高中物理 第3章 几种常见的磁场课件 新人教版选修31.ppt

3几种常见的磁场 1 双选 如图3 3 1所示 通电导线处在蹄形磁铁两极间 受到力f的作用 以下说法正确的是 a 这个力是通过磁场产生的b 这个力没有反作用力c 这个力的反作用力作用在通电导线上d 这个力的反作用力作用在蹄形磁铁上 答案 ad 精彩回眸 2 双选 下列四幅图给出了磁铁旁小磁针静止时n极所指的方向 小磁针着色端表示n极 根据初中所学知识判断其中正确的是 答案 cd 一 磁感线如果在磁场中画出一些曲线 使曲线上每一点的切线方向都跟这一点的磁感应强度的方向一致 这样的曲线就叫做 新知梳理 磁感线 二 几种常见的磁场1 直线电流的磁场直线电流的磁场方向可以用 来表示 右手握住导线 让伸直的 所指的方向与 一致 弯曲的四指所指的方向就是 这个规律也叫 安培定则 大拇指 电流方向 磁感线环绕的方向 右手螺旋定则 2 环形电流的磁场环形电流的磁场可用另一种形式的安培定则表示 让右手弯曲的四指与 的方向一致 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 3 通电螺线管的磁场右手握住螺线管 让弯曲的四指所指的方向与电流方向一致 大拇指所指的方向就是螺线管 磁感线的方向或大拇指指向螺线管的n极 如图3 3 2所示 环形电流 内部 三 安培分子电流假说1 分子电流假说 在原子 分子等物质微粒的内部 存在的一种 2 分子电流假说意义 揭示了磁现象的电本质 即磁体的磁场和电流的磁场一样 都是由 产生的 环形电流 电荷的运动 四 匀强磁场1 定义 磁感应强度的 处处相同的磁场 2 磁感线 间隔相同的 3 实例 距离很近的两个异名磁极间的磁场 两平行放置的通电线圈 其中间区域的磁场都是匀强磁场 大小 方向 平行直线 五 磁通量1 定义 匀强磁场磁感应强度b与和磁场方向 的平面面积s的乘积 即 bs 2 单位 1wb 1t m2 垂直 磁通密度 1 磁感线是为了形象地研究磁场而人为假设的 并不是客观存在于磁场中的真实曲线 实验时用被磁化的细铁屑来显示磁感线的分布 只是研究磁感线的一种方法 使看不见 摸不着的磁场变得具体形象 给研究带来方便 但是 绝不能认为磁感线是由细铁屑排列而成的 如何正确理解磁感线 2 磁感线的特点 1 为形象描述磁场而引入的假想曲线 实际并不存在 2 磁感线的疏密表示磁场的强弱 密集的地方磁场强 稀疏的地方磁场弱 3 磁感线的方向 磁体外部从n极指向s极 磁体内部从s极指向n极 4 磁感线闭合而不相交 不相切 也不中断 5 磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向 3 磁感线与电场线的比较 1 下列关于电场线和磁感线的说法不正确的是 a 二者均为假想的线 实际上并不存在b 实验中常用铁屑来模拟磁感线形状 因此磁感线是真实存在的c 任意两条磁感线不相交 电场线也是d 磁感线是闭合曲线 电场线是不闭合的 答案 b 几种常见的磁场的磁感线的分布特点 2 三种常用的电流的磁场 2 如图3 3 4所示 分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针静止时n极的指向或磁感线方向 请画出对应的磁感线 标上方向 或电流方向 1 对磁通量的理解 1 磁通量是穿过某一面积的磁感线条数 是标量 但是磁通量也有正 负之分 它的正 负号并不表示磁通量的方向 仅表示磁感线的贯穿方向 一般来说 若磁感线从线圈的正面穿过 磁通量就为 磁感线从线圈的反面穿过 磁通量就为 反之亦然 对磁通量的理解及怎样计算磁通量的变化 2 磁感线是闭合曲线 不同于静电场的电场线 所以穿过任意闭合曲面的磁通量一定为零 即 0 例如一个球面 磁感线只要穿入球面 就一定穿出球面 