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1、第三节第三节 几种常见的磁场几种常见的磁场物理选修物理选修物理选修物理选修3 3 3 31 1 1 1问题问题1 1、磁感应强度的物理意义是什么？其大小、方磁感应强度的物理意义是什么？其大小、方向与哪些因素有关？向与哪些因素有关？问题问题2 2、我们是怎样定义物理量磁感应强度的？我们是怎样定义物理量磁感应强度的？问题问题3 3、定义磁感应强度与定义电场强度有什么相同定义磁感应强度与定义电场强度有什么相同之处和不同之处？之处和不同之处？问题问题4 4、磁场的方向是如何规定的？如何显示磁场的磁场的方向是如何规定的？如何显示磁场的方向？方向？温故知新温故知新 在磁场中画出一些有方向的曲线，在磁场中画
2、出一些有方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。的磁感应强度的方向一致。磁感线磁感线ABC用细铁屑模拟用细铁屑模拟条形磁铁条形磁铁的的磁场磁场条形磁铁条形磁铁内部内部的的磁场磁场内部为匀强磁场！内部为匀强磁场！磁感线都是闭合的！磁感线都是闭合的！条形磁铁条形磁铁磁场磁场的的空间立体图空间立体图用细铁屑模拟用细铁屑模拟U U形磁铁形磁铁的的磁场磁场磁感线也应该从内部闭合！磁感线也应该从内部闭合！磁极间的磁场同名磁极间磁感线同名磁极间磁感线异名磁极间异名磁极间磁感线磁感线静电场的电场线与磁感线的异同静电场的电场线与磁感线的异同电场线电场线
3、磁感线磁感线 1电场线从电场线从 出出发，终止于发，终止于 ，电场线是电场线是 的曲线。的曲线。正电荷或无限远处正电荷或无限远处负电荷或无限远负电荷或无限远不闭合不闭合1在磁体外部，磁感线是从在磁体外部，磁感线是从 极极指向指向 极，内部是从极，内部是从 极出极出发从发从 极进去，磁感线是极进去，磁感线是 的的曲线。曲线。南南S北北N北北N南南S闭合闭合2正电荷在电场中某点受到电场正电荷在电场中某点受到电场力的方向与该点的电场方力的方向与该点的电场方 ，也与该点所在电场线的也与该点所在电场线的 方向一致。方向一致。2小磁针在磁场中静止时小磁针在磁场中静止时 极极的指向或的指向或 极的受力方向与
4、该点极的受力方向与该点的磁场方向一致，也与该点所在磁感的磁场方向一致，也与该点所在磁感线的线的方向一致。方向一致。北北N北北N切线切线 2、电场线和磁场线都、电场线和磁场线都 相交。相交。不不 4、线的疏密都表示场的、线的疏密都表示场的 。强弱强弱切线切线相同点 3、线上某点的、线上某点的 都表示该处的场的方向。都表示该处的场的方向。切线方向切线方向一致一致1、都是假想曲线，实际并不存在、都是假想曲线，实际并不存在常见磁体的磁感线形状常见磁体的磁感线形状电流的磁场电流的磁场奥斯特实验：奥斯特实验：实验现象是什么？实验现象是什么？说明了什么？说明了什么？电流可以产生磁场！电流可以产生磁场！电流产
5、生的磁场是怎电流产生的磁场是怎样的？样的？ 安培定则：安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。直线电流的磁场的磁感线直线电流的磁场的磁感线 直线电流的磁场的几种表示图直线电流的磁场的几种表示图横截面横截面(俯视俯视)图图导线电流磁感线纵截面纵截面(平视平视)图图导线电流磁感线磁感线分布磁感线分布(立体立体)图图从箭尾看从箭头看环形电流周围环形电流周围磁感线磁感线安培定则：安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，让右手弯
6、曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。轴线上磁感线的方向。环形电流磁场的几种图示环形电流磁场的几种图示 横截面图横截面图导线电流磁感线纵截面（右视）图纵截面（右视）图导线电流磁感线磁感线分布磁感线分布通电螺旋管周围通电螺旋管周围磁感线磁感线等效等效安培定则：安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺旋管北极）的方向。（大拇指指向螺旋管北极）通电
7、螺线管通电螺线管磁场的几种表示图磁场的几种表示图横截面（左视）图横截面（左视）图导线电流磁感线纵截面图纵截面图导线电流磁感线磁感线分布磁感线分布内部为匀强磁场！内部为匀强磁场！1、如图所示，如图所示，a a、b b、c c三枚小磁针分别放在通三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内电螺线管的正上方、管内 和右侧当这些小和右侧当这些小磁针静止时，小磁针磁针静止时，小磁针N N极的指向是极的指向是( )( )A Aa a、b b、c c均向左均向左B Ba a、b b、c c均向右均向右C Ca a向左，向左，b b向右，向右，c c向右向右D Da a向右，向右，b b向左，向左，c c向右向
8、右2 2、一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，、一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图所示，此时小磁针的如图所示，此时小磁针的S S极向纸内偏转，这极向纸内偏转，这一束粒子可能是一束粒子可能是 ( )( )A A向右飞行的正离子束向右飞行的正离子束B B、向左飞行的负离子束、向左飞行的负离子束C C、向右飞行的电子束、向右飞行的电子束 D D、向左飞行的电子束、向左飞行的电子束 NS3 3、在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应的磁、在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应的磁场的电流方向场的电流方向 4 4、在蹄形铁芯上绕有线圈，、在蹄形铁芯上绕有线圈，如图根据小磁针的指向，如图根据小磁针的
