高三物理总复习教学 几种常见的磁场
几种常见的磁场
例、一环形电流左侧突然放一条形磁铁(如图所示)，试 判断圆环的运动情况。
N
S
③.通电螺线管的磁感线
通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加.所以环形电流 的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场,这时,拇指所指的 方向是螺线管内部的磁场的方向.
I
一个通电螺线管产生的磁场与条形磁铁相似,都是闭合的 曲线。且在外部由N极指向S极，在内部由S极指向N极。
2、产生方法 ：
距离很近的两个异名磁极之间的磁
场，通电螺线管内部的磁场（除边缘 部分外）都可认为是匀强磁场. 3、磁感线的特点 ： 匀强磁场的磁感线是间距相等的平行直线
练习：
例１：如图为通电螺线管的纵剖面图，“ ”和“⊙”分 别表示导线中电流垂直纸面流进和流出，图中四个小 磁针（涂黑的一端为N极）静止时的指向肯定画错的是 B （
B A
C
特点：
①磁感线是不存在、不相交的闭合曲线。 ②磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向。 ③磁感线的疏密表示磁场的强弱。
④磁感线都是闭合曲线.在磁体外，磁感线都是由N极
出发，进入S极，在磁体内部磁感线由S极指向N极.
问:电场和磁场、磁感线和电场线它们有何相同和区别 ?
1、电场的方向：规定正电荷所受电 1、磁场的方向：小磁针北极受力的 场力的方向 方向（或小磁针静止时北极所指
Φ=0
4、磁通密度：
垂直磁场的单位面积上的磁通量
φ/S称为磁通密度。
由公式φ=BS知，磁通密度即为B。
c d 思考1：哪些情况可以引起 磁通量的变化？
b
a
思考2：如上图，若磁感应强度为B，面积为S，则以cd为轴转 过900，磁通量变化量为多少？转过1800磁通量变化量是多少？ 转过3600磁通量变化量为多少？
几种常见的磁场
几种常见的磁场【自主探究】1、磁感线所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的，在这些上，每一点的磁场方向都在该点的切线方向上。
磁感线是为了形象描述磁场而假想的物理模型，在磁场中并不真实存在，不可认为有磁感线的地方才有磁场，没有磁感线的地方没有磁场。
2、安培定则（也叫右手螺旋定则）判定直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系时，安培定则表述为：握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是的环绕方向；判定环形电流和通电螺线管的电流方向和磁感线方向之间的关系时要统一表述为：让弯曲的四指所指方向跟方向一致，大拇指所指的方向就是环形电流或通电螺线管磁感线的方向（这里把环形电流看作是一匝的线圈）。
3、安培分子电流假说（1）安培分子电流假说：在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流—，分子电流使每个物质微粒都成为微小的，它的两侧相当于两个。
（2）磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由产生的。
（3）磁性材料按磁化后去磁的难易可分为材料和材料。
4、匀强磁场磁感应强度、处处相同的磁场叫匀强磁场。
匀强磁场的磁感线是一些直线。
5、磁通量（1）定义：匀强磁场中，和的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通。
（2）定义式：。
（3）单位：，简称，符号。
1Wb=1T·m2（4）磁通密度：穿过的磁通量，即是磁感应强度，B= 。
磁通密度大，即穿过单位面积的磁感线条数多，磁感线很密， 磁感应强度大。
（5）磁通量是量，只有大小，没有方向，但磁感线穿过平面时有之分。
因此，在计算磁通量时必须注意磁感线是从哪边穿过这个平面的，磁通量的大小存在、值。
【合作探究】探究1、几种常见磁场的磁感线分布（1）常见永磁体的磁场条形磁铁蹄形磁铁异名磁铁同名磁铁磁感线特点：（1）磁感线是曲线，磁铁外部的磁感线是从极出来，回到磁铁的极，内部是从极到极。
（2）任意两条磁感线相交。
（3）磁感线上每一点的切线方向都表示该点的。
高三物理复习课件 几种常见的磁场
课堂训练
4、如图所示，弹簧秤下挂一条形磁棒，其 中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺 线管内，下列说法正确的是（ AC）
A.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示 数将减小
B.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示 数将增大
C.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示 数将增大
D.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示 数将减小
行、方向相同、疏密均匀的直线
16
四、磁通量：
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 示磁通量。
2、在匀强磁场中，公式为 Φ=BS⊥
场（方S向⊥上表的示投某影一面面积积）在．垂直于磁
17
3、单位：在SI制中是韦伯，简称韦，符号Wb 1Wb=1T·m2
3、3 几种常见的磁场
1
复习：
1、 为描述磁场的强弱和方向， 我们引入了什么物理量？
磁感应强度 B 2、电场线可以形象的描述电场 强度E的大小和方向，那么我们 怎样形象地描述磁感应强度的大 小和方向呢？
2
一. 磁感线
【问题】磁场中各点的磁 场方向如何判定呢?
