《高中物理 第3章 磁场 第3节 几种常见的磁场课件 新人教版选修3-1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第3章 磁场 第3节 几种常见的磁场课件 新人教版选修3-1.ppt（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第3 3节几种常见的磁场节几种常见的磁场( (教师参考教师参考) )一、教学目标一、教学目标知识与技能知识与技能1.1.知道磁感线以及几种常见的磁场知道磁感线以及几种常见的磁场( (条形、蹄形磁铁条形、蹄形磁铁, ,直线电流、环形电流、通直线电流、环形电流、通电螺线管电螺线管) )的磁感线分布的情况的磁感线分布的情况2.2.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3.3.了解安培分子电流假说了解安培分子电流假说, ,并能解释有关现象并能解释有关现象4.4.理解匀强磁场的概念理解匀强磁场的概念5.5.理解磁通量的概念并
2、能进行有关计算理解磁通量的概念并能进行有关计算过程与方法过程与方法通过小磁针在电流磁场中的指向引导学生理解安培定则通过小磁针在电流磁场中的指向引导学生理解安培定则情感态度与价值观情感态度与价值观1.1.通过本节学习进一步培养学生的实验观察、分析的能力通过本节学习进一步培养学生的实验观察、分析的能力2.2.使学生认识科学探究的一般规律使学生认识科学探究的一般规律, ,提高科学素养提高科学素养二、教学重点难点二、教学重点难点教学重点教学重点会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向教学难点教学难点正确理解磁通量的概念并能进行有关
3、计算正确理解磁通量的概念并能进行有关计算三、重难点突破方略三、重难点突破方略探究通电螺线管的磁场的突破方略探究通电螺线管的磁场的突破方略【演示演示1 1】 在木板中间开一个长方形槽在木板中间开一个长方形槽, ,将螺线管卡在槽中将螺线管卡在槽中, ,木板上面均匀撒一木板上面均匀撒一些铁屑些铁屑, ,并放两个小磁针并放两个小磁针, ,给螺线管通上强电流给螺线管通上强电流, ,轻轻敲打演示仪器轻轻敲打演示仪器, ,并提问并提问. .( (问题问题1)1)通电螺线管外部的磁场和哪种磁体的磁场相似通电螺线管外部的磁场和哪种磁体的磁场相似? ?学生学生: :通电螺线管外部的磁场和条形磁铁外部的磁场相似通电
4、螺线管外部的磁场和条形磁铁外部的磁场相似. .( (问题问题2)2)通电螺线管内部的磁场如何通电螺线管内部的磁场如何? ?学生学生: :通电螺线管内部的磁感线和螺线管的轴线平行通电螺线管内部的磁感线和螺线管的轴线平行. .【演示【演示2 2】 将螺线管通上强电流的方向反向将螺线管通上强电流的方向反向, ,轻轻敲打演示仪器轻轻敲打演示仪器, ,铁屑和两铁屑和两个小磁针重新分布个小磁针重新分布, ,并提问并提问. .( (问题问题1)1)通电螺线管外部的磁场还和条形磁铁外部的磁场相似吗通电螺线管外部的磁场还和条形磁铁外部的磁场相似吗? ?两个小磁两个小磁针的方向发生了怎样的变化针的方向发生了怎样的
5、变化? ?学生学生: :通电螺线管外部的磁场和条形磁铁外部的磁场相似通电螺线管外部的磁场和条形磁铁外部的磁场相似, ,两个小磁针的方两个小磁针的方向与原来的指向相反向与原来的指向相反. .( (问题问题2)2)猜想一下猜想一下, ,通电螺线管的磁感线方向和什么因素有关系通电螺线管的磁感线方向和什么因素有关系? ?学生学生: :通电螺线管的磁感线方向和螺线管的电流方向有关通电螺线管的磁感线方向和螺线管的电流方向有关. .【思考与讨论思考与讨论】 如何用右手来判断通电螺线管磁感线的方向如何用右手来判断通电螺线管磁感线的方向? ?学生学生: :用安培定则来判定用安培定则来判定: :用右手握住螺线管用
6、右手握住螺线管, ,让弯曲四指所指的方向和电流让弯曲四指所指的方向和电流的方向一致的方向一致, ,大拇指所指的方向就是通电螺线管内部磁感线的方向大拇指所指的方向就是通电螺线管内部磁感线的方向. .【教师总结教师总结】 通电螺线管外部的磁场和条形磁铁外部的磁场相似通电螺线管外部的磁场和条形磁铁外部的磁场相似, ,一端相一端相当于南极当于南极, ,一端相当于北极一端相当于北极; ;内部的磁感线和螺线管的轴线平行内部的磁感线和螺线管的轴线平行, ,方向由南极方向由南极指向北极指向北极, ,并和外部的磁感线连接并和外部的磁感线连接, ,形成一些环绕电流的闭合曲线形成一些环绕电流的闭合曲线. .自主学习
7、自主学习课堂探究课堂探究达标测评达标测评自主学习自主学习 课前预习课前预习感悟新知感悟新知( (教师参考教师参考) )情境链接一情境链接一生命与磁生命与磁外加的磁场能影响生物体细胞内外离子的活动度、细胞膜电势、酶的活性外加的磁场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, ,改善改善细胞新陈代谢细胞新陈代谢; ;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响, ,并可干扰或抑制病变过程并可干扰或抑制病变过程, ,调节生理平衡调节生理平衡, ,促进功能的恢复促进功能的恢复. .值得注意的是值得注意的是, ,生生物体
