高中物理 第三章 磁场 第二节 磁感应强度课堂探究学案 新人教版选修3-1.doc

第二节 磁感应强课堂探究探究一 对磁感线的进一步理解问题导引图甲表示的是条形磁铁的磁感线的分布情况，图乙表示的是通电螺线管的磁感线的分布情况，观察两幅图，请思考：(1)从图中可以看出，通电螺线管的磁感线是闭合的，而条形磁铁的磁感线不闭合，这种判断对吗？(2)若在图乙中的位置1和位置2各放一小磁针，当小磁针静止时，小磁针的n极应指向哪方？提示：(1)不管是磁体的磁场，还是电流的磁场，磁感线都是闭合的；(2)位置1的小磁针的n极指向右，位置2的小磁针n极指向左名师精讲1磁感线的特点(1)在磁体外部，磁感线从北极出发，进入南极；在磁体内部由南极回到北极(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向在过该点的磁感线的切线上(3)磁感线闭合，但不相交，不相切，也不中断(4)磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线其疏密反映磁场的强弱，线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同2磁感线与电场线的比较磁感线电场线不同点闭合曲线不闭合，起始于正电荷或无限远，终止于负电荷或无限远相同点引入目的为形象描述场而引入的假想线，实际不存在疏密场的强弱切线方向场的方向相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)特别提醒 (1)在没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在(2)若多个磁体或电流的磁场在空间某区域叠加，磁感线描述的是叠加后的磁场的磁感线分布情况，不能认为该区域有多条磁感线相交【例1】 磁场中某区域的磁感线如图所示，则()aa、b两处的磁感应强度的大小不等，babbba、b两处的磁感应强度的大小不等，babbca、b两处磁场方向一定相同da处没有磁感线，所以磁感应强度为零解析：由题图可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，所以babb，故选项a错，选项b对；磁场中某点的磁场方向与磁感线在该点的切线方向相同，由图判断，a、b两点磁场方向不同，故选项c错；磁感线是用来描述磁场的，不可能在存在磁场的区域内全部画磁感线，那样将会与不画磁感线产生相同的效果，故选项d错答案：b题后反思 从两方面深化理解电场线和磁场线：(1)从电场、磁场的概念理解两种场线的相同点：矢量性线的切线方向；强弱线的疏密；方向的唯一性空间任一电场线不相交；(2)从电场、磁场的本质理解两种场线的区别：静电场正、负电荷分离电场线有始、终(不闭合)，磁场n、s极不分离磁感线闭合探究二 几种常见的磁场磁感线的分布特点问题导引观察图片，请思考：(1)图中的1、2两点，哪点的磁场更强？(2)假设地球的磁场是由于地球带某种电荷而又绕地轴自转产生的，你认为地球带有何种电荷？提示：(1)位置1附近磁感线更密集一些，磁场更强；(2)地球应该带负电名师精讲1常见永磁体的磁场(如图)2三种常见电流的磁场安培定则立体图横截面图纵截面图直线电流以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱环形电流内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏通电螺线管内部为匀强磁场且比外部强，方向由s极指向n极，外部类似条形磁铁，由n极指向s极特别提醒 (1)环形电流相当于小磁针，通电螺线管相当于条形磁铁，其外部的磁感线是由n极指向s极，内部是由s极指向n极(2)图中的“”表示垂直纸面向里，“”表示垂直纸面向外【例2】 电路没接通时三个小磁针方向如图，试确定电路接通后三个磁针的转向及最后的指向点拨：本题考查怎样运用安培定则确定磁场方向，解题时需注意：(1)正确画出电流的磁场(2)小磁针n极受安培力的方向解析：接通电路后，螺线管的磁场为：内部从左指向右，外部从右指向左，如图，故小磁针1逆时针转动，小磁针3顺时针转动，小磁针2基本不动答案：小磁针1逆时针转动，小磁针3顺时针转动，小磁针2基本不动题后反思 本题在解题中容易根据磁体间的相互作用：同名磁极相斥，异名磁极相吸来判断，因而小磁针3会被判断成逆时针转，小磁针2判断成顺时针转实际上在判断本题时应注意，磁感线是闭合的，在磁体外部由n极指向s极，而在磁体内部是由s极指向n极的，而小磁针的n极所指方向应该与通过该点的磁感线切线方向相同探究三 正确理解磁通量问题导引如图所示，一矩形线框从abcd位置移动到abcd位置的过程中(线框平行于纸面移动)，中间是一条电流向上的通电导线，请思考：(1)导线的左边磁场的方向向哪？右边呢？(2)在移动过程中，当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框的磁感线条数有何特点？提示：(1)导线左边的磁场方向向外，右边的磁场方向向里；(2)当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框向外的磁感线条数与向里的磁感线条数相同名师精讲1物理意义穿过某一平面的磁感线条数，且为穿过平面的磁感线的净条数2磁通量的计算(1)公式：bs适用条件：匀强磁场；磁感线与平面垂直(2)公式的应用在匀强磁场b中，若磁感线与平面不垂直，公式bs中的s应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积如图所示，在水平方向的匀强磁场中，平面abcd与垂直于磁感线方向的平面的夹角为，则穿过面积abcd的磁通量应为bscos.scos即为面积s在垂直于磁感线方向的投影，我们称之为“有效面积”若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为1，反向磁感线条数为2，则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即12.特别提醒 (1)磁通量是标量，有正、负之分磁通量的正、负既不表示大小，也不表示方向，它表示磁通量从某一个面穿入还是穿出，若规定穿入为正，则穿出为负，反之亦然(2)磁通量是针对某个面来说的，与给定的线圈的匝数多少无关【例3】 如图所示，线圈平面与水平方向夹角60，磁感线竖直向下，线圈平面面积s0.4 m2，匀强磁场磁感应强度b0.6 t，则穿过线圈的磁通量为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过120角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？解析：线圈在垂直磁场方向上的投影面积sscos600.4 m20.2 m2穿过线圈的磁通量1bs0.60.2 wb0.12 wb.线圈以cd为轴顺时针方向转过120角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量2bs0.60.4 wb0.24 wb.故磁通量的变化量|21|0.240.12| wb0.36 wb.答案：0.12 wb0.36 wb题后反思 磁通量bs的计算有几点要注意：(1)s是指闭合回路中的有效面积(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响同理，磁通量的变化量21，也不受线圈匝数的影响所以，直接用公式时，不