高中物理课件--几种常见的磁场.ppt

1、名师课堂名师课堂一点通一点通第第三三章章磁磁场场新知预习新知预习巧设计巧设计要点一要点一要点二要点二第第3 3节节几几种种常常见见的的磁磁场场创新演练创新演练大冲关大冲关随堂检测归纳小结随堂检测归纳小结课下作业综合提升课下作业综合提升要点三要点三1知道磁感线的概念和用途，能正确知道磁感线的概念和用途，能正确 区分几种常见磁场的磁感线分布。区分几种常见磁场的磁感线分布。2会用安培定则判断电流磁场的会用安培定则判断电流磁场的 方向，了解分子电流假说。方向，了解分子电流假说。3了解磁通量的概念，并会求它了解磁通量的概念，并会求它 的大小及变化量。的大小及变化量。读教材读教材填要点填要点 1磁感线磁感

2、线 (1)定义：在磁场中画出的一些有方向的曲线，使这些定义：在磁场中画出的一些有方向的曲线，使这些曲线上每一点的切线方向都跟这点的曲线上每一点的切线方向都跟这点的 的方向的方向一致，这样的曲线就叫磁感线。一致，这样的曲线就叫磁感线。磁感应强度磁感应强度 (2)特点：特点：每一点的切线方向就是该点的每一点的切线方向就是该点的 方向。方向。疏密表示磁场的强弱，磁感线疏密表示磁场的强弱，磁感线 的地方磁场强，的地方磁场强，反之磁场弱。反之磁场弱。任何两磁感线不相交、不相切、不中断。任何两磁感线不相交、不相切、不中断。磁场磁场密密 任何一条磁感线均为闭合曲线，在磁体外部由任何一条磁感线均为闭合曲线，在

3、磁体外部由 ，在磁体内部由，在磁体内部由 。磁感线是一种理想化模型，实际并不存在。磁感线是一种理想化模型，实际并不存在。SNNS 2几种常见电流的磁场几种常见电流的磁场 (1)通电直导线的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指通电直导线的磁场：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的环绕方向。磁感线的环绕方向。(如图如图331甲甲)(2)通电环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与环形电通电环形电流的磁场：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流的方向一致，伸直的拇指所指的方向

4、就是环形导线轴线上磁感线的方向。上磁感线的方向。(如图如图331乙乙)(3)通电螺线管的磁场：通电螺线管的磁场：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向跟电流的方用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说，拇指指向通电螺线管的北极，如图就是说，拇指指向通电螺线管的北极，如图331丙。丙。图图331 关键一点关键一点直线电流的磁场无磁极，磁场强弱与距直线电流的磁场无磁极，磁场强弱与距导线的距离有关，距导线越远，磁场越弱。导线的距离有关，距导线越远，磁场越弱。3安培分子电流假说安培分子

5、电流假说 (1)内容：安培认为：在原子、分内容：安培认为：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种子等物质微粒的内部，存在着一种 电流电流分子电流。分子电流分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的使每个物质微粒都成为微小的 ，它的两侧相当于两个它的两侧相当于两个 。(如图如图332所示所示)环形环形磁体磁体磁极磁极图图332 磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向子电流的取向 ，它们的磁场互相抵消，对外不，它们的磁场互相抵消，对外不显显 ；当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流；当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得

6、取向变得 ，两端对外界显示较强的磁作用，形，两端对外界显示较强的磁作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了。成磁极，软铁棒就被磁化了。杂乱无章杂乱无章磁性磁性大致相同大致相同(2)对磁现象的解释：对磁现象的解释：磁体的消磁：磁体受到磁体的消磁：磁体受到 或猛烈敲击时，即在或猛烈敲击时，即在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流取向又变激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流取向又变得得 ，磁体磁性，磁体磁性 。关键一点关键一点分子电流假说揭示了电和磁的本质联系，分子电流假说揭示了电和磁的本质联系，指出了磁性的起源：一切磁现象都是由运动的电荷产生的。指出了磁性的起源：一切磁现象都是由运动的电荷产生的。高温