9、指向，画出线圈的绕线方向画出线圈的绕线方向5 5、假设地球的磁场是由、假设地球的磁场是由于地球带某种电荷而又于地球带某种电荷而又绕地轴自转产生的，你绕地轴自转产生的，你认为地球带有何种电荷认为地球带有何种电荷？为什么？为什么？思考：思考：思考：思考：通电螺线管的磁场与条形通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，它磁铁的磁场十分相似，它们有什么联系？们有什么联系？问题：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场是否问题：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场是否问题：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场是否问题：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场是否有什么联系？有什么联系？有什么联系？有什么联系？安培分子电
10、流假说安培分子电流假说安培分子电流假说安培分子电流假说磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的1. 1.分子电流假说分子电流假说分子电流假说分子电流假说 任任何何物物质质的的分分子子中中都都存存在在环环形形电电流流分分子子电电流流，分分子子电电流流使使每每个分子都成为一个微小的磁体。个分子都成为一个微小的磁体。2. 2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释：安培分子环流假说对一些磁现象的解释：安培分子环流假说对一些磁现象的解释：安培分子环流假说对一些磁现象的解释：未被磁化的铁棒未被磁化的铁棒磁化后的铁棒磁化后的铁棒一切磁现象的产生都是因为一切磁现象的产生都
11、是因为一切磁现象的产生都是因为一切磁现象的产生都是因为电电磁现象的电本质磁现象的电本质磁现象的电本质磁现象的电本质1 1、磁场强弱、方向处处相同的磁场、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2 2、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线疏密均匀的直线3 3、常见的匀强磁场、常见的匀强磁场: :相隔很近的两个异名磁极之间的磁场相隔很近的两个异名磁极之间的磁场通电螺线管内部的磁场通电螺线管内部的磁场相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场区域的磁场匀强磁场匀强磁场I I磁通量磁通量
12、定义：定义：在磁感应强度为在磁感应强度为B B的匀强磁场当中，有一的匀强磁场当中，有一个与磁场方向个与磁场方向垂直垂直的平面的平面S S，B B和和S S的乘积叫做的乘积叫做穿过这个面积的磁通量穿过这个面积的磁通量公式公式: : BSBS单位：韦伯符号：单位：韦伯符号：Wb 1Wb=1TWb 1Wb=1Tm m2 2对公式的理解对公式的理解1.B1.B是匀强磁场或可视为匀强磁场是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度的磁感应强度2.2.公式只适用于公式只适用于SBSB，若，若S S与与B B不垂不垂直，则直，则S S为垂直与磁场方向的投影为垂直与磁场方向的投影面积面积当磁场当磁场B BS S垂直
13、垂直, ,磁通量最大磁通量最大=BS=BS当当BSBS时时, ,磁通量最小磁通量最小=0=0当磁场当磁场B B与面积与面积S S不垂直不垂直, BS, 2 2 3 3 B B、 1 1 2 2= =3 3 C C、 1 1 2 2 3 3 D D、 1 1 2 2= =3 3C C磁通量的变化磁通量的变化磁通量变化磁通量变化 2 21 1是某两个时刻穿过某是某两个时刻穿过某个平面个平面S S的磁通量之差，即的磁通量之差，即取决于末状态的取决于末状态的磁通量磁通量2 2与初状态磁通量与初状态磁通量1 1的代数差的代数差磁通量的变化一般有三种形式磁通量的变化一般有三种形式 1 1、B B不变，有效
14、面积不变，有效面积S S变化变化 2 2、B B变化，变化，S S不变不变 3 3、B B和和S S同时变化同时变化如图所示如图所示, ,一矩形线框一矩形线框, ,从从abcdabcd位置移动到位置移动到abcdabcd位置的过程中位置的过程中, ,关于穿过线框的磁关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是通量情况下列叙述正确的是( (线框平行于纸面移线框平行于纸面移动动)( ) )( ) A.A.一直增加一直增加B.B.一直减少一直减少C.C.先增加后减少先增加后减少D.D.先增加先增加, ,再减少直到零再减少直到零, ,然后再增加然后再增加, ,然后再减然后再减少少adcbabdcD D如图
15、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框架平面与磁感应强度为为B B的匀强磁场方向垂直的匀强磁场方向垂直, ,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度角则穿过线框平度角则穿过线框平面的磁通量为面的磁通量为_,_,若从初始位置转过若从初始位置转过9090度度角角, ,则穿过线框平面的磁通量为则穿过线框平面的磁通量为_,_,若从初始若从初始位置转过位置转过180180度角度角, ,则穿过线框平面的磁通量变化则穿过线框平面的磁通量变化为为_OOBSBSBS/2BS/20 02BS2BS复习回顾说一说：说一说：说一说：说一说：1、什么是磁感线？、什么是磁感线？ 2、你对磁感线的理解。、你对磁感线的理解。 3、通电直导线的磁场的磁感线方向判断方法、通电直导线的磁场的磁感线方向判断方法 4、环形电流的磁场的磁感线方向判断方法、环形电流的磁场的磁感线方向判断方法 5、通电螺线管的磁场的磁感线方向判断方法、通电螺线管的磁场的磁感线方向判断方法画一画：画一画：画一画：画一画：请按下列要求画图请按下列要求画图 1、大致画出图中各电流的磁场磁感线的分布、大致画出图中各电流的磁场磁感线的分布情况情况
