《高中物理（人教版）選修3-1 第3章 第3節(jié)　幾種常見的磁場》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理（人教版）選修3-1 第3章 第3節(jié)　幾種常見的磁場（50頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進入物理課堂 第三節(jié)幾種常見的磁場 課標定位 學習目標 1 了解安培分子電流假說 2 知道磁感線 知道幾種特殊磁場的磁感線分布 會用安培定則判斷電流的磁場方向 3 知道磁通量 重點難點 會用安培定則判斷磁感線方向 能計算磁通量的大小 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓練 第三節(jié)幾種常見的磁場 課前自主學案 課前自主學案 一 磁感線1 定義 在磁場中畫出的一些有方向的曲線 在這些曲線上每一點的切線方向都跟這點的 的方向一致 這樣的曲線就叫磁感線 2 特點 1 磁感線是為了形象地描述磁場而假想出來的一組有 的曲線 客觀上并不存在 2 磁感線的疏密反映磁場的 磁感線越密的地方表示磁場 磁感線越疏的地方表示磁場越弱 磁感應強度 方向 強弱 越強 3 磁感線上每一點的 方向就是該點的磁場方向 4 磁感線在空間不能相交 不能相切 也不能中斷 5 磁場中的任何一條磁感線都是 曲線 在磁體 由N極指向S極 在磁體 由S極指向N極 二 幾種常見的磁場直線電流 環(huán)形電流的磁場方向都可以用 來判定 切線 閉合 外部 內(nèi)部 安培定則 1 直線電流 通電直導線 右手握住導線 讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致 彎曲的四指所指的方向就是 環(huán)繞的方向 如圖3 1 1甲所示 圖3 3 1 磁感線 2 環(huán)形電流和通電螺線管讓右手彎曲的四指與 的方向一致 伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導線 或螺線管內(nèi)部 的方向 如圖3 3 1乙 丙所示 三 安培分子電流假說1 圖3 3 2 環(huán)形電流 軸線上 磁感線 內(nèi)容 安培認為 在原子 分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部 存在著一種 電流 分子電流 分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的 它的兩側(cè)相當于兩個 如圖3 3 2所示 2 對磁現(xiàn)象的解釋 1 磁化現(xiàn)象 一根軟鐵棒 在未被磁化時 內(nèi)部各分子電流的取向 它們的磁場互相抵消 對外不顯 當軟鐵棒受到外界磁場的作用時 各分子電流取向變得 兩端對外界顯示較強的磁作用 形成磁極 軟鐵棒就被磁化了 環(huán)形 磁體 磁極 雜亂無章 磁性 大致相同 2 磁體的消磁 磁體受到 或猛烈敲擊時 即在激烈的熱運動或機械運動影響下 分子電流取向又變得 磁體磁性消失 3 意義分子電流假說揭示了電和磁的本質(zhì)聯(lián)系 指出了磁性的起源 一切磁現(xiàn)象都是由運動的電荷產(chǎn)生的 四 勻強磁場1 定義 磁感應強度的 處處相同的磁場 高溫 雜亂無章 強弱 2 磁感線的特點 間隔相同的 3 實例 距離很近的兩個異名磁極間的磁場 兩平行放置的通電線圈 其中間區(qū)域的磁場都是勻強磁場 五 磁通量1 定義 勻強磁場磁感應強度B與和磁場方向 的平面面積S的乘積 即 2 單位 韋伯 簡稱韋 符號Wb 1Wb 1T m2 平行直線 垂直 BS 磁通密度 核心要點突破 一 幾種常見磁場的磁感線分布1 常見永磁體的磁場 如圖3 3 3 圖3 3 3 2 三種常用的電流的磁場 特別提醒 1 應用安培定則判定電流的磁場時 直線電流是判定導線外部的磁場方向 而環(huán)形電流和通電螺線管是判定線圈軸線上磁場的方向 