8、长期处于过弱或过强的磁场中物体长期处于过弱或过强的磁场中, ,也会产生不利的影响也会产生不利的影响. .1.1.磁场是一种特殊的物质磁场是一种特殊的物质, ,不能为人们所看见不能为人们所看见, ,我们用怎样的实验方式来我们用怎样的实验方式来“看见看见”磁场磁场? ?2.2.光线、电场线都是形象描述抽象物质性质的工具光线、电场线都是形象描述抽象物质性质的工具, ,对于磁场的特征对于磁场的特征, ,是否也能是否也能用相类似的工具来描述呢用相类似的工具来描述呢? ?信息信息1.1.在磁场中放一块玻璃板在磁场中放一块玻璃板, ,玻璃板上均匀地撒一层细铁屑玻璃板上均匀地撒一层细铁屑, ,轻敲玻璃板轻敲玻
9、璃板, ,铁铁屑就会有规则地排列起来屑就会有规则地排列起来, ,使我们使我们“看见看见”磁场的分布磁场的分布. .2.2.能能. .可以用磁感线来形象描述磁场可以用磁感线来形象描述磁场. .情境链接二情境链接二对传达电力、磁力的介质对传达电力、磁力的介质, ,法拉第提出了法拉第提出了“场场”概念把它们称为电场、磁概念把它们称为电场、磁场场. .对电场、磁场的分布规律的描述对电场、磁场的分布规律的描述, ,法拉第提出了力线图像法拉第提出了力线图像. .力线上任一力线上任一点的切线方向就是场强的方向点的切线方向就是场强的方向, ,力线密的地方力线密的地方, ,场强就强场强就强; ;力线疏的地方力线
10、疏的地方, ,场场强就弱强就弱; ;场强不变时场强不变时, ,力线图不变力线图不变; ;场源运动或变化时场源运动或变化时, ,力线图也发生变化力线图也发生变化. .这里的力线是电场线或磁感线吗这里的力线是电场线或磁感线吗? ?信息信息电场力和磁场力是通过电场、磁场来作用的电场力和磁场力是通过电场、磁场来作用的, ,电场线和磁感线的几何图电场线和磁感线的几何图形能形象地表示电场和磁场的分布规律形能形象地表示电场和磁场的分布规律. .教材梳理教材梳理一、磁感线一、磁感线阅读教材第阅读教材第8686页页“磁感线磁感线”部分部分, ,知道磁感线是如何描述磁场的强弱和方向的知道磁感线是如何描述磁场的强弱
11、和方向的. .1.1.定义定义: :在磁场中画出一些曲线在磁场中画出一些曲线, ,使曲线上每一点的使曲线上每一点的 都跟这点的磁感应都跟这点的磁感应强度的方向一致强度的方向一致, ,这样的曲线就叫做磁感线这样的曲线就叫做磁感线. .2.2.基本特性基本特性: :磁感线的磁感线的 表示磁场的强弱表示磁场的强弱, ,磁感线越密的地方磁场越强磁感线越密的地方磁场越强, ,磁感线磁感线越疏的地方磁场越弱越疏的地方磁场越弱. .议一议议一议 分析教材第分析教材第86868787页图页图3.3-1,3.3-1,为什么上面图片为什么上面图片S S极与极与N N极之间的铁屑较多极之间的铁屑较多, ,而下面图片
12、而下面图片N N极与极与N N极之间的铁屑较少极之间的铁屑较少? ?答案答案: :S S极与极与N N极之间为引力极之间为引力, ,铁屑在磁场力的作用下能驻留铁屑在磁场力的作用下能驻留.N.N极与极与N N极之间为斥力极之间为斥力, ,大大部分铁屑被移开部分铁屑被移开. .切线方向切线方向疏密疏密二、几种常见的磁场二、几种常见的磁场分析教材第分析教材第86868787页图页图3.3-2,3.3-3,3.3-4,3.3-2,3.3-3,3.3-4,大致了解用什么样的右手手大致了解用什么样的右手手势来确定几种电流磁场的分布势来确定几种电流磁场的分布. .1.1.直线电流的磁场直线电流的磁场: :安
13、培定则安培定则: : 握住导线握住导线, ,让伸直的拇指所指的方向与让伸直的拇指所指的方向与 方向一致方向一致, ,弯弯曲的四指所指的方向就是曲的四指所指的方向就是 环绕的方向环绕的方向. .如图所示如图所示. .右手右手电流电流磁感线磁感线2.2.环形电流的磁场环形电流的磁场: :让右手弯曲的四指与让右手弯曲的四指与 的方向一致的方向一致, ,伸直的拇指所指的方向就是伸直的拇指所指的方向就是环形导线环形导线 上磁感线的方向上磁感线的方向. .如图所示如图所示. .环形电流环形电流轴线轴线3.3.通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场: :通电螺线管是许多匝环形电流通电螺线管是许多匝环形电流 而成而
14、成, ,它的磁场是它的磁场是 磁场的磁场的叠加叠加, ,因此利用环形电流的安培定则判断其磁场因此利用环形电流的安培定则判断其磁场. .如图所示如图所示. .想一想想一想 教材第教材第8787页图页图3.3-43.3-4通电螺线管内部磁感线是怎样分布的通电螺线管内部磁感线是怎样分布的? ?答案答案: :通电螺线管内部磁感线和螺线管轴线平行通电螺线管内部磁感线和螺线管轴线平行. .串联串联环形电流环形电流三、安培分子电流假说三、安培分子电流假说阅读教材第阅读教材第8787页页“安培分子电流假说安培分子电流假说”部分部分, ,了解安培分子电流假说的了解安培分子电流假说的内容及意义内容及意义. .1.