7、高温杂乱无章杂乱无章消失消失4匀强磁场匀强磁场(1)定义：磁感应强度的定义：磁感应强度的 处处相同的磁场。处处相同的磁场。(2)磁感线的特点：间隔相同的磁感线的特点：间隔相同的 。强弱、方向强弱、方向平行直线平行直线 5磁通量磁通量 (1)在磁感应强度为在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方的匀强磁场中，有一个与磁场方向向 的平面的平面S，B和和S的乘积，叫做穿过这个面积的磁的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通。通量，简称磁通。垂直垂直BS磁通密度磁通密度 关键一点关键一点磁通量为零时，磁感应强度不一定为磁通量为零时，磁感应强度不一定为零，但是若该区域无磁场即零，但是若该区域无磁场

8、即B0，则磁通量一定为零。，则磁通量一定为零。试身手试身手夯基础夯基础 1下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是 ()A磁感线可以形象地描述各点磁场的方向磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B磁感线是磁场中客观存在的线磁感线是磁场中客观存在的线C磁感线总是从磁铁的磁感线总是从磁铁的N极出发，到极出发，到S极终止极终止D实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线解析：解析：磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但它不磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但它不是客观存在的线，可用细铁屑模拟。在磁铁外部磁感线由是客观存在的线，可用细铁屑模拟

9、。在磁铁外部磁感线由N极到极到S极，但内部是由极，但内部是由S极到极到N极，故只有极，故只有A正确。正确。答案：答案：A2磁感线是磁场中具有磁感线是磁场中具有_的曲线，磁感线上每一点的曲线，磁感线上每一点的切线方向为该点的切线方向为该点_方向，磁感线实际不存在。方向，磁感线实际不存在。答案：答案：方向磁场方向磁场3匀强磁场是匀强磁场是_、_处处相同的磁场。距处处相同的磁场。距离很近的两个异名磁极之间的磁场，相隔适当距离的离很近的两个异名磁极之间的磁场，相隔适当距离的两个平行放置的两个平行放置的_，其中间区域的磁场都是匀，其中间区域的磁场都是匀强磁场。强磁场。答案：答案：强弱方向通电线圈强弱方向

10、通电线圈4如图如图333所示，一个矩形线圈与通所示，一个矩形线圈与通有相同大小电流的两根平行直导线在有相同大小电流的两根平行直导线在同一平面且处于两条导线的中央，同一平面且处于两条导线的中央，则则()A两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零B两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零图图333C两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都为零两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都为零D因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过 线圈的磁通量是否为零线圈的磁通量是否为零解析：解析：两电流同向时，一根导

11、线在线圈中产生向里的磁通量，两电流同向时，一根导线在线圈中产生向里的磁通量，另一根产生的磁通量向外，二者大小相等，相互抵消，故合磁另一根产生的磁通量向外，二者大小相等，相互抵消，故合磁通量为零。电流反向时，两电流产生的磁通量均向里或均向外，通量为零。电流反向时，两电流产生的磁通量均向里或均向外，合磁通量不为零，由于线圈放置位置具有对称性，虽然电流产合磁通量不为零，由于线圈放置位置具有对称性，虽然电流产生的磁场不是均匀的，但穿过线圈的两个方向的磁感线的条数生的磁场不是均匀的，但穿过线圈的两个方向的磁感线的条数是相同的，所以本题只有是相同的，所以本题只有A正确。正确。答案：答案：A 两种线两种线比

12、较内容比较内容磁感线磁感线电场线电场线相相似似点点引入目的引入目的 形象描述场而引入的假想线，实际不存在形象描述场而引入的假想线，实际不存在疏密疏密表示场的强弱表示场的强弱切线方向切线方向场的方向场的方向相交相交不能相交不能相交(电场中无电荷空间不相交电场中无电荷空间不相交)不同点不同点闭合曲线闭合曲线起始于正电荷，终止起始于正电荷，终止于负电荷于负电荷名师点睛名师点睛(1)从电场、磁场的概念理解两种场线的相似点：从电场、磁场的概念理解两种场线的相似点：矢量性矢量性线的切线；强弱线的切线；强弱线的疏密；线的疏密；方向的唯一性方向的唯一性空间任一点场线不相交。空间任一点场线不相交。(2)从两种场

