10—11学年高中物理第三章第三—4节几种常见的磁场磁场对通电导线的作用力同步学案新人教版选修3—1.doc

PAGE  PAGE 19 第3节　几种常见的磁场 要点一 利用安培定则分析电流的磁场的方法 1．分清“因”和“果”：在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指“原因”——电流方向，四指指“结果”——磁场绕向；在判定环形电流的磁场方向时，四指指“原因”——电流绕向，大拇指指“结果”——环内沿中心轴线的磁感线方向． 2．优先采用整体法：一个任意形状的环形电流(如三角形、矩形、圆形)的磁场，都可以视为若干或无数个很短的直线电流的磁场叠加而成，从而可分段进行判定．这种隔离法的判定结果，虽然与视为环形电流的整体法一致，但在步骤上却麻烦多了． 要点二 磁通量的理解 1．磁通量的定义 公式Φ＝BS中的B应是匀强磁场的磁感应强度，S是与磁场方向垂直的面积，因此，可以理解为Φ＝BS⊥.如果平面与磁场方向不垂直，应把面积S投影到与磁场垂直的方向上，求出投影面积S⊥，代入到Φ＝BS⊥中计算，应避免硬套公式Φ＝BSsin θ或Φ＝BScos θ. 2．磁通量的变化 一般有下列三种情况： (1)磁感应强度B不变，有效面积S变化，则ΔΦ＝Φt－Φ0＝B·ΔS. (2)磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变，则穿过回路中的磁通量的变化是：ΔΦ＝Φt－Φ0＝ΔB·S. (3)磁感应强度B和有效面积S同时发生变化的情况，则ΔΦ＝Φt－Φ0. 特别提醒　①平面S与磁场方向不垂直时，要把面积S投影到与磁场垂直的方向上，即求出有效面积． ②可以把磁通量理解为穿过面积S的磁感线的净条数．相反方向穿过面积S的磁感线可以互相抵消． ③当磁感应强度和有效面积同时发生变化时，ΔΦ＝Φt－Φ0，而不能用ΔΦ＝ΔB·ΔS计算. 　　 1.电场线与磁感线有哪些异同？ 电场线磁感线相 似 点引入目的形象描述场而引入的假想线，实际不存在疏密场的强弱切线方向场的方向相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)不同点起始于正电荷，终止于负电荷闭合曲线特别提醒　(1)从电场、磁场的概念理解两种场线的相似点：矢量性——线的切线，强弱——线的疏密，方向的唯一性——空间任一点场线不相交． (2)从两种场线的区别理解两种场的区别： 电场线——电荷有正负——电场线有始终 磁感线——N、S极不可分离——磁感线闭合 2．常见的电流的磁场有哪些？ 电流的磁场通常研究的是直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场，判断它们的磁场，都可用安培定则来判断，该定则也叫右手螺旋定则，各种电流的磁场分布及磁感线方向的判断如下： 安培定则立体图横截面图纵截面图 直 线 电 流 以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外磁感线越稀疏，磁场越弱 环 形 电 流内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏通 电 螺 线 管 内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极 一、磁感线的理解 【例1】 关于磁感线，下列说法中正确的是(　　) A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场 B．磁感线总是从N极到S极 C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交 答案　C 解析　磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向，曲线疏密表示磁场强弱，所以C正确，A不正确．在磁铁外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极．磁感线不相交，所以B、D不正确． 二、几种电流的磁场 【例2】 如图3－3－2所示，螺线管、蹄形铁芯、环形导线三者相距较远，当开关闭合后关于小磁针N极(黑色的一端)的指向错误的是(　　) 图3－3－2 A．小磁针a的N极指向正确 B．小磁针b的N极指向正确 C．小磁针c的N极指向正确 D．小磁针d的N极指向正确 答案　A 解析　小磁针静止时N极的指向为该处的磁场方向，即磁感线的切线方向．根据安培定则，蹄形铁芯被磁化后右端为N极，左端为S极，小磁针c指向正确；通电螺线管的磁场分布和条形磁铁相似，内部磁场向左，外部磁场向右，所以小磁针b指向正确，小磁针a指向错误；环形电流形成的磁场左侧应为S极，故d的指向正确．在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”，在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指“原因”——电流方向，四指指“结果”——磁场绕向；在判定环形电流磁场方向时，四指指“原因”——电流绕向，大拇指指“结果”——环内沿中心轴线的磁感线方向. 1.关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是(　　) A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质 B．磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致