3.几种常见的磁场

思考：在如图所示的两种情况中，磁通量是否
有区别呢？如何区分？
B1 B2
B1 B2
A1 A2
S
B C2
A1 A2 B
S C2
D1 D2
D1 D2
4.磁通量是标量，但有正负之分，磁通量的符号 是为了区分磁感线穿过平面的方向不同的。
练习1：计算图中穿过平面ABCD的磁通量的
大小。
D
E
C
··· × × ×
安培定则(右手螺旋定则)
内容：让右手握 弯曲的四指所指的方 向跟电流的方向一致， 伸直大拇指所指的方 向就是环行导线中心 轴线上磁感线的方向。
思考：请你试着在图中画出导线周围的磁感线
分布图。限于纸面内，垂直纸面向里用“×”
表示，垂直纸面向×外用“·”表示。
× ×
×
×··来自·×× × · ········ ·× ×
（2）匀强磁场的磁感线分布是一些 间隔相同的平行直线。
（3）匀强磁场的产生：两个相距很近的异 名磁极之间；两个平行正对的线圈之间。
SN
SN
N
S
电流I
N
亥姆霍兹线圈
B
俯视图
×××× B
××××
S ××××
左视图
三、安培分子电流假说
思考：为什么环形电流（螺线管）的磁场与条形 磁铁类似呢？磁现象与电现象有何内在联系呢？
××××× ×
B
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Φ表示。
2. 公式：（1）当磁场方向与所取平面垂直时， 磁通量等于磁感应强度B与面积S的乘积。
Φ= BS（B⊥S）
思考：当平面与磁场不垂直时，有没有磁通 量呢？该怎么计算呢？
3.几种常见的磁场
一、磁感线
是一种形象化描述磁场的假象曲线，实际不存在。
1.磁感线的基本特点：
（1）磁感线上每一点的切线方向表示该处的磁场方向。
（2）磁感线的疏密程度表示该处的磁场的强弱。
（3）磁体外部磁感线从N极出发指向S极，在磁体内部 由S极到N极，形成闭合曲线。
（4）磁感线不相交（不相切）。
通电螺线管磁感线
特点：类似于条 形磁铁的磁感线分布， 环内部分布密且与中 心轴线平行。
通电螺线管磁感线
让右手弯曲的四 指与环形电流的 方向一致，伸直 的大拇指所指的 方向就是环形导 线轴线上的磁感 线方向。
NS
×××···××······×××
左视图
× ××
N
S
···
切面图
4.匀强磁场 （1）强弱、方向处处相同的磁场时 匀强磁场。
2、当软铁棒受到外界磁场的 作用时，各分子电流的取向变得 大致相同，软铁棒就被磁化了， 两端对外界显示出较强的磁作用， 形成磁极。
3、磁体受到高温或猛烈敲打 时，会失去磁性，这是因为激烈 的热运动或机械振动，使各分子 电流的取向变得杂乱了。
磁性起源
安培分子电流的假说，揭示了磁 铁磁性的起源，它使我们认识到： 磁铁的磁场和电流的磁场一样，都 是由电荷的运动产生的。
思考：所有磁场都是由运动电荷产生的吗？
结论：并不是所有磁场都是由运动电荷产 生的，在电磁波中我们将学到麦克斯韦发 现，变化的电场也能产生磁场。
四、磁通量
思考：在一个匀强磁场中取一个平面，与磁 场垂直，则穿过它的磁感线条数的多少与哪 些因素有关呢？
××××× ×
××××× ×
××××× ×
S
××××× ×
回忆对比：电 场线与磁感线
的异同？
实验模拟磁感线的分布
实验模拟磁感线的分布
1、细铁屑在磁场中被磁化成 “小磁针” 2、现象：两极附近，磁场较强， 磁感线分布较密。
二、常见磁场的磁感线分布
1.磁铁
特点：
（1）磁感线具有对称性：有 水平、竖直两条对称轴。
（2）在两个磁极处磁感线密 集，磁场强；在磁铁的中垂 线上磁感线稀疏，磁场弱。
··· L=2m
× ××
B1=2T
B2=1.5T
··· × × ×
A L1=0.5mF
（3）由于磁感线是闭合曲 线，在磁铁内部实际上也有 磁感线。
条形磁铁的磁感线分布
特点：两极分布 密，中央疏，且中央 正上方处磁场方向与 条形磁铁平行。
实验模拟磁感线的分布
特点：
（1）蹄形磁铁可以看成是 将条形磁铁弯曲后形成的。
（2）在两个磁极之间的区 域内，磁感线近似为直线， 近似为匀强磁场。
（2）当磁场方向与所取平面不垂直时，磁通 量等于磁感应强度B与平面在垂直磁场方向上 的投影面积S投的乘积。
Φ= BS投
Sβ
θ
S投
B
Φ= B S sin θ
注意： θ为磁场与所取平 面的夹角。
3.磁通量Φ= B S
单位：韦伯（Wb）
4.磁通密度B： B=Φ/S
磁感应强度B等于在垂直磁场方向上穿过单位 面积的磁通量。
电流I
磁感线 立体图
俯视图
· ··× × ×
· ·· × × ×
· ··× × ×
切面图
思考：对于如图所示的圆环形电流，其周围的 磁感线是怎样分布的呢？你能否利用微元思想 将其转化为直线电流来分析呢？（化曲为直）
环形电流I
2.环形电流周围的磁场
环形电流磁感线
环线电流可以看 成是由无穷多段 很小的直线电流 组成，对于每一 小段周围的磁场 与直线电流类似。
1.分子电流：安培认为在分子、原子内部存在一 种环形电流，即分子电流。
法国科学家安培认为：在原
子、分子等物质微粒的内部，存
S
N
在着一种环形电流——分子电流，
分子电流使每个物质都成为微小
的磁体，它的两侧相当于两个磁
极。
分子电流假说对磁化和去磁现象的解释
1、一根软铁棒在未被磁化时， 内部各分子电流的取向是杂乱无 章的，它们的磁场互相抵消，对 外界不显磁性。
蹄形磁铁的磁感线分布
特点：两极分布 密，中央疏，近两极 内部分布均匀，且有 如图所示的特征。
1.直线电流周围的磁场
直线电流磁感线
直线电流周围的 磁感线是以直线 上每一点为圆心 的同心圆，距离 电流越近，同心 圆越密集。
直线电流
用右手握住直导 线，让伸直的大 拇指所指的方向 与电流方向一致， 则弯曲的四指所 指的方向就是磁 感线的环绕方向。
× · ·×
×
×
联想：环形电流的磁场与哪个磁场比较相似？
磁感线
电流I
×××···××······×××
右视图
SN
·
S
N
×
切面图
思考：对于通电螺线管，其周围的磁感线是怎 样分布的呢？发挥你的想象，你认为它与环形 电流有何联系？
通电螺线的每一匝都相当于一个环 形电流，则整个螺线管相当于是由 许多匝的环形电流串联而成的。