13、线的区别理解两种场的区别：从两种场线的区别理解两种场的区别：电场线电场线电荷有正、负电荷有正、负电场线有始终；电场线有始终；磁感线磁感线N、S极不可分离极不可分离磁感线闭合。磁感线闭合。1关于磁感线的性质和概念，下面说法正确的是关于磁感线的性质和概念，下面说法正确的是()A磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度的磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度的方向方向 B磁场中任意两条磁感线均不相交磁场中任意两条磁感线均不相交 C铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线 D磁感线总是从磁体的磁感线总是从磁体的N极指向极指向S极极 解析解析磁感应强度的方向就是磁场的方向，

14、磁感线磁感应强度的方向就是磁场的方向，磁感线的切线方向就是磁场方向，因此选项的切线方向就是磁场方向，因此选项A是正确的。两条磁是正确的。两条磁感线相交就说明在两线相交处有两个切线方向，即两个磁感线相交就说明在两线相交处有两个切线方向，即两个磁感应强度方向，这是不可能的，磁场中某点磁感应强度是感应强度方向，这是不可能的，磁场中某点磁感应强度是唯一确定的，磁感应强度的方向也只有一个，因此两条磁唯一确定的，磁感应强度的方向也只有一个，因此两条磁感线不能相交，选项感线不能相交，选项B是正确的。磁感线是为形象描述磁是正确的。磁感线是为形象描述磁场的磁感应强度分布而画出的一簇簇曲线，不是真实存在场的磁感应

15、强度分布而画出的一簇簇曲线，不是真实存在的，而铁屑的分布曲线只能证明用磁感线描述磁场的，而铁屑的分布曲线只能证明用磁感线描述磁场的方法是正确的，铁屑本身不是磁感线，选项的方法是正确的，铁屑本身不是磁感线，选项C是错误的。是错误的。在通电螺线管内部、在条形磁体内部的磁感线应是从在通电螺线管内部、在条形磁体内部的磁感线应是从S极极指向指向N极，选项极，选项D错误。错误。答案答案AB安培定则安培定则立体图立体图横截面图横截面图纵截面图纵截面图直直流流电电流流 以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱疏，磁场越弱安培定则安培定则立体图立体图横

16、截面图横截面图纵截面图纵截面图环环形形电电流流内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏安培定则安培定则立体图立体图横截面图横截面图纵截面图纵截面图通通电电螺螺线线管管内部为匀强磁场且比外部强，方向由内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向极指向N极，极，外部类似条形磁铁，由外部类似条形磁铁，由N极指向极指向S极极 名师点睛名师点睛 (1)环形电流的磁场，两侧是环形电流的磁场，两侧是N极和极和S极，离圆环中心越远磁极，离圆环中心越远磁场越弱。场越弱。(2)通电螺线管的磁场外部与条形磁铁外部的磁场相同，两通电螺线管的磁场外部与条形磁铁外部的磁场相同，两端分别是端分别

17、是N极和极和S极，管内是匀强磁场，方向由极，管内是匀强磁场，方向由S极指向极指向N极。极。2电路没接通时三个小磁针方向如图电路没接通时三个小磁针方向如图334所示，所示，试确定电路接通后三个磁针的转向及最后的指向。试确定电路接通后三个磁针的转向及最后的指向。图图334 思路点拨思路点拨本题考查怎样运用安培定则确定磁场本题考查怎样运用安培定则确定磁场方向，解题时需注意：方向，解题时需注意：(1)正确画出电流的磁场。正确画出电流的磁场。(2)小磁小磁针针N极受安培力的方向。极受安培力的方向。解析解析接通电路后，螺线管的接通电路后，螺线管的磁场为：内部从左指向右，外部从右磁场为：内部从左指向右，外部

