2015年秋高中物理第3章第3节几种常见的磁场新人教版选修3-1概述.ppt

第3节　几种常见的磁场 1．知道磁感线．知道几种常见磁场磁感线的空间分布情况． 2．会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向． 3．了解安培分子电流假说． 4．知道磁通量． 要点一　磁感线 1．定义：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，这样的曲线就叫做磁感线． 2．性质 (1)磁感线在磁体的外部从北极(N极)指向南极(S极)，在磁体的内部则是由南极指向北极，形成一条闭合曲线． (2)磁感线密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱． (3)磁感线的切线方向即为该点的磁场方向． (4)任意两条磁感线不能相交． 3．磁感线与电场线的比较 (1)在没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在． (2)若多个磁体或电流的磁场在空间某区域叠加，磁感线描述的是叠加后的磁场的磁感线分布情况，不能认为该区域有多条磁感线相交． 要点二　几种常见的磁场 1．常见永磁体的磁场(如图) 2．电流的磁场 (1)直线电流的磁场 ①安培定则(右手螺旋定则)：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，如图甲所示． ②直线电流的磁场可有几种不同的画法，如图乙所示(图中的“×”号表示磁场方向垂直纸面向里，“·”表示磁场方向垂直纸面向外)． 直线电流的磁场强弱与距离导线的距离有关，离导线越近，磁场越强，离导线越远，磁场越弱． (2)环形电流的磁场 ①(环形电流的)安培定则：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，如图丙所示． ②环形电流的磁场可有几种不同的画法，如图丁所示． 环形电流的磁场类似于条形磁铁的磁场，其两侧分别对应是磁场的N极和S极．由于磁感线均为闭合曲线，所以环内、外磁感线条数相等，故环内磁场强、环外磁场弱． (3)通电螺线管的磁场 ①(通电螺线管的)安培定则：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线方向．(如图a所示)． ②几种常用的磁感线不同的画法，如图b所示． 通电螺线管的磁场分布：外部与条形磁铁外部的磁场分布情况相同，两端分别为N极和S极．管内(边缘除外)是匀强磁场，磁场方向由S极指向N极． 有的同学误认为判断螺线管内部小磁极N极的受力或N极的指向时，仍然可以用“同名磁极相斥”，“异名磁极相吸”． 辨析：在初中学过的同名磁极相排斥，异名磁极相吸只能适用于磁体外部，在螺线管内部不适用．在高中阶段任何情况下小磁针N极受力方向均与磁场方向一致． 要点三　安培分子电流假说 1．内容：所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间通过磁场而发生的相互作用．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．如图所示． 2．对有关磁现象的解释 (1)磁化：软铁棒未被磁化前，内部分子电流取向杂乱无章，磁场相互抵消，对外界不显磁性；在外界磁铁的磁化下，内部各分子电流取向一致，形成磁极． (2)失磁：由于激烈的分子热运动或机械运动使分子电流取向变得杂乱无章的结果． 磁化的实质就是分子电流取向由无序变为有序． 2．公式：Φ＝BS. (1)适用条件：A．匀强磁场； b．磁感线与平面垂直． (2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积． Φ＝BScosθ. 式中Scosθ即面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称为“有效面积”． 磁通量也可理解为穿过某面积的磁感线的条数，当有方向相反的两簇条数相同的磁感线穿过某面积时，该面积上的磁通量为零． 6．磁通量的正、负 (1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值． (2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为Φ1，反向磁通量大小为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2. 穿过某一面积的磁通量是由穿过该面的磁感线条数的多少决定的，与匝数无关． 　　　　磁场中某区域的磁感线如图所示，则(　　) A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零 【解析】　由图可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，所以Ba＜Bb，故A错，B对，通电导线在磁场中受力的大小与导线在磁场中的放置方向有很大关系，而不是仅仅取决于B与LI的大小，故C错，磁感线是用来描述磁场的，而又不可能在存在磁场的区域内全部画磁感线，那样将会与不画磁感线产生相同的效果，故D错． 【答案】　B 【方法总结】 磁