将一个小磁针放在磁场中某一点, 小磁针静止时,北极N所指的方向,就是 该点的磁场方向.
5
2）【问直题线】电直流线的电磁流场，环的形磁电感流线，：通电螺线管的磁 场磁感线分布有什么特点？—它—们安遵培循定什则么1定（则内呢容？ ）
6
3）环形电流的磁场的磁感线 ——安培定则2（内容）
7
4）通电螺线管的磁场的磁感线 ——安培定则2（内容）
8
3、磁感线的特点
① 磁感线是假想的，不是真实的。 ② 磁感线是闭合曲线。 ③ 磁感线的疏密表示磁场的强弱。 ④ 磁感线不能相交或相切。 ⑤ 磁感线上每一点的切线方向即为该
3.3几种常见的磁场2
磁场
桃源三中 颜金安
四、匀强磁场
1、定义： 、定义： 磁场强弱、 磁场强弱、方向处处相同的磁场 2、磁感线特点： 、磁感线特点： 是一些间隔相同的平行直线
3、常见的匀强磁场: 、常见的匀强磁场
1)相隔很近的两个异名磁极之间的磁场 相隔很近的两个异名磁极之间的磁场 相隔很近的两个异名磁极之间的磁 2)通电螺线管内部的磁场 通电螺线管内部的磁场 3)相隔一定距离的两个平行放置的线圈 相隔一定距离的两个平行放置的线圈 通电时，其中间区域的磁场。 通电时，其中间区域的磁场。
6、磁通量Φ是标量，但有正负 、磁通量 是标量 但有正负: 是标量， 若取某方向穿入平面的磁通量为正， 若取某方向穿入平面的磁通量为正， 则反方向穿入该平面的磁通量为负. 则反方向穿入该平面的磁通量为负 过一个平面若有方向相反的两个磁通 这时的合磁通为相反方向磁通量 量，这时的合磁通为相反方向磁通量 的代数和(即相反方向磁通抵消以后 的代数和 即相反方向磁通抵消以后 剩余的磁通量才是合磁通) 剩余的磁通量才是合磁通
例6、面积 ＝0.5m2的闭合金属圆线 、面积S＝ 圈处于磁感应强度 B=0.4T的匀强磁 的匀强磁 场中，当磁场与环面垂直时， 场中，当磁场与环面垂直时，穿过 环面的磁通量是_______； 环面的磁通量是0.2Wb ；当金属圆 环转过90° 环面与磁场平行时， 环转过 °，环面与磁场平行时， 穿过环面的磁通量是_______. 穿过环面的磁通量是 0
(二)磁通量的变化 二 磁通量的变化
∆Φ＝Φ2－Φ1 ＝
是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之 差，即ΔΦ取决于末状态的磁通量Φ2 的代数差。 与初状态磁通量Φ1的代数差。 磁通量的变化一般有三种形式: 磁通量的变化一般有三种形式 (1)B不变，S变化 不变， 变化 变化; 不变 (2)B变化，S不变 变化， 不变 不变; 变化 (3)B和S同时变化 和 同时变化. 同时变化
几种常见的磁场1
几种常见的磁场1一、磁感线1、定义：如果在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的的方向一致。
这样的曲线就叫做磁感线。
磁场是客观存在的物质，磁感线是假想出来形象描述磁场的。
2、特点：磁感线的疏密程度表示，磁场强的地方磁感线密，磁场弱的地方。
3、常见磁体周围的磁感线分布4、磁感线与电场线类似，任何两条磁感线都不会________。
电场线从正电荷出发到负电荷终止，是不闭合的，但磁感线不同，它是________曲线，在磁铁外部磁感线从极到极，在磁铁的内部磁感线从到极。
例1、关于磁感线的描述，下列说法中正确的是（）A．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，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B．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的C．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场 D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交二、几种常见的磁场1、直线电流周围的磁场（1）判断方法：安培定则（右手螺旋定则）：用____手握住导线，让的方向跟电流的方向一致，___________所指的方向就是磁感线的环绕方向（2）直线电流周围磁场的分布特点：直线电流周围的磁感线分布：以电流为圆心的一系列，圆与圆之间的间隔是的，离电流越远，磁感线越。
