高中物理 33 几种常见的磁场课件 新人教版选修31.ppt

高中物理 选修3 1 浙 第3讲几种常见的磁场 目标定位 1 知道磁感线的概念 并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点 2 会用安培定则判断电流周围的磁场方向 3 知道磁通量的概念 并会计算磁通量 4 知道安培分子电流假说的内容 并能解释简单的磁现象 一 磁感线如果在磁场中画出一些曲线 使曲线上每一点的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 想一想实验中常用铁屑来模拟磁感线的形状 是否说明磁感线真实存在 答案磁感线并不真实存在 细铁屑在磁场里被磁化成 小磁针 受震动后会有规则排列 能显示磁感应强度的方向 无数个细铁屑连接在一起 好像磁感线显现出来一样 磁感线 切线 二 几种常见的磁场 如图3 3 1所示 1 直线电流的磁场手握住导线 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 2 环形电流的磁场让弯曲的四指与的方向一致 伸直的所指的方向就是环形导线上磁感线的方向 右 拇指 电流方向 磁感线环绕的方向 右手螺旋定则 右手 环形电流 拇指 轴线 3 通电螺线管的磁场通电螺线管是由许多匝串联而成的 所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场 这时拇指所指的方向就是螺线管磁场的方向 从外部看 通电螺线管的磁场相当于一个的磁场 所以拇指所指的方向也是它的方向 环形电流 内部 条形磁铁 北极 图3 3 1 想一想如果把一个小磁针放入通电螺线管的内部 静止时小磁针的n极将指向螺线管的哪一极呢 答案小磁针的n极指向通电螺线管的n极 三 安培分子电流假说法国学者提出了著名的分子电流假说 他认为在原子 分子等物质微粒的内部 存在的一种电流 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 环形 分子电流 磁极 磁体 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 距离很近的对放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 一 对磁感线的理解磁感线和电场线的比较相同点 都是为了形象地描述场 而假想的曲线 都是疏密程度表示场的强弱 切线方向表示场的方向 都不能相交 不同点 电场线起于正电荷 终止于负电荷 不闭合 但磁感线是闭合曲线 例1 关于磁场和磁感线的描述 下列说法中正确的是 a 磁感线总是从磁铁的n极出发 到s极终止的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c 磁感线可以用细铁屑来显示 因而是真实存在的d 两个磁场的的叠加区域 磁感线可能相交 答案b解析条形磁铁内部磁感线从s极到n极 a不正确 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静止时北极的指向均为磁场方向 所以选项b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c不正确 叠加区域合磁场的方向也具有唯一性 故磁感线不可能相交 所以d选项错误 借题发挥磁场 电场都是一种客观存在的特殊物质 磁感线 电场线虽是假想的曲线 但可形象地描述磁场 电场的强弱和方向 应注意两者的区别与关系 二 几种常见的磁场分布1 常见永磁体的磁场 如图3 3 2所示 图3 3 2 2 三种常见的电流的磁场 例2 如图3 3 3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 图3 3 3 答案用安培定则来判断 分别如下图中各图所示 解析如果已知电流的方向 可用右手螺旋定则判断磁感线的方向 如果已知小磁针静止时n极指向 那么小磁针n极所指方向就是磁感线方向 三 磁通量的理解1 公式 bs适用条件 匀强磁场 磁感线与平面垂直 当平面与磁场方向不垂直时 穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场b方向的投影面积进行计算 即 bs 2 物理意义 磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示 若磁感线沿相反方向穿过同一平面 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 温馨提示磁通量的正 负既不表示大小 也不表示方向 它表示磁通量从某个面穿入还是穿出 若规定穿入为正 则穿出为负 反之亦然 例3 如图3 3 4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s 0 4m2 匀强磁场磁感应强度b 0 6t 则穿过线圈的磁通量 为多少 图3 3 4 答案0 12wb解析方法一 把s投影到与b垂直的方向 则 b scos 0 6 0 4 cos60 wb 0 12wb 方法二 把b分解为平行于线圈平面的分量b 和垂直于线圈平面的分量b b 不穿过线圈 且b bcos 则 b s bcos s 0 6 0 4 cos60 wb 0 12wb 四 安培分子电流假说的应用及意义1 安培认为 物质微粒内的分子电流使它们相当于一个个的小磁体 如图3 3 5所示 图3 3 5 2 当铁棒中分子电流的取向大致相同时 铁棒对外显磁性 如图3 3 6甲所示 当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时 铁棒对外不显磁性 如图3 3 6乙所示 所以磁体在高温或受到猛烈撞击时 将会退磁 图3 3 6 3 安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质 一切磁现象都是由电荷的运动产生的 例4 2014 丽水高