15、1.分子电流假说分子电流假说: :在原子、分子等物质微粒的内部在原子、分子等物质微粒的内部, ,存在着一种环形电流存在着一种环形电流分子电流分子电流. .分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体, ,它的两侧相当于它的两侧相当于两个两个 . .2.2.假说的意义假说的意义: :磁铁的磁场和电流的磁场一样磁铁的磁场和电流的磁场一样, ,都是由都是由 产生的产生的. .想一想想一想 教材第教材第8787页图页图3.3-63.3-6甲、乙两铁棒显示磁性吗甲、乙两铁棒显示磁性吗?N?N极极,S,S极分别在哪极分别在哪一端一端? ?答案答案: :甲铁棒不显磁性甲铁棒不
16、显磁性, ,乙铁棒显示磁性乙铁棒显示磁性, ,左端为左端为S S极极, ,右端为右端为N N极极. .磁极磁极运动电荷运动电荷四、匀强磁场四、匀强磁场阅读教材第阅读教材第8888页页“匀强磁场匀强磁场”部分部分, ,知道匀强磁场的特点知道匀强磁场的特点. .1.1.定义定义: :磁感应强度的磁感应强度的 、 处处相同的磁场处处相同的磁场. .2.2.磁感线磁感线: :间隔相同的间隔相同的 . .想一想想一想 教材第教材第8888页图页图3.3-73.3-7中中, ,在在N N极与极与S S极之间靠近极之间靠近N N极极,S,S极磁体的位置极磁体的位置磁感应强度大磁感应强度大, ,还是离还是离N
17、 N极极,S,S极较远的位置磁感应强度大极较远的位置磁感应强度大? ?答案答案: :匀强磁场中空间上任何点的磁感应强度的大小匀强磁场中空间上任何点的磁感应强度的大小, ,方向都相同方向都相同. .强弱强弱方向方向平行直线平行直线五、磁通量五、磁通量阅读材料第阅读材料第8888页页“磁通量磁通量”部分部分, ,知道磁通量的概念知道磁通量的概念. .1.1.定义定义: :在匀强磁场中在匀强磁场中, ,磁感应强度磁感应强度B B和与磁场方向垂直的平面面积和与磁场方向垂直的平面面积S S的乘积的乘积, ,叫做穿过这个面积的磁通量叫做穿过这个面积的磁通量. .2.2.定义式定义式: := . .3.3.
