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成才之路 物理,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-1,磁場,第三章,3 幾種常見的磁場,第三章,磁場是一種特殊的物質，不能為人們所看見，英國科學家法拉第在對磁場的描述方面表現出很強的想像力，為了“看見”磁場，法拉第在紙板上均勻灑滿細小的鐵屑，在其下放置磁鐵，然后輕敲紙板，磁化后的鐵屑在磁力的作用下就清清楚楚地呈現出“磁感線”來。,,磁感線,1.定義 如果磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的____________的方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線。 2．特點 (1)磁感線是閉合曲線。 (2)磁感線的疏密程度表示磁場_______，磁場強的地方磁感________，磁場弱的地方磁感________。,磁感應強度,強弱,線密,線疏,安培定則——用來確定通電導線周圍磁場方向,1．通電直導線周圍磁場 用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟______的方向一致，那么，____________所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。(如圖),,電流,彎曲的四指,2．環(huán)形電流產生的磁場 讓右手彎曲的四指和__________的方向一致，那么，伸直的大拇指所指的方向就是______________________的磁感線的方向。(如圖),環(huán)形電流,環(huán)形導線中心軸線上,,3．通電螺線管產生的磁場 用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟_______的方向一致，大拇指所指的方向就是___________________的方向。因通電螺線管產生的磁場類似于條形磁鐵，所以大拇指所指的方向也可以說成通電螺線管磁場的__________。(如圖),電流,螺線管內部磁感線,北極(N極),,1.安培分子電流假說的內容 安培認為，在原子、分子等物質微粒的內部存在著一種____________——分子電流，分子電流使每個物質微粒都成為____________，分子的兩側相當于兩個磁極(見圖),安培分子電流假說,環(huán)形電流,微小的磁體,,2．安培假說對有關磁現象的解釋 ①磁化現象 ②磁體的退磁 ③磁現象的電本質——磁鐵的磁場和電流的磁場______，都是由電荷的__________產生的。,一樣,運動,勻強磁場,1.定義 磁感應強度的________、________處處相同的磁場。 2．磁感線特點 勻強磁場的磁感線是一些_________________直線。,大小,方向,間隔相同的平行,1.定義 勻強磁場磁感應強度B和與磁場方向_______的平面面積S的乘積，即Φ＝________。 2．單位 _______，簡稱韋，符號________,1________＝1Tm2。,磁通量,垂直,BS,韋伯,Wb,Wb,磁通密度,標,一、對磁感線的認識與理解 1．磁感線的特點 (1)為形象描述磁場而引入的假想曲線，實際并不存在。 (2)磁感線的疏密表示磁場的強弱。磁感線在某點的切線方向表示磁場的方向。 (3)磁感線的方向在磁體外部從N極指向S極，磁體內部從S極指向N極。即磁感線是閉合的曲線，它不相交，不相切，也不中斷。,2．磁感線與電場線的比較,,,[特別提醒](1)在沒畫磁感線的地方，并不表示沒有磁場存在。 (2)若多個磁體或電流的磁場在空間某區(qū)域疊加，磁感線描述的是疊加后的磁場的磁感線分布情況，不能認為該區(qū)域有多條磁感線相交。,答案：B,解析：磁感線的疏密表示磁場的強弱，由此可判A錯B對；磁感線是閉合的曲線，在磁鐵外部是從N極到S極，內部是從S極到N極，故C錯；磁感線是為研究問題方便而假想的線，實際并不存在，故D錯。,二、幾種常見的磁場磁感線的分布特點 1．常見永磁體的磁場(如圖),,2．三種常見的電流的磁場,[特別提醒](1)應用安培定則判定直線電流時，四指所指的是導線之外磁場的方向；判定環(huán)形電流和通電螺線管時拇指的指向是線圈軸線上磁場的方向。 (2)環(huán)形電流相當于小磁針，通電螺線管相當于條形磁鐵，其外部的磁感線是由N極指向S極；內部是由S極指向N極。,為了解釋地球的磁性，19世紀安培假設：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在下列四個圖中，正確表示安培假設中環(huán)形電流方向的是( ) 答案：B 解析：本題考查了對地磁場的認識，由安培定則可知環(huán)形電流應自東向西，B項正確。