【创新设计】2013-2014学年高中物理人教版选修3-1第3章3-3几种常见的磁场.ppt

自主学习 名师解疑 分类例析 活页限时训练 课堂对点演练 3　几种常见的磁场 1．知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说． 2．知道磁感线的定义，知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电线圈的磁感线分布，并学会用安培定则判定电流的磁场方向． 3．知道磁通量的概念，学会计算磁通量Φ＝BS. 一、磁感线 如果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一点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线就叫做 ． 磁感线 安培定则 拇指 电流方向 磁感线环绕的方向 右手螺旋定则 环形电流 内部 三、安培分子电流假说 1．分子电流假说：在原子、分子等物质微粒的内部，存在的一种 ． 2．分子电流假说意义：揭示了磁现象的电本质，即磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由 产生的． 四、匀强磁场 1．定义：磁感应强度的 处处相同的磁场． 2．磁感线：间隔相同的 ． 3．实例：距离很近的两个异名磁极间的磁场，两平行放置的通电线圈，其中间区域的磁场都是匀强磁场． 环形电流 电荷的运动 大小、方向 平行直线 五、磁通量 1．定义：匀强磁场磁感应强度B与和磁场方向 的平面面积S的乘积，即 . 2．单位：1 Wb＝1 T·m2. 3．引申：B＝，因此磁感应强度B又叫 ． Φ＝BS 垂直 磁通密度 两种线 比较内容　　 磁感线 电场线 相 似 点 引入目的 为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 闭合曲线 不闭合，起始于正电荷或无限远，终止于负电荷或无限远 (2)公式的应用 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． 如图3－3－3所示，在水平方向的匀强磁场中，平面abcd与垂直于磁感线方向的平面的夹角为θ，则穿过面积abcd的磁通量应为：Φ＝B·Scos θ. Scos θ即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称之为“有效面积”． 若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ1，反向磁感线条数为Φ2，则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即Φ＝Φ1－Φ2. 【典例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 C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的 D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的 解析　条形磁铁内部磁感线从S极到N极，C不正确；磁感线是为了形象地描述磁场而假设的一组有方向的闭合的曲线，实际上并不存在，所以选项D不正确；磁场是一种客观存在的物质，所以选项A正确；磁感线上每一点切线方向表示磁场方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，小磁针静止时北极受力方向和北极静止时指向均为磁场方向，所以选项B正确． 答案　AB 借题发挥　磁场是一种客观存在的特殊物质，磁感线虽是假想的闭合的曲线，但可形象地描述磁场的强弱和方向．应注意两者的区别与关系． 【变式1】 如图3－3－4所示为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则(　　)． A．A点的磁感应强度一定大 B．B点的磁感应强度一定大 C．因为磁感线是直线，A、B两点的磁感应强度一样大 D．条件不足，无法判断 解析　由磁场中一根磁感线无法判断磁场强弱． 答案　D 【典例2】 如图3－3－5所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？ 答案　5.5×10－3 Wb 借题发挥　磁通量Φ＝BS的计算有几点要注意： (1)S是指闭合回路中的有效面积． 如图3－3－6所示，若闭合回路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直，面积分别为S1和S2，且S1＞S2，但磁场区域恰好只有ABCD那么大，则穿过S1和S2的磁通量是相同的，因此，Φ＝BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积． (2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响．同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，也不受线圈匝数的影响．所以，直接用公式时，不必去考虑线圈匝数n. 【变式2】 如图3－3－7所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，矩形线圈abcd的面积S＝0.5 m2，B与S垂直，线圈一半在磁场中，则当线圈从图示位置绕ab边转过60°角时，线圈中的磁通