18、单位单位: : , ,简称韦简称韦, ,符号是符号是Wb.1 Wb=1 TmWb.1 Wb=1 Tm2 2. .4.4.矢标性矢标性: :磁通量是磁通量是 量量. .想一想想一想 教材第教材第8888页图页图3.3-103.3-10为平面与为平面与B B不垂直的情况不垂直的情况, ,这时通过平面这时通过平面SS的磁通量比的磁通量比BSBS的值是大还是小的值是大还是小? ?答案答案: :图图3.3-103.3-10中通过平面中通过平面SS的磁通量的值比的磁通量的值比BSBS的值小的值小. .BSBS韦伯韦伯标标自主检测自主检测答案答案: :(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(
19、5)1.1.思考判断思考判断(1)(1)磁感线是闭合的曲线磁感线是闭合的曲线, ,没有起始终了的位置没有起始终了的位置.(.() )(2)(2)通电螺线管内部的磁感线的方向从通电螺线管内部的磁感线的方向从N N极指向极指向S S极极.(.() )(3)(3)一般的物体不显磁性是因为物体内的分子电流取向杂乱无章一般的物体不显磁性是因为物体内的分子电流取向杂乱无章.(.() )(4)(4)磁通量不仅有大小而且有方向磁通量不仅有大小而且有方向, ,所以是矢量所以是矢量.(.() )(5)(5)将一平面置于匀强磁场中的任何位置将一平面置于匀强磁场中的任何位置, ,穿过该平面的磁通量总相等穿过该平面的磁
20、通量总相等.(.() )2.2.为了解释地球的磁性为了解释地球的磁性,19,19世纪安培假设世纪安培假设: :地球的磁场是由绕过地心的轴的地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流环形电流I I引起的引起的. .在下列四个图中在下列四个图中, ,正确表示安培假设中环形电流方向的正确表示安培假设中环形电流方向的是是( ( ) )解析解析: :由于地磁场的北极在地理南极附近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在地球内部磁感线由地理北极指向地理南极北极指向地理南极, ,由安培定则判断可知由安培定则判断可知, ,选项选项B B正确正确. .B B3.3.下列各图中下列各图中, ,用带箭
21、头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况, ,其中正确的是其中正确的是( ( ) )解析解析: :通电直导线周围磁感线是以导线为圆心的同心圆通电直导线周围磁感线是以导线为圆心的同心圆, ,由安培定则由安培定则可知选项可知选项D D正确正确. .D D4.4.如图所示如图所示, ,半径为半径为R R的圆形线圈共有的圆形线圈共有n n匝匝, ,其中心位置处半径为其中心位置处半径为r r的虚线范的虚线范围内有匀强磁场围内有匀强磁场, ,磁场方向垂直线圈平面磁场方向垂直线圈平面. .若磁感应强度为若磁感应强度为B,B,则穿过线圈的则穿过线圈的磁通量
22、为磁通量为( ( ) )A.BRA.BR2 2 B.BrB.Br2 2C.nBRC.nBR2 2D.nBrD.nBr2 2解析解析: :磁感线穿过的面积为磁感线穿过的面积为rr2 2, ,而并非而并非RR2 2, ,穿过线圈的磁通量与穿过线圈的磁通量与线圈匝数无关线圈匝数无关, ,因此磁通量因此磁通量=Br=Br2 2. .B B课堂探究课堂探究 核心导学核心导学要点探究要点探究要点一要点一安培定则的理解和应用安培定则的理解和应用【问题导引问题导引】1.1.磁感线上某一点的切线方向、该点的磁场方向、放在该点小磁针静止时磁感线上某一点的切线方向、该点的磁场方向、放在该点小磁针静止时N N极极指向
23、、该点磁感应强度方向指向、该点磁感应强度方向, ,这四个方向有什么关系这四个方向有什么关系? ?答案答案: :这四个方向是同一个方向这四个方向是同一个方向. .2.2.应用安培定则判定直线电流磁场方向和环形电流磁场方向时应用安培定则判定直线电流磁场方向和环形电流磁场方向时, ,大拇指和四指大拇指和四指各指向什么各指向什么? ?答案答案: :在判定直线电流的磁场方向时在判定直线电流的磁场方向时, ,大拇指指大拇指指“原因原因”电流方向电流方向, ,四指指四指指“结果结果”磁场绕向磁场绕向; ;在判定环形电流磁场方向时在判定环形电流磁场方向时, ,四指指四指指“原因原因”电电流绕向流绕向, ,大拇
24、指指大拇指指“结果结果”环内沿中心轴线的磁感线方向环内沿中心轴线的磁感线方向, ,即指即指N N极极. .【要点归纳要点归纳】多角度认识三种电流磁场磁感线的分布多角度认识三种电流磁场磁感线的分布【例例1 1】电路没接通时三个小磁针方向如图电路没接通时三个小磁针方向如图, ,试确定电路试确定电路接通后三个磁针接通后三个磁针N N极的转向极的转向. .思路探究思路探究当小磁针处于电流的磁场中当小磁针处于电流的磁场中, ,如何判断小磁针如何判断小磁针N N极的受力方向极的受力方向? ?答案答案: :先确定通过该点的磁感线的方向先确定通过该点的磁感线的方向, ,再根据小磁针再根据小磁针N N极所指方向