（3）直线电流周围磁感线的常见画法例2、一小磁针上方有一直导线，直导线方向与静止时的小磁针方向平行，给直导线通以向右的电流，则发现小磁针的N极转向纸内还是纸外？为什么？为使奥斯特实验现象明显，导线应该怎样放置？2、环形电流周围的磁场（1）判断方法：安培定则（右手螺旋定则）：让右手弯曲的四指和的方向一致，伸直的所指的方向就是环形导线上磁感线的方向例3、如图所示当导线环中通以电流时，若发现小磁针最终静止时N极朝外，则环中电流方向是怎样的？画出来。
若在导线环外部放一小磁针，则N极朝哪里？3、通电螺线管周围的磁场（1）用安培定则（右手螺旋定则）判断通电螺线管周围的磁场：让右手弯曲的四指和的方向一致，伸直的所指的方向就是螺线管的磁场的方向（2）通电螺线管周围磁场的分布与的磁场很相似，大拇指所指方向相当于条形磁铁的极例4、如下图，最右边的小磁针静止时如图，请你确定图中水平放置于螺线管内部的小磁针的N、S极，以及电源的正负极三、安培分子电流假说1、安培分子电流假说的内容：在原子、分子等物质微粒的内部存在一种环形电流，称为，它使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个。
高中物理几种常见的磁场-知识拓展
几种常见的磁场-知识拓展1.磁感线有何特点？答案：(1)磁感线是为了形象地研究磁场而引入的假设的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线，实验时利用被磁化的铁屑来显示磁感线的分布情况，这只是研究磁感线的一种方法，使得看不见、摸不着的磁场变得具体形象，给研究者带来方便.但是，决不能认为磁感线是由铁屑排列而成的.另外，被磁化的铁屑所显示的磁感线分布仅是一个平面上的磁感线分布情况，而磁铁周围的磁感线应分布在长、宽、高组成的三维空间内.(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线较密的地方磁场较强，磁感线较疏的地方磁场较弱.(3)磁场对小磁针N极的作用力的方向叫做磁场的方向.由于磁感线上任何一点的方向，都跟该点的磁场方向一致，所以磁感线方向、磁场方向和小磁针静止时N极所指的方向，三者是一致的.(4)磁感线不能相交、不能相切，也不能中断.(5)没有画磁感线的地方，并不表示那里就没有磁场存在，通过磁场中的任一点总能而且只能画出一条磁感线.(6)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由N极到S极，磁体内部由S极到N极.2.地磁场是怎样的？答案：地磁场与条形磁体的磁场相似，主要有三个特点：(1)地球本身就是一个大磁体，地磁场的N极在地球南极附近，地磁场的S极在地球北极附近，磁感线分布如左下图所示.(2)在赤道平面上，距离地球表面等高的各点，强弱程度相同，且方向水平向北.(3)在北半球，地磁场的方向斜向下指向地面；在南半球，地磁场的方向斜向上背离地面.地磁场B的水平分量(B∥)总是从地球南极指向北极，而竖直分量(B⊥)则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下，如右下图所示.视野拓展地磁场从地心至磁层顶的空间范围内的磁场是地磁学的主要研究对象.人类对于地磁场存在的早期认识，来源于天然磁石和磁针的指极性.磁针的指极性是由于地球的北磁极（磁性为S极）吸引着磁针的N极，地球的南磁极（磁性为N极）吸引着磁针的S极.这个解释最初是英国W.吉伯于1600年提出的.