几种常见的磁场新人教版选修3-1ppt课件.ppt

第三章 磁场 第三节 几种常见的磁场 1 1 知道什么叫磁感线 2 知道几种常见的磁场 条形磁铁 蹄形磁铁 直线电流 环形电流 通电螺线管 及所形成的磁感线分布的情况 会用安培定则判断直线电流 环形电流和通电螺线管的磁场方向 3 知道安培分子电流假说 并能解释有关现象 4 理解匀强磁场的概念 明确两种情形的匀强磁场 5 理解磁通量的概念并能进行有关计算 2 复习回顾 1 为描述磁场的强弱和方向 我们引入了什么物理量 磁感应强度B 2 电场线可以形象的描述电场强度E的大小和方向 那么我们怎样形象地描述磁感应强度的大小和方向呢 3 一 磁感线 将一个小磁针放在磁场中某一点 小磁针静止时 北极N所指的方向 就是该点的磁场方向 问题 磁场中各点的磁场方向如何判定呢 4 一 磁感线 如何形象地描述磁场中各点的磁场方向 磁感线是在磁场中画出一些有方向的曲线 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 1 定义 5 外部从N到S 内部从S到N形成闭合曲线 2 几种常见的磁场 1 条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线 条形磁铁 蹄形磁铁 6 直线电流 环形电流 通电螺线管的磁场磁感线分布有什么特点 它们遵循什么定则呢 安培定则 除了磁铁 直线电流 环形电流 通电螺线管的周围空间也能产生磁场 7 2 直线电流的磁场的磁感线 安培定则 1 右手握住导线 让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致 弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向 右手螺旋定则 表示垂直于纸面向里 表示垂直于纸面向外 8 3 环形电流的磁场的磁感线 安培定则 2 让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致 伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向 9 4 通电螺线管的磁场的磁感线 通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加 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 拇指所指的方向是螺线管内部的磁场的方向 10 3 磁感线的特点 1 磁感线是假想的 不是真实的 2 磁感线是闭合曲线 在磁体的外部磁感线由N极指向S极 在磁体的内部磁感线由S极指向N极 4 磁感线的疏密表示磁场的强弱 3 磁感线不能相交或相切 5 磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向 11 磁感线和电场线有何区别和相似 1 电场线是电场的形象描述 而磁感线是磁场的形象描述 2 电场线不是闭合曲线 有始终 而磁感线是闭合曲线 3 切线方向均表示该点方向 4 疏密程度均表示强弱 大小 12 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 AD 13 BC 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 14 如图 当电流通过线圈时 磁针A的N极指向哪里 磁针B的N极指向哪里 I A B 磁针A的N极指向外 磁针B的N极指向里 15 二 安培分子电流假说 1 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 它的两侧相当于两个磁极 分子电流实际上是由核外电子绕核运动形成的 16 分子电流假说对磁化和去磁现象的解释 1 一根软铁棒在未被磁化时 内部各分子电流的取向是杂乱无章的 它们的磁场互相抵消 对外界不显磁性 2 当软铁棒受到外界磁场的作用时 各分子电流的取向变得大致相同 软铁棒就被磁化了 两端对外界显示出较强的磁作用 形成磁极 3 磁体受到高温或猛烈敲打时 会失去磁性 这是因为激烈的热运动或机械振动 使各分子电流的取向变得杂乱了 17 N S 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 磁化 退磁 18 安培分子电流假说意义 1 成功的解释了磁化现象和磁体消磁现象 2 安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系 3 安培的分子电流假说揭示了磁性的起源 认识到磁体的磁场和电流的磁场一样 都是由运动的电荷产生的 19 关于磁现象的电本质 下列说法中正确的是 A 磁与电紧密联系 有磁必有电 有电必有磁B 不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动C 永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的D 根据安培假说可知 磁体内分子电流总是存在的 因此任何磁体都不会失去磁性 B 20 一根软铁棒在磁场中被磁化 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变得杂乱无章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 D 21 假设地球的磁场是由于地球带某种电荷而又绕地轴自转产生的 你认为地球带有何种电荷 带负电荷 22 三 匀强磁场 磁场强弱 方向处处相同的磁场 磁感线分布特点 匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线 常见的匀强磁场 1 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 23 四 磁通量 定义 在磁感应强度为B的匀强磁场当中 有一个与磁场方向垂直的平面S B和S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量 简称磁通 公式 BS 单位 在SI制中是韦伯 简称韦 符号Wb 1Wb 1T m2 24 3 物理意义 磁通量表示穿过这个面的磁感线条数 4 是标量 但有正负 正负表示方向 若取某方向穿入平面的磁通量为正 则反方向穿入该平面的磁通量为负 若在某个面积上有方向相反的磁场通过 求磁通量时 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 6 磁通密度 B S表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量 1T 1Wb m2 1N A m 25 对公式的理解 BS 1 B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度 2 公式只适用于S B 若S与B不垂直 则S为垂直与磁场方向的投影面积 当磁场B S垂直 磁通量最大 BS 当B S时 磁通量最小 0 当磁场B与面积S不垂直 BS s s 26 面积S 0 5m2的闭合金属圆线圈处于磁感应强度B 0 4T的匀强磁场中 当磁场与环面垂直时 穿过环面的磁通量是 当金属圆环转过90 环面与磁场平行时 穿过环面的磁通量是 0 2Wb 0 习题练习 27 如图 线圈平面与水平方向成 角 磁感应线竖直向下 设匀强磁场的磁感应强度为B 线圈面积为S 则 BScos