穿过磁感线的净条数为零 即磁通量为零 3 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 即在有关磁通量的计算时 不必考虑线圈匝数n 2 公式 bs的适用条件 1 匀强磁场 2 磁感线与平面垂直 若在匀强磁场中 磁感线不与平面垂直 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 我们称之为 有效面积 如图3 3 5所示 bs 而不等于bs1 3 利用 2 1计算磁通量的变化时应注意式中的 1 2为初末状态穿过某个面的磁通量 使用时要注意以下几点 1 是不是匀强磁场 bs能否使用 2 面积是否与磁感线垂直 3 1 2是否均为正值 还是一正一负 3 如图3 3 6所示 框架面积为s 框架平面与磁感应强度为b的匀强磁场方向垂直 则穿过平面的磁通量为 若使框架绕oo 转过60 角 则穿过框架平面的磁通量为 若从初始位置转过90 角 则穿过框架平面的磁通量为 若从初始位置转过180 角 则穿过框架平面的磁通量的变化是 例1 关于磁场和磁感线的描述 下列说法中正确的是 a 磁极之间的相互作用是通过磁场发生的 磁场和电场一样 也是一种客观存在的物质b 磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向 它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致 对磁场 磁感线的理解 c 磁感线总是从磁铁的n极出发 到s极终止的d 磁感线可以用细铁屑来显示 因而是真实存在的解析 条形磁铁内部磁感线从s极到n极 c不正确 磁感线是为了形象地描述磁场而假设的一组有方向的闭合的曲线 实际上并不存在 所以选项d不正确 磁场是一种客观存在的物质 所以选项a正确 磁感线上每一点切线方向表示磁场方向 磁感线的疏密表示磁场的强弱 小磁针静止时北极受力方向和北极指向均为磁场方向 所以选项b正确 答案 ab反思领悟 磁场是一种客观存在的特殊物质 磁感线虽是假想的闭合的曲线 但可形象地描述磁场的强弱和方向 应注意两者的区别与关系 例2 如图3 3 8所示 放在通电螺线管内部中间处的小磁针 静止时n极指向右 试判定电源的正 负极 安培定则的应用 解析 小磁针n极的指向即为该处的磁场方向 所以螺线管内部磁感线由a b 根据安培定则可判断出电流由电源的c端流出 d端流入 故电源c端为正极 d端为负极 答案 c为正极 d为负极 如图3 3 9所示 一个电子沿逆时针方向做匀速圆运动 则此电子的运动 a 不产生磁场b 产生磁场 圆心处的磁场方向垂直纸面向里c 产生磁场 圆心处的磁场方向垂直纸面向外d 只在圆的内侧产生磁场 答案 b 解释 电子沿逆时针转动 形成顺时针方向电流 由安培定则可得 在圆心处的磁场方向垂直纸面向里 例3 如图3 3 10所示是等腰直角三棱柱 其平面abcd为正方形 边长为l 它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中 磁感应强度为b 下列说法中正确的是 磁通量的计算 如图3 3 11所示 有一矩形线圈 一半放在有界的匀强磁场中 匀强磁场的磁感应强度为0 2t 线圈可绕ab边或绕cd边转动 已知ab 10cm bc 20cm 求 1 在图示位置的磁通量 2 由图示位置绕ab转过60 位置时的磁通量 答案 1 2 10 3wb 2 2 10 3wb 解析 1 由公式 bs 得 0 2 0 1 0 1wb 2 10 3wb 2 绕ab转过60 时 cd恰好跟磁场边界重合 所以磁通量不变 磁感应强度的叠加问题 例4 如图3 3 12所示 一根通电直导线垂直放在磁感应强度b 1t水平向右的匀强磁场中 以导线截面的中心为圆心 半径为r的圆周上有a b