线电流的磁场的磁感线是一些以导线上各点感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平心圆都在跟导线垂直的平面上。面上。换个角度，若改为俯视，电流的画法
7、会发生改变：换个角度，若改为俯视，电流的画法会发生改变：电流流出电流流出 电流流入电流流入环形电流的磁场也可以用小磁针来研究：环形电流的磁场也可以用小磁针来研究： 让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸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直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。方向。这是另一种形式的安培定则。这是另一种形式的安培定则。 环形电流其实就是只有一匝的通电螺线管，通环形电流其实就是只有一匝的通电螺线管，通电螺线管则是许多匝环形电流串联而成的。一次，电螺线管则是许多匝环形电流串联而成的。一次，通电螺线管的磁场就是这些环形电流的
8、磁场的叠加。通电螺线管的磁场就是这些环形电流的磁场的叠加。所以，环形电流的安培定则也可以用来判断通电螺所以，环形电流的安培定则也可以用来判断通电螺线管的磁场。线管的磁场。 用手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟用手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线的方向。部的磁感线的方向。这也是一种形式的安培定则。这也是一种形式的安培定则。 从外部看，通电螺线管的磁场相当于一个条形从外部看，通电螺线管的磁场相当于一个条形磁铁的磁场，所以用安培定则时，拇指指向的就是磁铁的磁场，所以用安培定则时，拇指指向的就是它
9、的北极的方向。它的北极的方向。 与天然磁体的磁场相与天然磁体的磁场相比，电流的磁场容易控制，比，电流的磁场容易控制，因而在实际中由很多重要因而在实际中由很多重要的应用。电磁起重机、电的应用。电磁起重机、电话、电动机、发电机，以话、电动机、发电机，以及在自动控制中普遍应用及在自动控制中普遍应用的电磁继电器等，都离不的电磁继电器等，都离不开电流的磁场。开电流的磁场。 小资料小资料电磁继电器电磁继电器三、安培分子电流假说三、安培分子电流假说 磁铁和电流都能产生磁场。它们的磁场是否磁铁和电流都能产生磁场。它们的磁场是否有什么关系呢？我们知道，通电螺线管的外部磁有什么关系呢？我们知道，通电螺线管的外部磁
10、场与条形磁铁的磁场十分相似，法国学者安培由场与条形磁铁的磁场十分相似，法国学者安培由此受到启发，提出了著名的分子电流假说。此受到启发，提出了著名的分子电流假说。 他认为，他认为，原子、分子原子、分子等物质微粒的内部，存在等物质微粒的内部，存在着一种环形电流着一种环形电流分子分子电流。分子电流使每个物电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。它的两侧相当于两个磁极。 一条铁棒未被磁化时，内部分子电流时杂乱无一条铁棒未被磁化时，内部分子电流时杂乱无章的，它们的磁场相互抵消，对外部显磁性，当棒章的，它们的磁场相互抵消，对外部显磁性，当棒受到外界磁场
11、的作用时，各分子电流的取向变得大受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向变得大致相同，铁棒被磁化，两端对外显出较强的磁作用，致相同，铁棒被磁化，两端对外显出较强的磁作用，形成磁极。磁体受到高温或猛烈的撞击时会失去磁形成磁极。磁体受到高温或猛烈的撞击时会失去磁性，这是因为激烈的热运动或震动使分子电流取向性，这是因为激烈的热运动或震动使分子电流取向又变得杂乱无章了。又变得杂乱无章了。被磁化的铁屑会显现出该点磁场的方向：被磁化的铁屑会显现出该点磁场的方向：四、匀强磁场四、匀强磁场 匀强磁场：匀强磁场：磁感应强度、方向处处相同的磁场。磁感应强度、方向处处相同的磁场。匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直
