2011高考物理一轮复习 10.1 磁场基本性质总教案

磁场基本性质磁场基本性质 一 磁场的描述一 磁场的描述 1 磁场的物质性 磁场的物质性 与电场一样 也是一种物质 是一种看不见而又客观存在的特殊物质 存在于 磁体 通电导线 运动电荷 变化电场 地球的 周围 2 基本特性 基本特性 对放入其中的 磁极 电流 运动的电荷 有力的作用 它们的相互作用通过磁场发生 3 方向规定 方向规定 磁感线在该点的切线方向 磁场中任一点小磁针北极 N 极 的受力方向 小磁针静止时 N 的指向 为该处的磁场方向 对磁体 外部 N S 内部 S N 组成闭合曲线 这点与静电场电场线 不成闭合曲线 不同 用安培左手定则判断 4 磁感线 磁感线 电场中引入电场线描述电场 磁场中引入磁感线描述磁场 定义 磁场中人为引入的一系列曲线来描述磁场 曲线的切线表示该位置的磁场方向 其蔬密表 示磁场强弱 物理意义 描述磁场大小和方向的工具 物理摸型 磁场是客观存在的 磁感线是一种工具 不能认为有 无 磁感线的地方有 无 磁场 5 磁场的磁场的 1 永磁体永磁体 条形 蹄形 2 通电导线通电导线 有各种形状 直 曲 环形电流 通电螺线管 3 地球磁场球磁场 和条形磁铁相似 有三个特征 磁极位置 赤道处磁场特点 南北半球磁场方向 地磁的 N 极的地理位置的南极 地磁 B 水平分量 南 北 坚直分量 南半球 垂直地面而上向 北半球 垂直地面而 向下 在赤道平面上 距地球表面相等的各点 磁感强度大小相等 方向水平向北 4 变化的电场变化的电场 后面再讲法拉第电磁感应定律和电磁波 二 电流磁场的方向叛断 安培右手定则 重点 二 电流磁场的方向叛断 安培右手定则 重点 直 环 通电螺线管 直 环 通电螺线管 一定要熟悉五种典型磁场的磁感线空间分布 正确分析解答问题的关健 脑中要有各种磁源产生的磁感线的立体空间分布观念 会从不同的角度看 画 识 各种磁感线分布 图 能够将磁感线分布的立体 空间图转化成不同方向的平面图 正视 符视 侧视 剖视图 三 磁现象的电本质 磁产生的实质 后面讲到光现象的电本质三 磁现象的电本质 磁产生的实质 后面讲到光现象的电本质 安培分子环型电流假说安培分子环型电流假说 分子 原子等物质的微粒内部存在一种环形电流 叫分子电流 这种环 形电流使得每个物质微粒成为一个很小的磁体 这就是安培分子电流假 说 它能解释各种磁现象解释各种磁现象 软铁棒的磁化 高温 猛烈的搞击而失去磁性等 本质 本质 磁体 电流 运动电荷 的磁场都是由运动电荷产生的 并通过磁场相互作用的 任何磁现象的出现都以任何磁现象的出现都以 电荷的运动电荷的运动 有形无形有形无形 为基础 为基础 一切磁现象归结为 运动电荷 或电流 之间通过磁场发生相互作用 电本质 实质为运动电荷 成形电流 静止的电荷在磁场中不会受到磁场力 有磁必有电 对 有 电必有磁 错 实验 实验 奥斯特沿南北方向放置的导线下面放置小磁针 导线通电后 小磁针发生偏转 罗兰实验 罗兰实验 把大量的电荷加在橡胶盘上 然后使盘绕中心轴线转动 如图 在盘在附近用小 磁针来检验运动电荷产生的磁场 结果发现 带电盘转动时 小磁针发生了偏转 而且改变转盘方向 小磁针偏转方向也发生转变 此实验说明 电荷运动时产生磁场 即磁场是由运动电荷产生 即 一切磁场都来源于运动电荷 揭示 了磁现象的电本质 四 磁感线四 磁感线 为了描述磁场的强弱与方向 人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线 1 疏密表示磁场的强弱 2 每一点切线方向表示该点磁场的方向 也就是磁感应强度的方向 3 是闭合的曲线 在磁体外部由 N 极至 S 极 在磁体的内部由 S 极至 N 极 磁线不相切不相交 4 匀强磁场的磁感线平行且距离相等 没有画出磁感线的地方不一定没有磁场 5 安培定则 姆指指向电流方向 四指指向磁场的方向 