高考物理总复习 第8章 1讲 磁场及其描述课件 新人教版.ppt

第一讲磁场及其描述 1 了解磁体的磁场 电流的磁场和地磁场 2 理解磁感应强度的概念 定义式 掌握安培定则 熟悉几种常见磁场的磁感线分布 3 知道磁通量 并会计算 一 磁场 磁感应强度1 磁场 1 基本特性 磁场对处于其中的 和电荷有磁场力的作用 2 方向 小磁针的n极所受磁场力的方向 磁体 电流 运动 强弱和方向 n 3 磁通量 1 概念 在磁感应强度为b的匀强磁场中 与磁场方向的平面面积s和b的乘积 2 公式 3 单位 1wb 垂直 bs 1t m2 4 磁现象的电本质 1 永久磁铁的磁场是由磁体内的产生的 2 电流的磁场是由形成电流的产生的 3 磁体与磁体间 电流与电流间 磁体与电流间的相互作用都可归纳为的相互作用 分子电流 运动电荷 运动电荷 磁感应强度是描述磁场强弱的物理量 是指空间某点垂直于磁场方向单位面积的磁通量 也称磁通密度 磁通量是指空间某区域垂直于磁场方向某一面积s的磁感线条数 二 磁感线及几种常见的磁场1 磁感线在磁场中画一些曲线 使曲线上每一点的方向都跟这点的磁感应强度的方向一致 这样的曲线就是磁感线 2 磁感线的特点 1 磁感线是为了形象地研究磁场而人为的曲线 并不是客观存在于磁场中的真实曲线 2 磁感线密的地方磁场 磁感线疏的地方磁场 切线 假设 强 弱 3 磁场对小磁针极作用力的方向叫做磁场方向 由于磁感线上任何一点的受力方向都跟该点的切线方向一致 所以磁场方向 磁感线方向和小磁针静止时极所指的方向 三者是一致的 4 磁感线不能 也不能 5 磁场中任何一条磁感线都是曲线 n n 相交 相切 闭合 为了形象地描述磁场引入磁感线 那么没有画磁感线的地方磁感应强度就等于零吗 提示 用磁感线的疏密表示磁场的强弱 但没有画出磁感线的地方并不表示那里没有磁场存在 3 几种常见磁场的磁感线分布 1 条形磁铁和蹄形磁铁的磁场 如图所示 2 几种电磁周围的磁场分布 磁场是分布在立体空间的 要熟练掌握常见磁场的立体图和纵 横面图的画法 3 地磁场 地磁场的n极在地球附近 s极在地球附近 在赤道平面上 距离地球表面高度相等的各点 磁感应强度 且方向水平 南极 北极 大小相等 向北 3 磁感应强度b的定义式也是其度量式 用来测量的小段通电导线必须垂直放入磁场 如果小段通电直导线平行放入磁场 所受安培力为零 但不能说该点的磁感应强度为零 4 磁感应强度是矢量 其方向是放入其中的小磁针静止时n极的指向 不是磁场中电流所受磁场力的方向 5 磁感应强度b与电场强度e的比较电场强度e是描述电场的力的性质的物理量 磁感应强度b是描述磁场的力的性质的物理量 这两个物理量比较如下表所示 友情提示 由上表可以看出 磁感应强度和电场强度有很多相似之处 但更应注意两者的区别 1 电场强度的方向和电荷受力方向相同或相反 而磁感应强度的方向和电流受力方向垂直 2 电荷在电场中一定受电场力 而电流在磁场中不一定受磁场力 关于磁感应强度b 下列说法中正确的是a 磁场中某点b的大小 跟放在该点的试探电流元的情况有关b 磁场中某点b的方向 跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致c 在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时 该点的b值大小为零d 在磁场中磁感线越密集的地方 磁感应强度越大 思维点拨 求解此题应把握以下两点 1 磁场的磁感应强度只取决于磁场本身 与试探电流元无关 2 磁感线的疏密表示磁场的强弱 磁场的方向与电流元受力的方向垂直 方法归纳 用比值定义的物理量常常与定义式中的物理量无关 类似的物理量如 速度 加速度 电阻 电容 电势差等 二 安培定则的应用和磁场的叠加1 安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清 因 和 果 2 磁场的叠加磁感应强度是矢量 计算时与力的计算方法相同 利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解 友情提示 两个电流附近的磁场的磁感应强度是两个电流分别独立存在时产生的磁场的磁感应强度叠加而成的 三根平行的长直通电导线 