12、线。匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线。 距离很近的两个异名磁极之间的磁场，除边距离很近的两个异名磁极之间的磁场，除边缘部分之外，可以认为是匀强磁场。缘部分之外，可以认为是匀强磁场。 相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场也是匀强磁场。其中间区域的磁场也是匀强磁场。归纳归纳通电螺线管内通电螺线管内部的磁场也可部的磁场也可看做匀强磁场看做匀强磁场 研究电磁现象时常常要讨论某一面积的磁场及研究电磁现象时常常要讨论某一面积的磁场及它的变化，为此人们引入了一个新的物理量它的变化，为此人们引入了一个新的物理量磁磁通量。通量。五、磁通量五、磁
13、通量 设在磁感应强度为设在磁感应强度为B的的匀强磁场中，有一个与磁场匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为方向垂直的平面，面积为S，我们把，我们把B与与S的乘积叫做穿的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称过这个面积的磁通量，简称磁通。用字母磁通。用字母表示磁通量，表示磁通量，则则=BS。但是平面与磁感线不垂直呢？但是平面与磁感线不垂直呢？ 设平面与磁场方向的夹设平面与磁场方向的夹角为角为，如图所示，那么将，如图所示，那么将该平面在沿磁场方向投影，该平面在沿磁场方向投影，使投影的平面垂直于磁场方使投影的平面垂直于磁场方向。该投影平面的大小为向。该投影平面的大小为Ssin，则磁通量为，则磁通
14、量为=BSsin.假如平面与磁场不垂直：假如平面与磁场不垂直：提示提示 有时也会用平面的法向量与磁场的夹角来计算。有时也会用平面的法向量与磁场的夹角来计算。 磁通量磁通量定义：定义： 磁通量是穿过一个平面的磁感线条数，因为磁通量是穿过一个平面的磁感线条数，因为磁感线是矢量，有方向，因此在磁感线叠加的时候磁感线是矢量，有方向，因此在磁感线叠加的时候注意磁感线的方向。注意磁感线的方向。单位：单位： 韦伯，韦伯，Wb公式：公式： =BS归纳归纳课堂小结课堂小结课堂小结课堂小结一、磁感线一、磁感线二、几种常见的磁场二、几种常见的磁场 定义：在磁场中画出的一系列有向曲线，曲线定义：在磁场中画出的一系列有
15、向曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。 特点：磁感线都是从北极出来进入南极，在磁特点：磁感线都是从北极出来进入南极，在磁体的内部由南极通向北极形成一条比荷曲线；任意体的内部由南极通向北极形成一条比荷曲线；任意来拿各条磁感线不相交。来拿各条磁感线不相交。 条形磁铁的磁场、蹄形磁铁的磁场、相互作用的条形磁铁的磁场、蹄形磁铁的磁场、相互作用的三、安培分子电流假说三、安培分子电流假说 在原子、分子等物质微粒的内部，存在着环形在原子、分子等物质微粒的内部，存在着环形电流电流分子电流。分子电流使每个物质微粒都成分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为
16、微小的磁体，它的两侧相等于两个磁极。为微小的磁体，它的两侧相等于两个磁极。 在外界磁场作用下，分子电流的去向变得大致在外界磁场作用下，分子电流的去向变得大致相同，物质被磁化；受到高温或猛烈撞击时分子电相同，物质被磁化；受到高温或猛烈撞击时分子电流变得杂乱无章磁体失去磁性。流变得杂乱无章磁体失去磁性。磁极间的磁场、直线电流的磁场、环形电流的磁场、磁极间的磁场、直线电流的磁场、环形电流的磁场、通电螺线管的磁场。通电螺线管的磁场。四、匀强磁场四、匀强磁场定义：定义：磁场的方向、强弱处处相同。磁场的方向、强弱处处相同。特点：特点：匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行
17、直线。直线。实例：实例：相距很近的两个异名磁极间的磁场相距很近的两个异名磁极间的磁场 同绕向、同电流流向的两个通电线圈同绕向、同电流流向的两个通电线圈五、磁通量五、磁通量磁通量实际是穿过某一平面的磁感线条数。磁通量实际是穿过某一平面的磁感线条数。用公式用公式 来计算。来计算。课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习 1. 1.下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）。）。 A.A.磁感线从磁体的磁感线从磁体的N N极出发，终止于磁体的极出发，终止于磁体的S S极；极； B.B.磁感线可以表示磁场的方向和强弱；磁感线可以表示磁场的方向和强弱； C.C.磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场；磁铁能产生磁场，电
