鲁科版选修31物理课件：5.2 用磁感线描述磁场 (共40张PPT)
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物理鲁科版选修３－１ 第五章第二节
《用磁感线描述磁场》
复习
• 磁场：磁体、电流、运动电荷周围存在的 一种特殊物质
• 性质：对放入其中的磁体、电流、运动电 荷具有力的作用
• 磁场的方向：小磁针静止时北极（N）的所 指的方向, 或北极（N）的受力方向
• 如何研究磁体、运动电荷周围的磁场？
如何研究电场？ -----在电场周围放入一个电荷（检验电荷）， 从检验电荷的受力情况来研究电场。
如何研究磁场？ -----在磁场周围放入一个磁体（小磁针）， 从小磁针的受力情况来研究磁场。
一、磁场的研究
• 1、小磁针： 磁场的方向不同
• 2、细铁屑： 磁体周围的磁场分布是有规律的
二：磁感线
1、概念:在磁场中画出的一些有方向 的假想曲线,在磁感线上，任意一点的 切线方向都跟该点的磁场方向相同， 磁感线的疏密表示磁场的强弱。
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】 磁场是一种特殊物质，磁极、电流间发生 作用都是通过磁场发生的，故A对；磁感线是为形象描述磁 场而假想的曲线，不是真实存在的，故D错；磁感线的切线 方向表示磁场的方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，故B 对；磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在磁 体内部由S极指向N极，故C错．
二、用磁感线描述电流的磁场 1、通电直导线的磁场
（1）安培（右手）定则
用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的 方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方 向就是磁感线的环绕方向
（2）特点：
a、同心圆，同心圆与导线垂直； b、无磁极，距导线越远，磁场越弱；
（3）直线电流的磁场的几种图
2、环形电流的磁场
【答案】 BC
2.如图 5－2－8 所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹 线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平 面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时 ()
A．小磁针 N 极向里转 B．小磁针 N 极向外转 C．小磁针在纸面内向左摆动 D．小磁针在纸面内向右摆动
【解析】 由于线圈中电流沿顺时针方向，根据安培 定则可以确定，线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面向 里．而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同，故小磁针N 极向里转．
一. 磁感线 条形磁铁的磁感线：
一. 磁感线 蹄形磁铁的磁感线：
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
立体图
3、通电螺线管
（1）安培（右手）定则：
让右手弯曲的四指和通电螺线管电流的 方向一致，伸直大拇指所指的方向就是螺线 管内部磁感线的方向。
（2）特点：
a、和条形磁铁外部的磁感线相似，一端相当于S极， 一端相当于N极； b、内部的磁感线和螺线管的轴线平行，方向由南 极指向北极，管内为匀强磁场，管外为非匀强磁场；
【答案】 A
6、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、 b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转 方向是 ( )
A．全向里 B．全向外 C．a向里，b、c向外 D．a、c、向外，b向里
如图5－2－7所示，a、b是直线电流的磁场， c、d是环形电流的磁场，e、f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方向．
【答案】 AB
1. 磁场中某区域的磁感线如图5－2－4所示，则( ) A．a点磁场比b点的强 B．a点的磁场比b点的弱 C．a处没有磁感线，但该处仍有磁场 D．a处没有磁感线，所以不存在磁场
【解析】 由图中可知b处的磁感线较密，a处的磁感 线较疏，故A错，B对，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，C对．
4．如图所示是通电导线周围磁感线分布示意图，各图 的中央表示垂直纸面的通电导线及其电流方向，其他的均为 磁感线，其方向由箭头指向表示，下图正确的是( )
【解析】 四个图中磁感线方向都符合右手螺旋定 则，但磁感线分布密度不同，距离直导线越近的地方磁场越 强，磁感线应该越密．越远的地方磁场越弱，磁感线应该越 稀疏．
四、安培分子电流假说 安培分子环流假说对一些磁现象的解释
未被磁化的铁棒
磁化后的铁棒
磁铁和电流的磁场本质
