电流周围的磁场梁(几种常见的磁场)

阿尔法磁谱仪 阿尔法磁谱仪中国 心 3 3几种常见的磁场 停止 新课标人教版选修3 1 第三章磁场 复习 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 一 磁感线1 磁感线 在磁场中画出一系列有方向的闭合曲线 从N极出来到S极进去 且使曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向 也就是在该点放上小磁针 静止时N极的指向或N极的受力方向 探究实验 把铁屑撒在磁体周围 观察铁屑形成的图案 在磁体外 磁感线都是由N极出发 进入S极 在磁体内部磁感线由S极指向N极 几种常见磁场磁感线分布 同名磁极异名磁极 磁感线是假想的 磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向 磁感线的疏密表示磁场的强弱 磁感线不相交 磁感线都是闭合曲线 磁感线特点 电流的磁效应 电流周围产生磁场 奥斯特发现 探究实验 通电直导线周围的磁感线分布 实验器材 铁屑 小磁针 学生电源 直导线 探究目的 探究某一垂直于直线电流平面内磁感线的分布 探究方案中需要解决的问题 1 如何模拟磁场分布2 如何显示磁场的方向3 如何改变磁场的方向 直线电流的磁场 二 电流的磁场 若改变电流的方向 电流周围的磁感线的方向又如何呢 直线电流的磁感线 安培定则 也叫右手螺旋定则 用右手握住导线 让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致 弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向 电流磁场 直线电流的磁场的几种表示图 横截面 俯视 图 I 纵截面 平视 图 磁感线分布 立体 图 从箭尾看 从箭头看 I 特点 距离通电导线相同距离位置 磁感应强度大小相等距离通电导线越近磁场越强 越远磁场越弱 环形电流的磁场 安培定则 右手螺旋定则 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 环形电流周围磁感线 环形电流的磁场可等效为小磁针或条形磁铁 环形电流的磁场几种图 例1 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 磁针A的N极指向外 磁针B的N极指向里 通电螺线管的磁场 通电螺旋管周围磁感线 等效 N 判断方法 用环形电流的安培定则 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 通电螺线管磁场的几种图 例2 如图所示 a b c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方 管内和右侧 当这些小磁针静止时 小磁针N极的指向是 A a b c均向左B a b c均向右C a向左 b向右 c向右D a向右 b向左 c向右 C 小结安培定则 内容分三种不同情况 1 直线电流 伸直大拇指与 方向一致弯曲四指指的方向就是 的方向2 环形电流 右手弯曲的四指与环形电流的方向一致伸直的大拇指所指的方向就是 磁感线的方向的方向 3 通电螺线管 类似环形电流 条形磁铁 电流 磁感线环绕 环形导线轴线上 随堂练习 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 4 在图a 图b中 已知磁场的方向 试画出产生相应磁场的电流方向图c中 已知电流的方向 画出磁场的方向图d中 画出电流的绕向 三 常见的匀强磁场 相隔很近的两个异名磁极之间的磁场 磁场强弱 方向处处相同 匀强磁场的磁感线是间距相等的平行直线 通电螺线管内部的磁场 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 猜一猜 它们怎么长的这么像 可能有什么内在联系吧 1 通电螺线管磁感线与条形磁铁磁感线极为相似 2 环形电流与通电螺线管的关系 3 电流的形成是电荷的定向移动 1 内容 在原子 分子等物质微粒的内部 存在着一种电流 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 四 安培分子电流假说 未被磁化的铁棒 磁化后的铁棒 安培分子电流假说 2 应用 解释磁现象 安培 你知道怎样退磁吗 3 意义 1 成功解释磁化和消磁现象 3 揭示了电和磁的本质联系磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的 2 揭示了磁性的起源 安培分子电流假说 2 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 3 根据安培假说的物理思想 磁场来源于运动电荷 如果用这种思想解释地球磁场的形成 根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实 那么由此推断 地球上总体应该是 A 带负电B 带正电C 不带电D 不能确定 A 提高训练 1 如图所示 在三维直角坐标系中 若一束电子沿y轴正向运动 则由此产生的在z轴上A点和x轴上B点的磁场方向是 A A点磁场沿x轴正方向 B点磁场沿z轴负方向B A点磁场沿x轴负方向 B点磁场沿z轴正方向C A点磁场沿z轴正方向 B点磁场沿x轴负方向D A点磁场沿x轴正方向 B点磁场沿z轴正方向 A BC 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 3 如图为通电螺线管的纵剖面图 和 分别表示导线中电流垂直纸面流进和流出 图中四个小磁针 涂黑的一端为N极 静止时的指向肯定画错的是 A aB bC cD d B 5 如图所示 在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线 四根导线中电流I1 I3 I2 I4 要使0点处磁场增强 则应切断哪一根导线中的电流 A 切断I1B 切断I2C 切断I3D 切断I4 D 6 如图所示 两根非常靠近且互相垂直的长直导线 当通以如图所示方向的电流时 电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的 A 区域IB 区域 C 区域 D 区域 A 四 磁通量 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积 当B S时 磁通量最小 0 当磁场B与面积S不垂直 BS 3 单位 在SI制中是韦伯 简称韦 符号Wb1Wb 1T m24 磁通量是有正负的 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 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 思考1 哪些情况可以引起磁通量的变化 思考2 如上图 若磁感应强度为B 面积为S 则以cd为轴转过900 磁通量变化量为多少 转过1800磁通量变化量是多少 转过3600磁通量变化量为多少 例1 如图 线圈平面与水平方向成 角 磁