18、从右指向左，如图所示，故小磁针指向左，如图所示，故小磁针1逆时逆时针转动，小磁针针转动，小磁针3顺时针转动，小磁针顺时针转动，小磁针2基本不动。基本不动。答案答案小磁针小磁针1逆时针转动，小磁针逆时针转动，小磁针3顺时针转动，顺时针转动，小磁针小磁针2基本不动。最后指向如解析图所示。基本不动。最后指向如解析图所示。放置在螺线管内的小磁针受力方向按磁感线方向判放置在螺线管内的小磁针受力方向按磁感线方向判断，不能根据螺线管的极性判断。断，不能根据螺线管的极性判断。1物理意义物理意义 穿过某一面的磁感线条数，且为穿过平面的磁感线穿过某一面的磁感线条数，且为穿过平面的磁感线的净条数。的净条数。2公式：

19、公式：BS (1)公式运用的条件：公式运用的条件：匀强磁场；磁感线与平面垂直。匀强磁场；磁感线与平面垂直。(2)在匀强磁场在匀强磁场B中，若磁感线中，若磁感线与平面不垂直，公式与平面不垂直，公式BS中的中的S应为平面在垂直于磁感线方向上应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。的投影面积。BScos 式中式中Scos 即为面积即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，在垂直于磁感线方向的投影，我们称为我们称为“有效面积有效面积”(如图如图335所示所示)。图图335 3磁通量是标量，但有正、负之分磁通量是标量，但有正、负之分 磁通量的正、负既不表示大小，也不表示方向，仅表磁通量的正、负既不表示大小，也

20、不表示方向，仅表示磁感线是怎么穿过某一平面的，若规定磁感线向里穿过示磁感线是怎么穿过某一平面的，若规定磁感线向里穿过某一平面的磁通量为正，则向外为负。所求磁通量为正、某一平面的磁通量为正，则向外为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线条数的代数和。反两面穿入的磁感线条数的代数和。名师点睛名师点睛磁通量是针对某个面来说的，与给定磁通量是针对某个面来说的，与给定的线圈的匝数多少无关。的线圈的匝数多少无关。3如图如图336所示，框架面积为所示，框架面积为S，框架平面与磁，框架平面与磁感应强度为感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为为_。若使框架绕。

21、若使框架绕OO轴转过轴转过30角，则穿过框架角，则穿过框架平面的磁通量为平面的磁通量为_；若从初始位置转过；若从初始位置转过90角，则角，则穿过框架平面的磁通量为穿过框架平面的磁通量为_；若从初始位置转过；若从初始位置转过180角，则穿过框架平面的磁通量的变化是角，则穿过框架平面的磁通量的变化是_。图图336审题指导审题指导解答本题时应把握以下两点：解答本题时应把握以下两点：(1)明确磁感线方向与平面的关系。明确磁感线方向与平面的关系。(2)明确磁感线穿过平面的方向。明确磁感线穿过平面的方向。(4)从初始位置转过从初始位置转过180的过程中：规定初始位置时的过程中：规定初始位置时穿过方向为正，

22、则穿过方向为正，则1BS，2BS，故故212BS。对磁通量的问题求解注意以下三方面：对磁通量的问题求解注意以下三方面：(1)明确磁感线的方向与平面的关系；明确磁感线的方向与平面的关系；(2)明确磁感线的穿过方向，即明确其正负；明确磁感线的穿过方向，即明确其正负；(3)注意是什么因素变化引起的磁通量的变化。注意是什么因素变化引起的磁通量的变化。1(对应要点一对应要点一)关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是正关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是正确的确的 ()A磁感线从磁体的磁感线从磁体的N极出发到磁体的极出发到磁体的S极终止极终止B自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其自由转动的小磁针放在通电螺线管