都是运动电荷产生的
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
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
一. 磁感线
两同名磁极附近：
两异名磁极附近：
2、特点：
（1）磁感应线是假想的，不是真是的，分布整个空间； （2）磁感应线是闭合曲线，任意两条磁感应线在空间不相交或 相切 （3）磁感应线的疏密表示磁场的强弱。 （4）磁感应线上任意一点的切线方向为该点的磁感应强度的方 向 （5）在磁体外部磁感线从N极到S极，在磁体内部由S极到N极
直线电流弯曲形成
（1）安培（右手）定则：右手弯曲的四指 表示环形电流的方向，则伸直的拇指的方 向是环形导线中心轴线处的磁感线方向。
（2）特点：
a、是一些围绕环形导线的闭合曲线，在环形导线的 中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直
b、环形电流两侧为N、S极，距圆环中心越远， 磁场越弱；
（3）环形电流的磁场的几种图
使用安培定则时要注意对于直线电流和环形电流右手拇 指和四指各指向什么方向．同时要搞清楚所给图示是平面图 还是投影图．要知道即使同一个磁场的磁感线分布，由于观 察方位不同，画出的图形也不同．
图5－2－5 如图5－2－5所示，放在通电螺线管内部的小磁针，静 止时N极指向右，试判断电源的正负极．
【解析】 小磁针N极指向右，则螺线管内部磁感线 方向自左向右，由右手螺旋定则知，电流从电源a端流 出．故a端为电源正极，b端为负极．
【答案】 C
c、在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导 线的平面垂直。
（3）通电螺线管磁场的几种图
电流产生的磁感线遵从安培（右手、螺旋）定则
通电直导线的磁场 环行电流的磁场 通电螺线管的磁场
四、安培分子电流假说 磁体为什么会有磁性？
S
N
在原子、分子等物质微粒的内部，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。
【答案】 a端为正极，b端为负极
3．如图5－2－9所示，a、b、c三枚小磁针分别在通电 螺线管的正上方、右侧和管内，当这些小磁针静止时，小磁 针N极的指向是( )
图5－2－9
A．a、b、c均向左
B．a、b、c均向右
C．a向左，b向右，c向右 D．a向右，b向左，c向右
【解析】
小磁针静止时N极的指向与该点磁感线方向相同，如果 a、b、c三处磁感线方向确定，那么三枚磁针静止时N极的 指向也就确定．所以，只要画出通电螺线管的磁感线(如图 所示)，即可知a磁针的N极在左边，b、c两磁针的N极在右 边．【答案】 C
《用磁感线描述磁场》
复习
• 磁场：磁体、电流、运动电荷周围存在的 一种特殊物质
• 性质：对放入其中的磁体、电流、运动电 荷具有力的作用
• 磁场的方向：小磁针静止时北极（N）的所 指的方向, 或北极（N）的受力方向
• 如何研究磁体、运动电荷周围的磁场？
如何研究电场？ -----在电场周围放入一个电荷（检验电荷）， 从检验电荷的受力情况来研究电场。
如何研究磁场？ -----在磁场周围放入一个磁体（小磁针）， 从小磁针的受力情况来研究磁场。
一、磁场的研究
• 1、小磁针： 磁场的方向不同
• 2、细铁屑： 磁体周围的磁场分布是有规律的
二：磁感线
1、概念:在磁场中画出的一些有方向 的假想曲线,在磁感线上，任意一点的 切线方向都跟该点的磁场方向相同， 磁感线的疏密表示磁场的强弱。
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】 磁场是一种特殊物质，磁极、电流间发生 作用都是通过磁场发生的，故A对；磁感线是为形象描述磁 场而假想的曲线，不是真实存在的，故D错；磁感线的切线 方向表示磁场的方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，故B 对；磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在磁 体内部由S极指向N极，故C错．
二、用磁感线描述电流的磁场 1、通电直导线的磁场
（1）安培（右手）定则
用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的 方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方 向就是磁感线的环绕方向
（2）特点：
a、同心圆，同心圆与导线垂直； b、无磁极，距导线越远，磁场越弱；
（3）直线电流的磁场的几种图
2、环形电流的磁场
【答案】 BC
2.如图 5－2－8 所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹 线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平 面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时 ()
A．小磁针 N 极向里转 B．小磁针 N 极向外转 C．小磁针在纸面内向左摆动 D．小磁针在纸面内向右摆动