吉伯所作出的地磁场来源于地球本体的假定是正确的,这已为1839年德国数学家C.F.高斯首次运用球谐函数分析法所证实.地磁场示意图图3-3-12地磁场是一个向量场.描述空间某一点地磁场的强度和方向，需要3个独立的地磁要素.常用的地磁要素有7个，即地磁场总强度F，水平强度H，垂直强度Z，X和Y分别为H的北向和东向分量，D和I分别为磁偏角和磁倾角,其中以磁偏角的观测历史为最早.在现代的北磁场观测中，地磁台一般只记录H、D、Z或X、Y、Z.近地空间的地磁场，像一个均匀磁化球体的磁场，其强度在地面两极附近还不到1高斯，所以地磁场是非常弱的磁场.地磁场强度的单位过去通常采用伽马（γ），即10高斯.1960年决定采用特斯拉作为国际测磁单位，1高斯=10特斯拉（T），1伽马=10特斯拉=1纳特斯拉（nT），简称纳特.地磁场虽然很弱，但却延伸到很远的空间，保护着地球上的生物和人类，使之免受宇宙辐射的侵害.地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分，它们在成因上完全不同.基本磁场是地磁场的主要部分，起源于地球内部，比较稳定，变化非常缓慢.变化磁场包括地磁场的各种短期变化，主要起源于地球外部，并且很微弱.地球的基本磁场可分为偶极子磁场、非偶极子磁场和地磁异常几个组成部分.偶极子磁场是地磁场的基本成分，其强度约占地磁场总强度的90%，产生于地球液态外核内的电磁流体力学过程，即自激发电机效应.非偶极子磁场主要分布在亚洲东部、非洲西部、南大西洋和南印度洋等几个地域，平均强度约占地磁场的10%.地磁异常又分为区域异常和局部异常，与岩石和矿体的分布有关.地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型.平静变化主要是以一个太阳日为周期的太阳静日变化，其场源分布在电离层中.干扰变化包括磁暴、地磁亚暴、太阳扰日变化和地磁脉动等，场源是太阳粒子辐射同地磁场相互作用在磁层和电离层中产生的各种短暂的电流体系.磁暴是全球同时发生的强烈磁扰，持续时间约为1—3天，幅度可达10纳特.其他几种干扰变化主要分布在地球的极光区内.除外源场外，变化磁场还有内源场.内源场是由外源场在地球内部感应出来的电流所产生的.将高斯球谐分析用于变化磁场，可将这种内、外场区分开.根据变化磁场的内、外场相互关系，可以得出地球内部电导率的分布.这已成为地磁学的一个重要领域，叫做地球电磁感应.地球变化磁场既和磁层、电离层的电磁过程相联系，又和地壳上地幔的电性结构有关，所以在空间物理学和固体地球物理学的研究中都具有重要的意义.。
高中物理选修三3.3几种常见的磁场
变式训练 1 关于电场线和磁感线的说法，正确的是( ) A．电场线越密的地方，同一电荷的电势能越大 B．电场线方向一定与电荷受力方向相同 C．磁感线起始于 N 极，终止于 S 极；电场线起始于正电荷， 终止于负电荷 D．磁感线是闭合曲线，而静电场中电场线不是闭合曲线
解析：A 错：电场线密的地方电场强度 E 大，电场强度 E 大的 地方电势不一定高，同一电荷的电势能不一定大．
【思考辨析】
(1)用铁屑可以演示磁体周围磁感线的分布，所以磁感线是客观 存在的．( × )
(2)磁感线所指的方向就是磁场的磁感应强度方向．( × ) (3)磁体的磁场和电流的磁场本质是一样的. ( √ ) (4)磁感应强度的单位是 T，也可以是 Wb/m2.( √ ) (5)某平面与磁场平行时，通过它的磁通量为零. ( √ ) (6)磁通量是矢量，其正、负表示磁通量的方向. ( × )
2．磁感线与电场线的比较： (1)从电场、磁场的概念理解两种场的相似点：都是切线表示 方向，疏密程度表示强弱． (2)从两种场线的区别理解两种场的区别：电场线有始终，磁感 线是闭合曲线．
警示 磁感线只是描述磁场的工具，没有磁感线的地方磁场可以照样 存在．磁场中每一点磁场的大小和方向是唯一确定的，所以不存在 磁感线相交的情况．
