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第三节几种常见的磁场 物理选修3 1 复习提问 3 在学习电场时为了形象的描述电场强度E的大小和方向 我们引入了什么 2 磁场中各点的磁场方向如何判定呢 4 如何形象地描述磁场中各点的磁场方向 1 为描述磁场的强弱和方向 我们引入了什么物理量 磁感线 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点的磁感应强度的方向一致 磁感线 理想化的模型 1 磁感线是假想的 不是真实的 2 磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向 3 磁感线是闭合曲线 磁体的外部N S 内部S N4 磁感线的疏密表示磁场的强弱 5 磁感线不能相交或相切 思考 磁铁和电流都能产生磁场 它们的磁场是否有什么联系 磁感线的特点 几种常见磁场磁感线分布 外部 N S 蹄形磁铁 条形磁铁 安培定则 用右手握住导线 让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致 弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向 直线电流的磁场的磁感线 内密外疏 纵截面图 横截面图 直线电流的磁场的磁感线 内密外疏 环形电流周围磁感线 安培定则 让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致 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 横截面图 纵截面图 环形电流周围磁感线 通电螺旋管周围磁感线 等效 安培定则 用右手握住螺旋管 让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致 大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向 大拇指指向螺旋管北极 通电螺旋管周围磁感线 常见的磁场 永久性磁体的磁场 直线电流的磁场 环形电流的磁场 通电螺线管的磁场 思考 磁铁和电流都能产生磁场 它们的磁场是否有什么联系 安培分子电流假说 3 磁现象的电本质 磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的 1 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 分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体 它的两侧相当于两个磁极 2 安培分子电流假说对一些磁现象的解释 未被磁化的铁棒 磁化后的铁棒 1 磁场强弱 方向处处相同的磁场2 匀强磁场的磁感线 是一组相互平行 方向相同 疏密均匀的直线 匀强磁场 3 常见的匀强磁场 相隔很近的两个异名磁极之间的磁场 2 通电螺线管内部的磁场 3 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 1 定义 在磁感应强度为B的匀强磁场中 有一个与磁场方向垂直的平面 面积为S 我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量 简称磁通 用字母 表示磁通量 2 在匀强磁场中 公式为 BS S 表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面 磁通量 BS BScos 4 磁通量是标量 但有正负 若在某个面积有方向相反的磁场通过 求磁通量 应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量 即应求该面积各磁通量的代数和 5 物理意义 磁通量表示穿过这个面的磁感线条数 磁通量 例题1 关于磁场和磁感线的描述 下列哪些是错误的 A 磁感线的箭头指向就是磁场的方向 B 磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止 C 两条磁感线的空隙处不存在磁场 D 两条磁感线不可能相交 答案 ABC 例题2 下列各种说法中 正确的是 A 磁通量很大 而磁感应强度可能很小 B 磁感应强度越大 磁通量也越大 C 磁通量小 一定是磁感应强度小 D 磁感应强度很大 而磁通量可能为零 答案 AD BS 1 在图中 已知磁场的方向 试画出产生相应磁场的电流方向 X 2 如图所示 一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方 并与磁针指向平行 能使小磁针的N极转向读者 那么这束带电粒子可能是 A 向右飞行的正离子束B 向左飞行的正离子束C 向右飞行的负离子束D 向左飞行的负离子束 BC 3 如图所示 两个同心放置的共面金属圆环a和b 一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直 则穿过两环的磁通量 a和 b大小关系为 A 均向上 a bB 均向下 a C 均向上 a bD 均向下 无法比较 A 4 如图所示 当开关闭合时 1 判断通电螺线管的磁极 2 指出每个小磁针的N S极 N S 5 如图所示 一矩形线框 从 abcd位置移动到a b c d 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 a d c b a b d c D 1 磁感线 在磁场中假想出的一系列曲线 磁感线上任意点的切线方向与该点的磁场方向一致 小磁针静止时N极所指的方向 磁感线的疏密程度表示磁场的强弱 2 常见的磁场永磁体的磁场三种电流的磁场3 分子电流假说任何物质的分子中都存在环形电流 分子电流 分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体 磁现象的电本质4 匀强磁场 磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场 5 我们将磁感应强度B与面积S的乘