【解析】 由于线圈中电流沿顺时针方向，根据安培 定则可以确定，线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面向 里．而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同，故小磁针N 极向里转．
一. 磁感线 条形磁铁的磁感线：
一. 磁感线 蹄形磁铁的磁感线：
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
立体图
3、通电螺线管
（1）安培（右手）定则：
让右手弯曲的四指和通电螺线管电流的 方向一致，伸直大拇指所指的方向就是螺线 管内部磁感线的方向。
（2）特点：
a、和条形磁铁外部的磁感线相似，一端相当于S极， 一端相当于N极； b、内部的磁感线和螺线管的轴线平行，方向由南 极指向北极，管内为匀强磁场，管外为非匀强磁场；
【答案】 A
6、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、 b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转 方向是 ( )
A．全向里 B．全向外 C．a向里，b、c向外 D．a、c、向外，b向里
如图5－2－7所示，a、b是直线电流的磁场， c、d是环形电流的磁场，e、f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方向．
【答案】 AB
1. 磁场中某区域的磁感线如图5－2－4所示，则( ) A．a点磁场比b点的强 B．a点的磁场比b点的弱 C．a处没有磁感线，但该处仍有磁场 D．a处没有磁感线，所以不存在磁场
【解析】 由图中可知b处的磁感线较密，a处的磁感 线较疏，故A错，B对，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，C对．
4．如图所示是通电导线周围磁感线分布示意图，各图 的中央表示垂直纸面的通电导线及其电流方向，其他的均为 磁感线，其方向由箭头指向表示，下图正确的是( )
【解析】 四个图中磁感线方向都符合右手螺旋定 则，但磁感线分布密度不同，距离直导线越近的地方磁场越 强，磁感线应该越密．越远的地方磁场越弱，磁感线应该越 稀疏．
四、安培分子电流假说 安培分子环流假说对一些磁现象的解释
未被磁化的铁棒
磁化后的铁棒
磁铁和电流的磁场本质
都是运动电荷产生的
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
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
一. 磁感线
两同名磁极附近：
两异名磁极附近：
2、特点：
（1）磁感应线是假想的，不是真是的，分布整个空间； （2）磁感应线是闭合曲线，任意两条磁感应线在空间不相交或 相切 （3）磁感应线的疏密表示磁场的强弱。 （4）磁感应线上任意一点的切线方向为该点的磁感应强度的方 向 （5）在磁体外部磁感线从N极到S极，在磁体内部由S极到N极
直线电流弯曲形成
（1）安培（右手）定则：右手弯曲的四指 表示环形电流的方向，则伸直的拇指的方 向是环形导线中心轴线处的磁感线方向。
（2）特点：
a、是一些围绕环形导线的闭合曲线，在环形导线的 中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直
b、环形电流两侧为N、S极，距圆环中心越远， 磁场越弱；
（3）环形电流的磁场的几种图
使用安培定则时要注意对于直线电流和环形电流右手拇 指和四指各指向什么方向．同时要搞清楚所给图示是平面图 还是投影图．要知道即使同一个磁场的磁感线分布，由于观 察方位不同，画出的图形也不同．
图5－2－5 如图5－2－5所示，放在通电螺线管内部的小磁针，静 止时N极指向右，试判断电源的正负极．
【解析】 小磁针N极指向右，则螺线管内部磁感线 方向自左向右，由右手螺旋定则知，电流从电源a端流 出．故a端为电源正极，b端为负极．
【答案】 C
c、在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导 线的平面垂直。
（3）通电螺线管磁场的几种图
电流产生的磁感线遵从安培（右手、螺旋）定则
通电直导线的磁场 环行电流的磁场 通电螺线管的磁场
四、安培分子电流假说 磁体为什么会有磁性？
S
N
在原子、分子等物质微粒的内部，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。
【答案】 a端为正极，b端为负极
3．如图5－2－9所示，a、b、c三枚小磁针分别在通电 螺线管的正上方、右侧和管内，当这些小磁针静止时，小磁 针N极的指向是( )
图5－2－9
A．a、b、c均向左
B．a、b、c均向右
C．a向左，b向右，c向右 D．a向右，b向左，c向右
【解析】
小磁针静止时N极的指向与该点磁感线方向相同，如果 a、b、c三处磁感线方向确定，那么三枚磁针静止时N极的 指向也就确定．所以，只要画出通电螺线管的磁感线(如图 所示)，即可知a磁针的N极在左边，b、c两磁针的N极在右 边．【答案】 C