25、与通过该极所指方向与通过该点的磁感线的切线方向相同点的磁感线的切线方向相同, ,判断小磁针判断小磁针N N极的受力方向极的受力方向. .解析解析: :接通电路后接通电路后, ,运用安培定则判断可知螺线管的运用安培定则判断可知螺线管的磁感线在内部从左指向右磁感线在内部从左指向右, ,外部从右到左外部从右到左, ,如图所示如图所示, ,故小磁针故小磁针1 1逆时针转动逆时针转动, ,小磁针小磁针3 3顺时针转动顺时针转动, ,小磁针小磁针2 2基本不动基本不动. .答案答案: :小磁小磁针1 1逆逆时针转动, ,小磁小磁针3 3顺时针转动, ,小磁小磁针2 2基本不基本不动误区警示误区警示 分析小
26、磁针转动的注意点分析小磁针转动的注意点(1)(1)可能错误认为是螺线管右端吸引了小磁针可能错误认为是螺线管右端吸引了小磁针3 3的的S S极极, ,导致错误认为小磁导致错误认为小磁针针3 3逆时针转动逆时针转动. .要注意要注意“同名磁极相斥同名磁极相斥, ,异名磁极相吸异名磁极相吸”的结论仅适用于的结论仅适用于两个磁极都在外部磁场的情况两个磁极都在外部磁场的情况. .(2)(2)在螺线管内部在螺线管内部, ,磁感线从磁感线从S S极到极到N N极极; ;在外部在外部, ,磁感线从磁感线从N N极到极到S S极极. .( (教师备用教师备用) )例例1-1:1-1:如图所示如图所示, ,放在通
27、电螺线管内部中间处的小磁针静止时放在通电螺线管内部中间处的小磁针静止时N N极指向右极指向右, ,试判定电源的正、负极试判定电源的正、负极. .解析解析: :小磁针小磁针N N极的指向即为该处的磁场方向极的指向即为该处的磁场方向, ,所以螺线管内部磁所以螺线管内部磁感线方向由感线方向由ab.ab.根据安培定则可判断出电流由电源的根据安培定则可判断出电流由电源的c c端流出端流出,d,d端流入端流入, ,故故c c端为正极端为正极,d,d端为负极端为负极. .答案答案: :c c端为正极端为正极,d,d端为负极端为负极针对训练针对训练1:1:下列各图中下列各图中, ,已标出电流已标出电流I I、
28、磁感应强度、磁感应强度B B的方向的方向, ,其中符合安其中符合安培定则的是培定则的是( ( ) )解析解析: :利用通电直导线中的安培定则判断可知选项利用通电直导线中的安培定则判断可知选项A,BA,B错误错误; ;利用利用环形电流的安培定则判断可知选项环形电流的安培定则判断可知选项C C正确正确,D,D错误错误. .C C要点二要点二对磁通量的理解对磁通量的理解【问题导引问题导引】磁通量是标量磁通量是标量, ,但有正负但有正负, ,应如何理解磁通量的正负应如何理解磁通量的正负? ?在匀强磁场中在匀强磁场中, ,若平面若平面S S与磁场不垂直与磁场不垂直, ,怎样求穿过平面的磁通量怎样求穿过平
29、面的磁通量? ?答案答案: :磁通量的正负与磁感线从哪面穿过有关磁通量的正负与磁感线从哪面穿过有关, ,当规定磁感线从某一侧穿过为当规定磁感线从某一侧穿过为正正, ,则从该面穿过的磁通量为正值则从该面穿过的磁通量为正值, ,反之为负值反之为负值; ;在匀强磁场中在匀强磁场中, ,当平面与磁场当平面与磁场方向不垂直时方向不垂直时, ,将其面积在垂直于磁场方向的投影将其面积在垂直于磁场方向的投影S,S,代入关系式代入关系式=BS=BS求解求解. .【要点归纳要点归纳】1.1.定量计算定量计算通过公式通过公式=BS=BS来定量计算磁通量时应注意的问题来定量计算磁通量时应注意的问题: :(1)(1)明
30、确磁场是否为匀强磁场明确磁场是否为匀强磁场, ,知道磁感应强度的大小知道磁感应强度的大小. .(2)(2)平面的面积平面的面积S S应为磁感线通过的有效面积应为磁感线通过的有效面积. .当平面当平面S S与磁场方向不垂直时与磁场方向不垂直时, ,应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角, ,准确找出垂直面积准确找出垂直面积. .(3)(3)线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关, ,即磁通量的大小不受线圈匝数的即磁通量的大小不受线圈匝数的影响影响. .2.2.定性判断定性判断: :磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的磁通量是指穿