C 对：对于 U 形螺线管，左端为 S 极，右端为 N 极，故小磁 针 c 的 N 极指向正确．
D 错：对于直导线 AB，左侧磁感线垂直纸面向里，右侧磁感 线垂直纸面向外，因此小磁针 d 的 N 极指向错误．
【答案】 BC
变式训练 3 当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止 时北极指向读者的是( )
解析：通电直导线电流从左向右，根据右手螺旋定则，则有小 磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时北极背 离读者，故 A 错误；通电直导线电流竖直向上，根据右手螺旋定则， 磁场的方向为逆时针(从上向下看)，因此小磁针静止时北极背离读 者，故 B 错误；环形导线的电流方向如题图 C 所示，根据右手螺 旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁 针静止时北极指向读者，故 C 正确；根据右手螺旋定则，结合电流 的方向，则通电螺线管的内部磁场方向由右向左，则小磁针静止时 北极指向左，故 D 错误．
磁场的种类
磁场是围绕磁体或电流而存在的物理现象。
根据形成磁场的方式和性质，可以将磁场分为以下几种类型：
恒定磁场：也称为静磁场，指的是保持稳定的磁场，其强度和方向不随时间变化。
例如，磁铁所产生的磁场就是恒定磁场。
电磁场：由电流所产生的磁场被称为电磁场。
当电流通过导线或线圈时，会形成围绕导线或线圈的磁场。
电磁场具有与电流方向和大小相关的特性。
变化磁场：指磁场强度和方向随时间变化的磁场。
这种变化可以是周期性的，也可以是非周期性的。
变化磁场产生的电磁感应现象是电磁感应定律的基础。
自旋磁场：自旋磁场是与粒子的自旋运动相关的磁场。
自旋是微观粒子（如电子）的内禀属性，具有磁矩，因此可以产生磁场。
这些是磁场的一些常见种类。
磁场的研究和应用涉及许多领域，包括物理学、工程学和医学等。
磁场对于电磁感应、电磁波传播和磁性材料等方面有着重要的影响和应用。
3.3几种常见磁场(作者晓木)
2 B0 L2 2
2）通电导线的磁场
a）通电直导线
立体图
俯视图
正视图
b）环形电流的磁场
立体图
正视图
右侧视图
c）通电螺线管的磁场
立体图
横截面图
纵截面图
三 安培分子电流假说
1.内容： 在原子、分子内部存在着一种环形电流—分子电
流.分子电流使每一个物质微粒都成为微小的磁体，
它的两侧相当于两个磁极，这就是分子电流假说。
B
)
课堂练习
7．(多选)如图所示是等腰直角三棱柱，其平面ABCD为正方形，
边长为L，它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感 应强度为B0，则下列说法中正确的是( BCD ) A．穿过ABCD平面的磁通量大小为B0L2 B．穿过BCFE平面的磁通量大小为
C．穿过ADFE平面的磁通量大小为零 D．穿过整个三棱柱的磁通量为零
1T 1Wb m 1 N A m
课堂小结
一.磁感线特点 二.几种典型磁场磁感线：右手螺旋定则 1.条形磁铁和蹄形磁铁 三.安培分子电流假说 四.匀强磁场 五.磁通量 通电直导线
2.通电导线
环形电流
通电螺线管
产生
特点
1) Φ BS
2) Φ BS cos
3) Φ BS sin
2) Φ BS cos
匀强磁场
θ为S与垂直于磁场 方向的夹角
3) Φ BS sin
匀强磁场 ɑ为B与面积S的夹角
B S
ɑ
3.单位：韦伯Wb
1Wb=1T･m2
4.Φ 是标量，但有正负
B
S Φ = BS
5.磁通密度： B
S B Φ = -BS
几种常见的磁场
三、磁通量
磁通量的变化量
ΔΦ＝Φ2－Φ1
是某两个时刻穿过某个平面S的磁 通量之差，即ΔΦ取决于末状态的磁 通量Φ2与初状态磁通量Φ1的代数差。 磁通量的变化一般有三种形式: (1)B不变，S变化; (2)B变化，S不变; (3)B和S同时变化.