2 利用安培定則不僅可以判斷磁場的方向 還可以根據(jù)磁場方向判定電流的方向 即時應用 即時突破 小試牛刀 1 2011年廈門高二檢測 下列四圖為電流產(chǎn)生磁場的分布圖 正確的分布圖是 圖3 3 4 A B C D 解析 選C 由安培定則可以判斷出直線電流產(chǎn)生的磁場方向 正確 錯誤 和 為環(huán)形電流 注意讓彎曲的四指指向電流的方向 可判斷出 正確 錯誤 故正確選項為C 二 對磁通量的進一步理解1 磁通量的計算 1 公式 BS 適用條件 勻強磁場 磁感線與平面垂直 2 在勻強磁場B中 若磁感線與平面不垂直 公式 BS中的S應為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積 2 磁通量的正 負 1 磁通量是標量 但有正 負 當磁感線從某一面上穿入時 磁通量為正值 穿出時即為負值 2 若磁感線沿相反方向穿過同一平面 且正向磁通量為 1 反向磁通量為 2 則穿過該平面的磁通量 1 2 3 磁通量的變化 一般有三種情況 1 磁感應強度B不變 有效面積S變化 則 2 1 B S 2 磁感應強度B變化 磁感線穿過的有效面積S不變 則 2 1 B S 3 磁感應強度B和回路面積S同時發(fā)生變化時 2 1 此時 B S 4 計算磁通量時應注意的問題 計算穿過某一平面的磁通量的變化時 1 明確磁場是否為勻強磁場 知道磁感應強度的大小 2 平面的面積應為磁感線通過的有效面積 當平面S與磁場方向不垂直時 應明確所研究的平面與磁感應強度方向的夾角 準確找出垂直面積 3 線圈的磁通量及其變化與線圈匝數(shù)無關(guān) 即磁通量的大小不受線圈匝數(shù)的影響 即時應用 即時突破 小試牛刀 2 2011年紹興高二檢測 如圖3 3 5所示的磁場中豎直放置兩個面積相同的閉合線圈S1 左 S2 右 由圖可知穿過線圈S1 S2的磁通量大小關(guān)系正確的是 A 穿過線圈S1的磁通量比較大B 穿過線圈S2的磁通量比較大C 穿過線圈S1 S2的磁通量一樣大D 不能比較 圖3 3 5 解析 選A 線圈S1處的磁感線密集 磁感應強度大 線圈S2處的磁感線稀疏 磁感應強度小 由 BS可知 穿過線圈S1的磁通量比較大 選項A正確 課堂互動講練 磁場中某區(qū)域的磁感線如圖3 3 6所示 則 A a b兩處的磁感應強度的大小不等 Ba BbB a b兩處的磁感應強度的大小不等 Ba BbC 同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力小D a處沒有磁感線 所以磁感應強度為零 圖3 3 6 思路點撥 磁感線是人們?yōu)槊枋龃艌龆藶楫嫵龅木€ 其方向描述磁場的方向 疏密描述磁場的強弱 精講精析 由圖中可知b處的磁感線較密 a處的磁感線較疏 所以Ba Bb 故A錯 B對 導線在磁場中受力的大小與導線在磁場中的放置方向有很大關(guān)系 而不是僅僅取決于B與LI的大小 故C錯 磁感線是用來描述磁場的 而又不可能在存在磁場的區(qū)域內(nèi)全部畫磁感線 那樣將會與不畫磁感線產(chǎn)生相同的效果 故D錯 故選B 答案 B 變式訓練1 2011年潮州高二檢測 關(guān)于磁感線與電場線的描述 正確的是 A 電場線起止于電荷 磁感線起止于磁極B 靜電場電場線一定不閉合 磁感線一定是閉合的C 磁感線是自由小磁針在磁場力作用下的運動軌跡D 電場線和磁感線實際上均存在 只是肉眼看不到答案 B 2011年大慶高二檢測 如圖3 3 7所示 將通電線圈懸掛在磁鐵N極附近 磁鐵處于水平位置和線圈在同一平面內(nèi) 且磁鐵的軸線經(jīng)過線圈圓心 線圈將 A 轉(zhuǎn)動同時靠近磁鐵B 轉(zhuǎn)動同時離開磁鐵C 不轉(zhuǎn)動 只靠近磁鐵D 不轉(zhuǎn)動 只離開磁鐵 圖3 3 7 思路點撥 本題主要考查磁體與電流磁場間的相互作用 我們可以把環(huán)形電流等效成一個小磁針 很容易作出正確判斷 圖3 3 8 