,,如圖所示的磁場中與磁場垂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 答案：A 解析：穿過線圈S1的磁感線條數多，故穿過線圈S1的磁通量較大。選項A正確。,,關于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是( ) A．磁極與磁極之間、磁極與電流之間都可以通過磁場發(fā)生相互作用 B．磁感線可以形象地描述磁場的強弱和方向，其上每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時北極所指的方向一致 C．磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止 D．磁感線可以用細鐵屑來顯示，因而是真實存在的,對磁場和磁感線的理解,解析：磁場是一種特殊物質，磁極、電流間發(fā)生的作用都是通過磁場發(fā)生的，選項A正確；磁感線是為了形象地描述磁場而假想的線，不是真實存在的，選項D錯誤；磁感線的切線方向表示磁場的方向，磁感線的疏密表示磁場的強弱，選項B正確；磁感線是閉合曲線，在磁體外部由N極指向S極，在磁體內部由S極指向N極，選項C錯誤。 答案：AB 點評：用磁感線可以形象地描述磁場的強弱和方向，它是一種理想化模型，并不是真實存在的。由于磁體的N極和S極是密不可分的，所以磁感線總是閉合的曲線。,(安徽黃山市2014～2015學年高二上學期期末)關于對磁感線和電場線的理解，下列說法中正確的是( ) A．電場線的切線方向是放入電場中正電荷的受力方向，磁感線的切線方向是放入磁場中小磁針N極的受力方向 B．電場線的切線方向與放入電場中正電荷的受力方向垂直，磁感線的切線方向于放入磁場中通電直導線的受力方向垂直,,C．電場線起源于正電荷，終止于負電荷；磁感線起始于N極，終止于S極 D．磁感線和電場線都只能分別表示磁場和電場的方向，不能反映磁場和電場的強弱 答案：A,解析：電場線的切線方向是放入電場中正電荷的受力方向，磁感線的切線方向是放入磁場中小磁針N極的受力方向，故A正確，B錯誤；電場線起源于正電荷，終止于負電荷；外部磁感線從磁鐵的N出發(fā)，進入S極，在磁體內部，從S極指向N極，故C錯誤；磁感線和電場線能分別表示磁場和電場的方向，疏密反映磁場和電場的強弱，故D錯誤。,當接通電源后，小磁針A的指向如圖所示，則( ) A．小磁針B的N極向紙外轉 B．小磁針B的N極向紙里轉 C．小磁針B不轉動 D．因電流未標出，所以無法判斷小磁針B如何轉動,安培定則的應用,答案：A,在下圖中，分別給出了導線中的電流方向或磁場中某處小磁針N極的指向或磁感線方向。請畫出對應的磁感線(標上方向)或電流方向。,,答案：用安培定則來判斷，分別如下圖所示。,,如圖所示，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′轉過60角，則穿過線框平面的磁通量為________；若從初始位置轉過90角，則穿過線框平面的磁通量為________；若從初始位置轉過180角，則穿過線框平面的磁通量變化量為________。,對磁通量的理解,,如圖所示，ab是水平面上一個圓的直徑，在過ab的豎直平面內有一根通電導線ef。已知ef平行于ab，當ef豎直向上平移時，電流磁場穿過圓面積的磁通量將( ) A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．始終為零 D．不為零，但保持不變 答案：C,,,解析：穿過圓的直徑ab內側的磁通量和穿過ab外側的磁通量方向相反，由對稱性可知兩部分的磁通量大小相等，故整個圓中合磁通量為0。當ef豎直向上平移時，兩部分的磁通量依然大小相等，一正一負，合磁通量始終為零。,易錯點：對磁通量的理解不深導致錯解 案例：如圖所示，在條形磁鐵外套有A、B兩個大小不同的圓環(huán)，穿過A環(huán)的磁通量ΦA與穿過B環(huán)的磁通量ΦB相比較( ) A．ΦAΦB B．ΦAΦB C．ΦA＝ΦB D．不能確定 易錯分析：本題易誤選B，原因在于只關注條形磁鐵外部的磁場，而忽略了條形磁鐵內部的磁場。,,正確解答：分別畫出穿過A、B環(huán)的磁感線的分布如圖所示，磁鐵內的磁感線條數與其外部磁感線條數相等。通過A、B環(huán)的磁感線條數應該這樣粗略計算，用磁鐵內的磁感線總條數減去磁鐵外每個環(huán)中的磁感線條數(因為磁鐵內、外磁感線的方向相反)。很明顯，磁鐵外部的磁感線通過B環(huán)的條數比A環(huán)的多，故B環(huán)中剩下的磁感線比A環(huán)剩下的磁感線條數少，故ΦAΦB，故A對，B、C、D都錯。 正確答案：A,,