随堂演练
练习1、如图1，线圈平面与水平方向成θ角，磁感应线竖 直向下，设匀强磁场的磁感应强度为B，线圈面积为S，则 BScosθ Ф＝ _________ 练习2：如图1所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为 B的匀强磁场方向垂直,则穿过平面的磁通量为_____, 若从 BS 初始位置转过900角,则穿过线框平面的磁通量为_____, 若 0 从初始位置转过1800角,则穿过线框平面的磁通量变化为 2BS O _____ a
3、几种常见的磁场
高二物理
田军
学习目标
• 1.知道几种常见的磁场（条形磁铁、蹄形磁铁， 直线电流、环形电流、通电螺线管）及所形成的 磁感线分布的情况. • 2.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电 螺线管的磁感线的方向.
一、磁感线
（2）磁感线的特点
为了形象描述磁场强弱和方向而 假想的线 磁感线的疏密表示磁场强弱 电场线的特点 为了形象描述电场强弱和方向 而假想的线 电场线的疏密表示电场强弱
二、几种常见的磁场
形状 疏密 方向
二、几种常见的磁场
4、通电螺丝管的磁感线
二、几种常见的磁场
4、通电螺丝管的磁感线
磁感线的分布特征：其外部的磁感线与条形磁体的 磁感线相似，内部的磁感线与螺线管的轴线平行 安培定则： 用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电 流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线 的方向。
几种常见的磁场
方便，但是，绝不能认为磁感线是由细铁屑排列而成的．
工具
第三章
磁场
栏目导引
2．磁感线为何不能相交？
提示：磁场确定以后，空间任意一
点的磁场方向只有一个，也就是把小磁 针放在该点时N极的受力方向．假设有 两条磁感线在空间某点 P 相交了，则在 P 点将会有两个切线 方向，与该点切线方向表示磁场方向矛盾，磁场中任一点不
工具
第三章 磁场
栏目导引
解析：
答案：
B 磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，
【反思总结】
磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向．
工具
第三章
磁场
栏目导引
【跟踪发散】 正确的是( )
1－1：关于磁感线的描述，下列说法中
A．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，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
理、不同型号的仪器的规格、使用要求，弄清它测出的是磁
感应强度在哪个方向的分量．还可用磁传感器测量螺线管内 不同位置的磁感应强度；探究通电导线所形成的磁场；验证 安培定则．
工具
第三章
磁场
栏目导引
工具
第三章
磁场
栏目导引
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，且Ba＞Bb B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，且Ba＜Bb C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大 D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
可知A带正电，B带负电．所以D选项正确．
答案： BD
工具
第三章
磁场
栏目导引
【跟踪发散】
2－1：如图所示为磁场、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( )
几种常见的磁场
几种常见的磁场沁水中学贾浩杰教学目标知识与技能1、知道什么叫磁感线。
2、知道几种常见的磁场（条形、蹄形，直线电流、环形电流、通电螺线管）及磁感线分布的情况。
3、会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。
过程与方法通过实验和学生动手（运用安培定则）、类比的方法加深对本节基础知识的认识。
情感态度与价值观1、进一步培养学生的实验观察、分析的能力。
2、培养学生的空间想象能力。
教学重点会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向。
教学难点空间想象能力，从不同角度画各种磁场的磁感线。
教学方法教师启发、引导，学生观察、分析，思考、讨论，交流学习成果。
教学工具多媒体教学设备、课件、磁感线模拟演示仪。
教学过程导入新课投影复习:电场相关知识点磁场相关知识点[启发学生思考] 电场和磁场可类比学习记忆教师：我们怎样形象的描述电场呢？[启发学生思考回答] 用电场线。
教师：电场线有哪些特点？[启发学生思考回答] 假想曲线,不相交不闭合,切线表示电场方向,疏密表示电场强弱,从正电荷出发,终止与负电荷。