精講精析 把環(huán)形電流等效成一個小磁針 由安培定則知 此小磁針的N極向里S極向外 條形磁鐵的N極吸引小磁針的S極排斥N極 故線圈將發(fā)生轉(zhuǎn)動同時靠近磁鐵 從上面觀察的俯視圖如圖3 3 8所示 答案為A 答案 A 方法總結(jié) 小磁針也可等效成環(huán)形電流 通電螺線管也可以與條形磁鐵互相等效 運動電荷可以等效為電流等 利用等效法解題 往往既簡單又準確 變式訓練2如圖3 3 9所示 一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過磁針上方時 磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) 則這束帶電粒子可能是 A 向右飛行的正離子束B 向左飛行的正離子束C 向右飛行的負離子束D 向左飛行的負離子束 圖3 3 9 解析 選BC 小磁針N極的指向即是磁針所在處的磁場方向 題中磁針S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) 說明離子束下方的磁場方向由紙內(nèi)指向紙外 由安培定則可判定由離子束的定向運動所產(chǎn)生的電流方向由右向左 故若為正離子 則應是自右向左運動 若為負離子 則應是自左向右運動 有兩個固定的完全相同的通電圓環(huán) 通過的電流大小相同 方向如圖3 3 10所示 一個在豎直平面內(nèi)放著 一個在水平面內(nèi)放著 每個圓環(huán)在共同圓心O處產(chǎn)生的磁感應強度大小均為B 則在O點的總磁感應強度多大 圖3 3 10 變式訓練3 2011年大慶實驗中學高二質(zhì)檢 兩根長直通電導線互相平行 電流方向相同 它們的截面處于等邊 ABC的A和B處 如圖3 3 11所示 兩通電導線在C處產(chǎn)生磁場的磁感應強度大小都是B0 則C處磁場的總磁感應強度大小是 圖3 3 11 如圖3 3 12所示 框架面積為S 框架平面與磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直 則穿過平面的磁通量為 若使框架繞OO 轉(zhuǎn)過60 角 則穿過框架平面的磁通量為 若從初始位置轉(zhuǎn)過90 角 則穿過框架平面的磁通量為 若從初始位置轉(zhuǎn)過180 角 則穿過框架平面的磁通量變化量大小為 圖3 3 12 思路點撥 當面積S和勻強磁場方向垂直時 BS 不垂直時應取垂直于磁場方向的有效面積 磁通量是有正負的 可以認為磁感線從同一面穿入時為正 穿出時為負 自主解答 圖3 3 13 規(guī)律總結(jié) 1 只有在勻強磁場中B S時 BS才適用 若B與S不垂直 應將S投影 也可以將B分解 取B S垂直部分的乘積 2 磁通量的變化量 2 1 在具體的計算中 一定要注意 1及 2的正 負問題 變式訓練4如圖3 3 14所示 兩個同心放置的平面金屬圓環(huán) 條形磁鐵穿過圓心且與兩環(huán)平面垂直 則通過兩圓環(huán)的磁通量 a b間的關(guān)系是 A a bB a bC a bD 不能確定 圖3 3 14 解析 選A 通過圓環(huán)的磁通量為穿過圓環(huán)的磁感線的條數(shù) 首先明確條形磁鐵的磁感線分布情況 另外要注意磁感線是閉合的曲線 條形磁鐵的磁感線在磁體的內(nèi)部是從S極到N極 在磁體的外部是從N極到S極 內(nèi)部有多少根磁感線 外部的整個空間就有多少根磁感線同內(nèi)部磁感線構(gòu)成閉合曲線 對兩個圓環(huán) 磁體內(nèi)部的磁感線全部穿過圓環(huán) 外部的磁感線穿過多少 磁通量就抵消多少 所以面積越大 磁通量反而越小 知能優(yōu)化訓練 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點此進入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全