高中物理 第3章 第3节 几种常见的磁场学案 新人教版选修31.doc

3.3 几种常见的磁场学案【学习目标】1知道磁感线及其特点，熟悉几种常见磁场的磁感线。2了解安培定则，会用安培定则，了解安培分子电流假说。3掌握匀强磁场，会计算磁通量。【重点难点】会用安培定则判断磁感线的方向，理解安培分子电流假说。会计算磁通量。【课前预习】1磁感线（1）所谓磁感线是在磁场中画出的一些_的曲线，在这些曲线上，每一点的磁场方向都在该点的_方向上。磁感线是为了形象描述_而假想的物理模型，在磁场中并不真实存在，不可认为有_的地方才有磁场，没有_的地方没有磁场。（2）磁感线是_的曲线，磁铁外部从_极到_极，磁铁内部从_极到_极。（3）在同一磁场中，磁感应强度的大小可以用磁感线的_来表示，磁感线越密的地方磁感应强度越_。2安培定则（1）判定直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系时，安培定则表述为：用 握住导线，让伸直的_所指的方向跟_的方向一致，弯曲的_所指的方向就是 的环绕方向；(2)判定环形电流和通电螺线管的电流方向和磁感线方向之间的关系时要统一表述为：让弯曲的四指所指方向跟 方向一致，大拇指所指的方向就是环形电流或通电螺线管 _的方向（这里把环形电流看作是一匝的线圈）。3安培分子电流假说 安培分子电流假说：在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流 ，分子电流使每个物质微粒都成为微小的 ，它的两侧相当于两个 。安培的假说能够解释一些磁现象，如 、 。 4匀强磁场（1）磁感应强度 处处相同的磁场叫匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一些 直线。 （2）常见的匀强磁场有：距离很近的两个 名磁极之间所产生的磁场（如 u形磁体）；通电螺线管 的磁场，相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场。5磁通量（在下一章中还会进一步学习，因此本节仅初步掌握即可）（1）定义：设在磁感应强度为b的匀强磁场中，有一个与磁场方向 的平面，面积为s，则b与s的乘积叫做穿过这个 的磁通量（magnetic flux），简称磁通。 （2）定义式： （3）单位： 简称韦，符号 。1wb=1tm2（45）磁感应强度的另一种定义叫磁通密度即： ， 1t=1【预习检测】1关于磁感线的性质和概念.下列说法正确是 （ ） a磁感线上各点的切线方向就是各点的磁场方向 b铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线 c磁感线总是从磁体的n极指向s极 d磁场中任意两条磁感线均不相交2一根软铁棒被磁化是因为 ( ) a软铁棒中产生了分子电流b软铁棒中分子电流取向杂乱无章c软铁棒中分子电流消失了d软铁棒中分子电流取向变得大致相同3如图所示，试确定电源的正极和负极。 【典题探究】例1如图所示，a为橡胶圆盘，其盘面竖直.b为紧贴a的毛皮.在靠近盘的中轴上有一个小磁针静止于图示位置.当沿图中箭头的方向转动把手c时，小磁针将发生什么现象?【解析】当转动把手时，a盘边缘处与毛皮摩擦而带有负电荷，随盘做圆周运动形成一个环形电流，电流周围产生磁场，故对小磁针有力的作用，根据安培定则可知，小磁针的n极将发生偏转，沿圆盘的中心轴的方向上，即小磁针的n极向右，s极向左。总结：本题考查的实际上是环形电流磁场方向的判断问题。具体考查了：（1）电子旋转方向等效出环形电流方向；（2）安培定则判断环形电流磁场方向；（3）小磁针受力与该点磁场方向的关系。n s【变式训练1】 如右图 所示，在通电线圈右侧小磁针静止时n极指向线圈，试画出线圈的绕法。 例2：为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流i引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（2011年高考理综江西卷）【解析】本题考查安培分子电流假说和判断环形电流的磁场方向所用的安培右手螺旋定则，由地磁场的分布可知答案b对总结： 分子电流起源于原子核外的电子绕原子核运动而形成的环电流，因而任何材料中都存在分子电流，没有外加磁场时，由于热运动的缘故，分子电流取向是杂乱无章的，有了外加磁场，分子电流取向变得大致一致，从而使软铁产生了磁性。磁体之所以能够显磁性，是因为磁体内部的分子电流规律分布，形成一个个小的规律排列的磁铁.【变式训练2】 磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是( c )a分子电流消失 b分子电流的取向变得大致相同 c分子电流的取向变得杂乱 d分子电流的强度减弱adcbabdc例3：如图所示,一矩形线框,从.abcd位置移动到abcd位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动) a一直增加 b一直减少c先增加后减少 d先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减少【解析】由安培定则可知直导线左边磁场向外，右边磁场向里且靠近导线的磁场强，故线圈达到导线之前磁通量增加，bc边越过导线到跨过一半的过程中线圈磁通量减少直到为零。之后线圈磁通量增加，全部越过导线后穿过线圈的磁通量减少，可得出结论，整个过程中穿过线圈的磁通量先增加，再减少直到零,然后再增加，然后再减少，故d正确。总结：判断某一平面磁通量的大小可以通过数穿过该平面磁感线的条数来直观比较。多线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线的磁感线的条数相同，而磁感线条数可表示磁通量的大小。【变式训练3】 条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心穿过圆环中心，如图所示，若圆环为弹性环，其形状由a扩大为b，那么圆环内磁通量变化情况是 （ ）a 磁通量增大b 磁通量减小c 磁通量不变d 条件不足，无法确定 【提示】通过一个闭合回路中有方向相反的磁场，则不能直接用公式=bscos求。而应考虑到相反方向的磁通量相抵消以后所剩余的磁通量，也就是合磁通量，本题中磁铁中磁感线条数一定，面积越大，磁铁外部磁感线返回的条数越多，磁通量越少。3.3 几种常见的磁场【学案答案】【课前预习】1（1） 有方向 切线 磁场 磁感线 磁感线 （2）闭合 n s s n (3) 疏密程度 大 2（1）右手 大拇指 电流 四指 磁感线 (2) 环形电流 轴线上磁感线3分子电流 磁体 磁极铁棒磁化 磁体退磁4(1) 强弱、方向 间隔相