31、过线圈面积的磁感线的“净条数净条数”, ,当有不同方向当有不同方向的磁场同时穿过同一面积时的磁场同时穿过同一面积时, ,此时的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数此时的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数和和. .【例例2 2】 如图所示如图所示, ,框架面积为框架面积为S,S,框架平面与磁感应强度为框架平面与磁感应强度为B B的匀强磁场方向的匀强磁场方向垂直垂直, ,则穿过平面的磁通量为则穿过平面的磁通量为. .若使框架绕若使框架绕OOOO转过转过6060角角, ,则穿过框架平面的磁通量为则穿过框架平面的磁通量为; ;若若从初始位置转过从初始位置转过9090角时角时, ,则穿过框架平面的磁通量则
32、穿过框架平面的磁通量为为 ; ;若从初始位置转过若从初始位置转过180180角角, ,则穿过则穿过框架平面的磁通量的变化量是框架平面的磁通量的变化量是.思路探究思路探究(1)(1)磁通量的计算公式磁通量的计算公式=BS=BS的适用条件是什么的适用条件是什么? ?答案答案:=BS:=BS适用于匀强磁场且磁感线与平面垂直适用于匀强磁场且磁感线与平面垂直. .(2)(2)怎样求某一过程磁通量的变化怎样求某一过程磁通量的变化? ?答案答案: :磁通量是标量磁通量是标量, ,某一过程的磁通量的变化等于末、始位置的磁某一过程的磁通量的变化等于末、始位置的磁通量之差通量之差. .规律方法规律方法 磁通量与磁
33、感线的区别与联系磁通量与磁感线的区别与联系(1)(1)磁感应强度磁感应强度B B主要描述磁场中某点的磁场情况主要描述磁场中某点的磁场情况, ,与位置对应与位置对应; ;而磁通量而磁通量用来描述磁场中某一个给定面上的磁场情况用来描述磁场中某一个给定面上的磁场情况, ,它与给定面对应它与给定面对应. .(2)(2)由由=BS=BS得得B=/S,B=/S,即为磁感应强度的另一定义式即为磁感应强度的另一定义式, ,表示穿过垂直于磁表示穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁通量场方向的单位面积的磁通量, ,所以所以B B又叫做磁通密度又叫做磁通密度. .( (教师备用教师备用) )例例2-1:2-1:如图所示
34、如图所示, ,线圈平面与水平方向夹角线圈平面与水平方向夹角=60,=60,磁感线竖磁感线竖直向下直向下, ,线圈平面面积线圈平面面积S=0.4 mS=0.4 m2 2, ,匀强磁场磁感应强度匀强磁场磁感应强度B=0.6 T,B=0.6 T,则穿过线圈的磁通量则穿过线圈的磁通量为多少为多少? ?把线圈以把线圈以cdcd为轴顺时针转过为轴顺时针转过120120角角, ,则穿过线圈的磁通量的变化量为多少则穿过线圈的磁通量的变化量为多少? ? 答案答案: :0.12 Wb0.12 Wb0.36 Wb0.36 Wb例例2-2:2-2:有一个有一个100100匝的线圈匝的线圈, ,其平面是边长为其平面是边
35、长为L=0.20 mL=0.20 m的正方形的正方形, ,放在磁感应强度放在磁感应强度为为B=0.50 TB=0.50 T的匀强磁场中的匀强磁场中, ,线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场垂直. .若将这个线圈的形状由正方形若将这个线圈的形状由正方形改变成圆形改变成圆形, ,在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少? ?答案答案: :5.5105.510-3-3 Wb. Wb.AB AB 要点三要点三磁感应强度的叠加磁感应强度的叠加【问题导引问题导引】如图所示如图所示, ,两根长直通电导线互相平行两根长直通电导线互相平行, ,电流方向相同电流方向相同. .它们的
36、截面处于一个等边三角形它们的截面处于一个等边三角形ABCABC的的A A和和B B处处. .如何确如何确定两通电导线在定两通电导线在C C处的磁场的磁感应强度的方向处的磁场的磁感应强度的方向? ? 答案答案: :水平向右水平向右. .由安培定则可判断出由安培定则可判断出A A和和B B在在C C处的磁场分别垂直于处的磁场分别垂直于ACAC和和BCBC连连线线, ,其大小相等其大小相等, ,如图所示如图所示. .由矢量叠加原理可知由矢量叠加原理可知C C处磁场的总磁感应强度的方处磁场的总磁感应强度的方向水平向右向水平向右. .( (教师备用教师备用) )【要点归纳要点归纳】1.1.磁感应强度是矢
37、量磁感应强度是矢量, ,当空间存在几个磁体当空间存在几个磁体( (或电流或电流) )时时, ,每一点的磁场为各个每一点的磁场为各个磁体磁体( (或电流或电流) )在该点产生磁场的矢量知在该点产生磁场的矢量知. .2.2.对于几个电流产生的磁场对于几个电流产生的磁场, ,先用安培定则确定该电流在某点的磁场方向先用安培定则确定该电流在某点的磁场方向, ,后后运用平行四边形定则将几个磁感应强度合成运用平行四边形定则将几个磁感应强度合成. .【例例3 3】 如图所示如图所示, ,一根通电直导线垂直放在磁感应强度一根通电直导线垂直放在磁感应强度B=1 TB=1 T水平向右的匀强水平向右的匀强磁场中磁场中