注意这里的磁感线是一个个同心圆 每点磁场方向 是在该点切线方向 熟记常用的几种磁场的磁感线 熟记常用的几种磁场的磁感线 两个重要概念 磁感强度两个重要概念 磁感强度 B 磁通量 磁通量 磁感强度磁感强度 B 从力的角度描述磁场性质 磁通量磁通量 从能量角度描述磁场 的性质 一 磁感应强度一 磁感应强度 1 磁场的最基本的性质 磁场的最基本的性质 对放入其中的 磁极 电流 运动的电荷 有力的作用 都称为磁场力 I B 时 F最 大 BIL I B 时 F 0 2 定义定义 B 注意情境和条件 当当 I B 时时 B L I F 矢量 F B 和 I 构成的平面 即既 F B 也 F I 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力 F 跟电流强度 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值 叫做通电导线所在处的磁感应强度 当面积当面积 S B 时时 B S 单位面积的磁感线条数 B 的蔬密反映磁场的强弱 注意 注意 磁场某位置 B 的大小 方向是客观存在的 是磁场本身特性的物理量 与 I 大小 导线的长短 受力 都无关 即使导线不载流 B 照样存在 表示磁场强弱的物理量 是矢量 表示磁场强弱的物理量 是矢量 大小大小 B F IL 电流方向与磁感线垂直时的公式 方向方向 左手定则 是磁感线的切线方向 是小磁针 N 极受力方向 是小磁针静止时 N 极的指向 不 是导线受力方向 不是正电荷受力方向 也不是电流方向 单位单位 牛 安米 也叫特斯拉 国际单位制单位符号 T 点定点定 B 定定 B 只与产生磁场的源及位置有关 就是说磁场中某一点定了 则该处磁感应强度的大小 与方向都是定值 匀强磁场匀强磁场的磁感应强度处处相等 磁场的叠加磁场的叠加 空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场 则该点的磁感应强度是各电流 或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和 满足矢量运算法则 典型的比值定义 B L I F B k 2 r I E q F E k 2 r Q u q w ba q W 0A A R I u R S L C u Q C dk 4 s 磁感强度 B B L I F B S qBv m R v2 R qB mv B qR mv qBv qe B v E v d u dv u E BLv B Lv E B k 2 r I 直导体 B NI 螺线管 匀强磁场 匀强磁场 是最简单 同时也是最重要的磁场 大小相等方向处处相同 用平行等间距的 直线来表示 分布地方 异名磁极间 边缘除外 通电螺线管内部 二 二 磁通量磁通量 与磁通密度与磁通密度 分析法拉第电磁感应的基础 1 磁通量磁通量 概念 磁感应强度 B 与垂直磁场方向的面积 S 的乘积叫穿过这个面积的磁通量 B S 若面积若面积 S 与与 B 不垂直不垂直 应以 B 乘以 S 在垂直磁场方向上的投影面积 S 即 B S B Scos 磁通量的物理意义磁通量的物理意义 穿过某一面积的磁感线条数 也叫做穿过这个面积的磁通量 是标量 说明 说明 对某一面积的磁通量 一定要指明磁通量 一定要指明 是哪一个面积的 方向如何是哪一个面积的 方向如何 2 磁通密度磁通密度 B 垂直磁场方向穿过单位面积磁力线条数 即磁感应强度 是矢量 3 在匀强磁场中求磁通量类型求磁通量类型有 公式的适用条件 1 当面积当面积 S B 时时 BS 单位 韦伯 Wb T m2 2 S B 时时 0 3 B 与与 S 不垂直不垂直 应该为 B 乘以 S 在磁场垂直方向上投影的面积 B S影 BSCos 为 B 与投 影面的夹角 说明 说明 计算平面在匀强磁场中的 一定要明确 面积的 方向如何 没有指明那一面积的