23、内部，其N极指极指 向螺线管的北极向螺线管的北极C磁感线的方向就是磁场方向磁感线的方向就是磁场方向D两条磁感线的空隙处不存在磁场两条磁感线的空隙处不存在磁场解析：解析：磁感线与电场线不同，它是一条闭合曲线，在磁体的磁感线与电场线不同，它是一条闭合曲线，在磁体的外部由外部由N极到极到S极，而在磁体的内部则由极，而在磁体的内部则由S极到极到N极，故选项极，故选项A是不正确的。是不正确的。螺线管内部的磁感线和条形磁铁相似，是由螺线管内部的磁感线和条形磁铁相似，是由S极到极到N极的，即极的，即磁场方向也是从磁场方向也是从S极指向极指向N极，所以放置其中的小磁针极，所以放置其中的小磁针N极必极必然是指向

24、磁场方向，即螺线管的北极。故选项然是指向磁场方向，即螺线管的北极。故选项B正确。正确。只有磁感线是直线时，磁感线的方向才与磁场方向一致；只有磁感线是直线时，磁感线的方向才与磁场方向一致；如果磁感线是曲线，那么，某点的磁场方向是用该点的切如果磁感线是曲线，那么，某点的磁场方向是用该点的切线方向来表示的，所以选项线方向来表示的，所以选项C不正确。不正确。磁感线是为研究问题方便而假想的曲线。磁场中磁感线有磁感线是为研究问题方便而假想的曲线。磁场中磁感线有无数条，故提出两条磁感线之间是否有空隙、是否存在磁无数条，故提出两条磁感线之间是否有空隙、是否存在磁场等类似的问题是毫无意义的。故选项场等类似的问题

25、是毫无意义的。故选项D不正确。不正确。答案：答案：B2(对应要点二对应要点二)如图如图337所示，所示，a、b是直线电流的磁是直线电流的磁场，场，c、d是环形电流的磁场，是环形电流的磁场，e、f是螺线管电流的磁是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线的方向。场，试在各图中补画出电流方向或磁感线的方向。图图337解析：解析：根据安培定则，可以确定根据安培定则，可以确定a中电流方向垂直纸面向中电流方向垂直纸面向里，里，b中电流的方向自下而上，中电流的方向自下而上，c中电流方向是逆时针，中电流方向是逆时针，d中磁感线的方向向下，中磁感线的方向向下，e中磁感线方向向左，中磁感线方向向左，f

26、中磁感线的中磁感线的方向向右。方向向右。答案：答案：见解析见解析3(对应要点三对应要点三)有一个矩形线圈，线有一个矩形线圈，线圈平面与磁场方向成圈平面与磁场方向成角，如图角，如图338所示。设磁场为匀强磁场，所示。设磁场为匀强磁场，磁感应强度为磁感应强度为B，线圈面积为，线圈面积为S，则，则穿过线圈的磁通量为多大？穿过线圈的磁通量为多大？图图338解析：解析：这是一种线圈平面与磁场方向不垂直的情况，不这是一种线圈平面与磁场方向不垂直的情况，不能直接使用公式能直接使用公式BS来计算，应该把来计算，应该把S投影到与投影到与B垂直垂直的方向上，投影面积为的方向上，投影面积为Ssin，所以，所以BSsin。答案：答案：BSsin （1）磁感线切线方向表示该点磁场方向，疏密表）磁感线切线方向表示该点磁场方向，疏密表示磁场强弱，不相交，不中断，是闭合曲线。示磁场强弱，不相交，不中断，是闭合曲线。(2）几种常见磁场的分布）几种常见磁场的分布如图如图339所示所示图图339 （3）磁铁的磁场和电流的磁场本质一样都是由电荷）磁铁的磁场和电流的磁场本质一样都是由电荷的运动产生的。的运动产生的。（4）穿过某一面积的磁通量）穿过某一面积的磁通量由由B、S及及B与与S的夹的夹角共同决定。角共同决定。点击下图进入点击下图进入“课下作业综合提升课下作业综合提升”