38、, ,以导线截面的中心为圆心以导线截面的中心为圆心, ,半径为半径为r r的圆周上有的圆周上有a,b,c,da,b,c,d四点四点, ,已知已知a a点的点的实际磁感应强度为零实际磁感应强度为零, ,则则b,c,db,c,d三点的磁感应强度分别是多少三点的磁感应强度分别是多少? ?方向如何方向如何? ? 思维导图思维导图 答案答案: :见解析见解析误区警示误区警示 磁场中的磁感线的注意点磁场中的磁感线的注意点(1)(1)若磁场中某点有若磁场中某点有n n个场源形成的磁场个场源形成的磁场, ,其磁感应强度为它们的矢量和其磁感应强度为它们的矢量和, ,该点该点磁感线的切线方向是唯一确定的磁感线的切
39、线方向是唯一确定的. .(2)(2)直线电流的磁场的磁感线是以导线某点为圆心直线电流的磁场的磁感线是以导线某点为圆心, ,与导线垂直的同心圆与导线垂直的同心圆, ,同同一圆周上各点磁感应强度不同一圆周上各点磁感应强度不同, ,磁场随距离导线的距离的增大而减弱磁场随距离导线的距离的增大而减弱. .( (教师备用教师备用) )例例3-1:3-1:如图所示如图所示, ,两根相互平行的长直导线过纸面上的两根相互平行的长直导线过纸面上的M,NM,N两点两点, ,且与纸面垂直且与纸面垂直, ,导线导线中通有大小相等、方向相反的电流中通有大小相等、方向相反的电流.a,O,b.a,O,b在在M,NM,N的连线
40、上的连线上,O,O为为MNMN的中点的中点,c,d,c,d位于位于MNMN的的中垂线上中垂线上, ,且且a,b,c,da,b,c,d到到O O点的距离均相等点的距离均相等. .关于以上几点处的磁场关于以上几点处的磁场, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.OA.O点处的磁感应强度为零点处的磁感应强度为零B.a,bB.a,b两点处的磁感应强度大小相等两点处的磁感应强度大小相等, ,方向相反方向相反C.c,dC.c,d两点处的磁感应强度大小相等两点处的磁感应强度大小相等, ,方向相同方向相同D.a,cD.a,c两点处磁感应强度的方向不同两点处磁感应强度的方向不同解析解析: :由安培
41、定则判断可知由安培定则判断可知, ,两直线电流在两直线电流在O O点产生的磁场方向均垂直于点产生的磁场方向均垂直于MNMN向向下下,O,O点的磁感应强度不为零点的磁感应强度不为零, ,故选项故选项A A错误错误;a,b;a,b两点的磁感应强度大小相等两点的磁感应强度大小相等, ,方向相同方向相同, ,故选项故选项B B错误错误; ;根据对称性根据对称性,c,d,c,d两点处的磁感应强度大小相等两点处的磁感应强度大小相等, ,方方向相同向相同, ,故选项故选项C C正确正确;a,c;a,c两点的磁感应强度方向相同两点的磁感应强度方向相同, ,故选项故选项D D错误错误. .C C例例3-2:3-
42、2:如图所示如图所示, ,真空中一根绝缘杆连接的两个带等量异种电荷的点电荷以真空中一根绝缘杆连接的两个带等量异种电荷的点电荷以相同的角速度绕相同的角速度绕O O点在水平面内匀速转动点在水平面内匀速转动, ,已知已知+q+q距离距离O O点较近点较近, ,则则O O点的磁感点的磁感应强度方向为应强度方向为( ( ) )A.A.方向竖直向上方向竖直向上 B.B.方向竖直向下方向竖直向下C.OC.O点磁感应强度为零点磁感应强度为零D.D.无法确定无法确定解析解析: :电荷的匀速转动可看做环形电流电荷的匀速转动可看做环形电流, ,由安培定则可知由安培定则可知,+q,+q在在O O点形点形成的磁场方向竖
43、直向上成的磁场方向竖直向上,-q,-q在在O O点形成的磁场方向向下点形成的磁场方向向下, ,但由于但由于+q+q距距O O点较近点较近, ,产生的磁场较强产生的磁场较强, ,故故O O点的磁感应强度的方向竖直向上点的磁感应强度的方向竖直向上, ,选项选项A A正确正确. .A A针对训练针对训练3:3:如图如图, ,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I I1 1和和I I2 2, ,且且I I1 1II2 2;a,b,c,d;a,b,c,d为导线某一横截面所在平面内的四点为导线某一横截面所在平面内的四点, ,且且a,b,ca,b,c与两导