分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直 如图所示 现在使每根通电导线在斜边中点o处所产生的磁感应强度大小均为b 则下列说法中正确的有 题后总结 空间中磁场叠加 在某一点的磁感线方向也就是该点的磁感应强度的方向只有一个 即合磁场方向 应用平行四边形定则来求 1 两根通电的长直导线平行放置 电流分别为i1和i2 电流的方向如图所示 在与导线垂直的平面上有a b c d四点 其中a b在导线横截面连线的延长线上 c d在导线横截面连线的垂直平分线上 则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是 a a点b b点c c点d d点 解析 i1和i2的磁感线方向分别为逆时针和顺时针方向 那么c d两点的磁场方向不可能相反 由c d两点的磁感应强度不可能为零 故c d错误 当i1大于i2时 b点的磁感应强度可能为零 当i1小于i2时 a点的磁感应强度可能为零 选项a b正确 答案 ab 三 对磁通量的理解1 b s的含义 bs只适用于磁感应强度b与面积s垂直的情况 当s与垂直于b的平面间的夹角为 时 则有 bscos 可理解为 b scos 即 等于b与s在垂直于b方向上分量的乘积 也可理解为 bcos s 即 等于b在垂直于s方向上的分量与s的乘积 如图甲所示 2 面积s的含义s不一定是某个线圈的真正面积 而是线圈在磁场范围内的面积 如图乙所示 s应为线圈面积的一半 3 多匝线圈的磁通量多匝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 穿过线圈的磁感线条数相同 而磁感线条数可表示磁通量的大小 4 合磁通量求法若某个平面内有不同方向的磁场共同存在 当计算穿过这个面的磁通量时 先规定某个方向的磁通量为正 反方向的磁通量为负 平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的合磁通量 友情提示 1 磁通量是标量 其正 负值仅表示磁感线是正向还是反向穿过线圈平面 2 同一线圈平面 如果正向穿过平面的磁感线条数与反向穿过平面的条数一样多 则 0 矩形线圈abcd有n匝 面积大小为s 放在水平面内 加一个竖直向下的范围较大的匀强磁场 如图所示 磁感应强度为b 1 若线圈从图示位置绕ab边转过60 则穿过线圈的磁通量是多少 2 若线圈绕ab边转过180 则穿过线圈的磁通量是多少 思维点拨 解决此题应把握以下两点 1 明确磁感线方向与线圈平面的角度关系 2 求解磁通量变化时应考虑磁感线正穿和反穿的情况 自主解答 1 若线圈绕ab边转过60 可将s沿垂直于磁感线方向投影 如图所示 则此时穿过线圈abcd的磁通量为 bs cos60 bs 2 若线圈绕ab边转过180 则磁感应强度穿过线圈平面的反面 若取穿过线圈abcd正面的磁通量为正 则此时穿过线圈abcd的磁通量为 bs 2 如图所示 一球冠处于磁感应强度为b的匀强磁场中 若球冠的底面大圆半径为r 磁场方向与球冠底面垂直 则穿过整个球冠的磁通量为 a r2bb 大于 r2bc 小于 r2bd 不能确定 解析 球冠在磁场中的有效面积为s r2 所以磁通量 r2b 答案 a 如图所示 电流从a点分两路通过对称的环形分路汇合于b点 在环形分路的中心o处的磁感应强度a 垂直环形分路所在平面 且指向 纸内 b 垂直环形分路所在平面 且指向 纸外 c 在环形分路所在平面内指向bd 磁感应强度为零 解析 利用 微元法 把圆周上电流看成是无数段直导线电流的集合如右图所示 由安培定则可知在一条直径上的两个微元所产生的磁感应强度等大反向 由矢量叠加原理可知中心o处的磁感应强度为零 d正确 答案 d 磁铁放久了 其磁性将变弱 为了保持其磁性 我们需要给磁铁充磁 充磁的方式有两种 图甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中 图乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间 a b和c d接直流电源 下列接线正确的是 a a接电源正极 b接电源负极 c接电源正极 d接电源负极b a接电源正极 b接电源负极 c接电源负极 d接电源正极c a接电源负极 b接电源正极 c接电