18、流也能产生磁场； D.D.放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的相吸的原则，小磁针的N N极一定指向通电螺线管的极一定指向通电螺线管的S S极。极。BC 3. 3.如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行的飞过磁针的上方时，磁针的的飞过磁针的上方时，磁针的S S极向纸内偏转。这一极向纸内偏转。这一带电粒子束可能是（带电粒子束可能是（ ）。）。 A.A.向右飞行的正离子束向右飞行的正离子束 B.B.向左飞行的正离子束；向左飞行的正离子束； C.C.向右飞行的负离子束；向右飞行的负离子束； D.D.向左飞
19、行的负离子束。向左飞行的负离子束。BCBC 2. 2.如图所示，在条形磁铁产生的磁如图所示，在条形磁铁产生的磁场中，将一平面从上向下移动到与磁极场中，将一平面从上向下移动到与磁极面平行时，则平面内磁通量的变化情况面平行时，则平面内磁通量的变化情况为为_。由小变大再变小直到为零由小变大再变小直到为零 4. 4. 磁场中某处的磁感线如图所示，则（磁场中某处的磁感线如图所示，则（ ）。）。 A.aA.a、b b两处的磁感应强度大小不等，两处的磁感应强度大小不等，B Ba aBBb b； B.aB.a、b b两处的磁感应强度大小不等，两处的磁感应强度大小不等，B Ba aBBb b； C.C.同一通电
20、导线在同一通电导线在a a处受力一定比处受力一定比b b处大；处大； D.D.同一通电导线在同一通电导线在a a处受力一定比处受力一定比b b处小。处小。B B 5. 5.十九世纪二十年代十九世纪二十年代, ,以赛贝克（数学家）为以赛贝克（数学家）为代表的科学家已经认识到：温度差会引起电流。安代表的科学家已经认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球的自转造成了太阳照射后正面与背面培考虑到地球的自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是绕地球的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是（的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是（）
21、。）。由西向东垂直于子午线；由西向东垂直于子午线；由东向西垂直于子午线；由东向西垂直于子午线；由南向北沿子午线；由南向北沿子午线；由赤道向两极沿子午线方向；由赤道向两极沿子午线方向； 6. 6.如图所示，两根垂直纸面放置的直导线如图所示，两根垂直纸面放置的直导线a a和和b b，通有等值电流。在纸面上距离，通有等值电流。在纸面上距离a a、b b等远有一点等远有一点P P，若若P P点合磁感应强度的方向指向点合磁感应强度的方向指向abab连线扣上中点，则连线扣上中点，则a a、b b中电流方向是（中电流方向是（ ）。）。 A.aA.a中向纸里，中向纸里，b b中向纸外；中向纸外； B.aB.a
22、中向纸外，中向纸外，b b中向纸里；中向纸里； C.aC.a、b b中均向纸外；中均向纸外； D.aD.a、b b中均向纸里；中均向纸里； P Pa ab bA A高考链接高考链接高考链接高考链接 （2007 上海）取两个完全相同的长直导线，用上海）取两个完全相同的长直导线，用其中一根绕成如图所示的螺线管，当该螺线管中通其中一根绕成如图所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度为感应强度为B，若将另一根长导线对折后绕城如图，若将另一根长导线对折后绕城如图所示的螺线管，并通以电流强度也为所示的螺线管，并通以电流强度也
23、为I的电流时，的电流时，则在螺线管内中部的电流强度大小为（则在螺线管内中部的电流强度大小为（ ）。）。 A.0 B.0.5B C.B D.2BA 因为对折后螺线管顺时针产生的磁场与逆时因为对折后螺线管顺时针产生的磁场与逆时针产生的磁场强度针产生的磁场强度B的矢量和为零。故的矢量和为零。故A正确。正确。点拨点拨教材习题答案教材习题答案教材习题答案教材习题答案 1.答：电流方向由上向下。答：电流方向由上向下。 2.答：小磁针答：小磁针N N极的指向是垂直纸面向外，指向极的指向是垂直纸面向外，指向读者。读者。 3.通电螺线管内部的磁感应强度比管口外的通电螺线管内部的磁感应强度比管口外的大，可根据磁感线越密处，磁感应强度越大来判大，可根据磁感线越密处，磁感应强度越大来判断。断。4.答：答：