44、线共面与两导线共面;b;b点在两导线之间点在两导线之间,b,d,b,d的连线与导线所在平的连线与导线所在平面垂直面垂直. .磁感应强度可能为零的点是磁感应强度可能为零的点是( ( ) )A.aA.a点点B.bB.b点点C.cC.c点点D.dD.d点点解析解析: :由安培定则画出电流由安培定则画出电流I I1 1,I,I2 2在在a,b,c,da,b,c,d四点产生的磁场的方向四点产生的磁场的方向, ,由图可知电流由图可知电流I I1 1,I,I2 2在在a,ca,c两点的磁场方向相反两点的磁场方向相反, ,这两点处的磁感应强这两点处的磁感应强度可能为零度可能为零, ,又又I I1 1II2 2
45、, ,故磁感应强度为零的点距故磁感应强度为零的点距I I1 1距离应比距离应比I I2 2大大, ,故选故选项项C C正确正确,A,B,D,A,B,D均错误均错误. .C C( (教师参考教师参考) )【教材探究教材探究】在教材在教材P P8686图图3.3-13.3-1中中, ,磁场中铁屑的排列看似是一些曲线磁场中铁屑的排列看似是一些曲线, ,它反映了磁场中磁它反映了磁场中磁感线的分布感线的分布, ,这能否说明磁感线是真实存在的这能否说明磁感线是真实存在的? ?答案答案: :该实验可以模拟磁感线该实验可以模拟磁感线, ,但磁场中并不存在磁感线但磁场中并不存在磁感线, ,它是人们为了形象它是人
46、们为了形象地描述磁场而假想的曲线地描述磁场而假想的曲线. .达标测评达标测评 随堂演练随堂演练检测效果检测效果1.(1.(多选多选) )关于磁感线与电场线的描述关于磁感线与电场线的描述, ,错误的是错误的是( ( ) )A.A.电场线起止于电荷电场线起止于电荷, ,磁感线起止于磁极磁感线起止于磁极B.B.静电场的电场线一定不闭合静电场的电场线一定不闭合, ,磁感线一定是闭合的磁感线一定是闭合的C.C.磁感线是自由小磁针在磁场力作用下的运动轨迹磁感线是自由小磁针在磁场力作用下的运动轨迹D.D.电场线和磁感线实际上均存在电场线和磁感线实际上均存在解析解析: :在静电场中的电场线是不闭合的在静电场中
47、的电场线是不闭合的, ,但磁感线都是闭合的但磁感线都是闭合的, ,选项选项A A错误、错误、B B正确正确; ;在磁场中的小磁针可以转动在磁场中的小磁针可以转动, ,磁感线不是小磁针的运动磁感线不是小磁针的运动轨迹轨迹, ,选项选项C C错误错误; ;电场线和磁感线都是人为假想的线电场线和磁感线都是人为假想的线, ,只是为了形象只是为了形象地描述电场和磁场地描述电场和磁场, ,选项选项D D错误错误. .ACDACD2.(2.(多选多选) )如图所示是云层之间闪电的模拟图如图所示是云层之间闪电的模拟图, ,图中图中A,BA,B是位于北南方向带有是位于北南方向带有电荷的两块阴雨云电荷的两块阴雨云
48、, ,在放电的过程中在两云的尖端之间形成了一个放电通在放电的过程中在两云的尖端之间形成了一个放电通道道, ,若位于通道正上方的小磁针若位于通道正上方的小磁针N N极转向纸里极转向纸里,S,S极转向纸外极转向纸外, ,则关于则关于A,BA,B的带的带电情况说法中正确的是电情况说法中正确的是( ( ) )A.A.带同种电荷带同种电荷B.B.带异种电荷带异种电荷C.BC.B带正电带正电D.AD.A带正电带正电BDBD解析解析: :云层间放电必须发生在异种电荷之间云层间放电必须发生在异种电荷之间, ,故故B B对对; ;云层间放电形成云层间放电形成电流电流, ,相当于通电直导线形成磁场相当于通电直导线
49、形成磁场, ,由小磁针转动情况可知由小磁针转动情况可知, ,通道上通道上方磁感线向里方磁感线向里, ,根据安培定则可以判断电流是从根据安培定则可以判断电流是从A A流向流向B B的的, ,故可知故可知A A带正电带正电,B,B带负电带负电. .所以所以D D选项正确选项正确. .3.3.如图所示如图所示, ,当开关当开关S S闭合后闭合后, ,小磁针处在通电电流的磁场中的位置正确的小磁针处在通电电流的磁场中的位置正确的是是( ( ) )D D解析解析: :根据安培定则判断出电流的磁场方向根据安培定则判断出电流的磁场方向, ,由于小磁针静止由于小磁针静止后后N N极指向磁场方向极指向磁场方向,
50、,判断可知选项判断可知选项D D正确正确. .4.4.如图所示如图所示, ,框架面积为框架面积为S,S,框架平面与磁感应强度为框架平面与磁感应强度为B B的匀的匀强磁场方向垂直强磁场方向垂直. .(1)(1)若使框架绕若使框架绕OOOO轴转过轴转过6060角角, ,则穿过线框平面的磁通则穿过线框平面的磁通量的变化量为多少量的变化量为多少? ?(2)(2)若从初始位置转过若从初始位置转过180180角角, ,则穿过线框平面的磁通量为多少则穿过线框平面的磁通量为多少? ? (2)(2)线框转过线框转过180180时时, ,磁感线仍然垂直穿过线框磁感线仍然垂直穿过线框, ,只不过穿过方向改只不过穿过方向改变了变了. .因而因而=-BS.=-BS.( (教师参考教师参考) )课堂小结课堂小结