教师：既然用电场线可以形象地描述电场，我们能否用类似电场线的方法来直观的描述磁场呢？本节课我们就来探究运用磁感线描述几种常见磁场。
板书标题：几种常见的磁场推进新课一、目标自学课件投影自学任务1、什么是磁感线？怎么画？2、条形磁铁、蹄形磁铁磁感线分布具有什么特点？3、常见的通电导线按照形状分有几类？二、展示点拨1、磁感线：板书小标题：磁感线磁感线是在磁场中画出一些有方向的曲线,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。
(教师引导学生依据磁感线的定义画熟悉的条形磁铁的磁感线分布)2、几种常见的磁场条形磁铁演示1：实物台上展示条形磁铁周围摆放小磁针。
提示:小磁针静止时北极所指方向为该点磁场方向,也就是磁感线上该点的切线方向。
学生活动：画出满足磁感线要求的一条磁感线教师点拨：小磁针北极方向、曲线上该点的切线方向、该点的磁感应强度方向，三个方向的同一性。
几种常见的磁场(完美版)
一根软铁棒在磁场中被磁化.是因为 ( D ) A．软铁棒中产生了分子电流 B．软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失了
D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
5、匀强磁场
磁场强弱、方向处处相同的磁场 磁感线特点：一组间隔相同的平行直线 常见的匀强磁场: （1）相隔很近的两个异名磁极之间的磁场 （2）相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时， 其中间区域的磁场。
S
N
利用安培的假说解释一些磁现象
N
S
安培分子电流假说意义 1.成功的解释了磁化现象和磁体消磁现象 2.安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系
3.安培的分子电流假说揭示了磁性的起源，认 识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运 动的电荷产生的
关于磁现象的电本质，下列说法中正确的 是( B ) A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必 有磁 B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起 源于电荷的运动 C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的 D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总 是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性
b
B c θ d
3．关于磁通量，下列说法中正确的是( C )
A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量 B．磁通量越大，磁感应强度越大 C．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零 D．磁通量就是磁感应强度 4．一块磁铁从高处掉到地上，虽然没有断，但磁性变弱了，这是因为 ( B ) A．磁铁被磁化了 C．磁铁是非磁性物质 B．磁铁因剧烈震动而退磁了 D．磁铁是软磁性材料
思考1.沿磁感线的方向，磁场是减弱 吗？
解析：不一定。磁感线的方向与磁场 的强弱没有关系，所以无法判定磁场是 否减弱．
1.下列关于磁感线的叙述，正确的是( C )
物理3-1 3.3几种常见的磁场
Wb N 1T=1 m2 =1 A· m
练习
1、一个磁场的磁感线如图所示，在磁场中的 两点A和B上，磁场的强弱和方向是否相同？
练习
2、通电螺线管内部与管口外相比，哪里的磁感应强 度 比较大？你是根据什么判断的？
小结
1、可以用磁感线来描述磁场，不同磁体周围磁感线 不同 2、电流周围磁感线的分布可以用右手定则来表示 3、安培分子电流假说解释了磁的本质 4、强弱、方向处处相同的磁场叫匀强磁场 5、磁通量的大小可以表示为Φ=BS
3．单位： 特斯拉，简称，特（T）
１T＝１N/Ａ· m
4．方向：
磁感应强度是矢量，方向与该点磁场的方向一致。 亦即小磁针Ｎ极受力方向。 磁感应强度B由磁场本身决定，与放入的通电导 线 L 、通电电流 I 、与安培力 F 无关。
匀强磁场：磁场的某一区域里，磁感应强度的 大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。
匀强磁场
相隔一定距离的两个 平行放置的线圈通电时， 其中间区域的磁场也是匀 强磁场。这种装置在电子 仪器中常常用到
磁通量
研究电磁现象时，常常还要讨论穿过某一面积的磁 场和它的变化，为此引入了一个新的物理量——磁通量 B——磁感应强度 S——面积
磁通量：
Φ=BS
磁通量
如果磁场B不与我们研究的平面垂直，那么我们 用这个面在垂直于磁场B的方向的投影面积Sˊ与B 的乘积来表示磁通量
学习目标
1、知道什么是磁感线及如何用磁感线来描述磁场
2、了解几种常见的磁场的磁感线分布规律，会用 右手定则判断磁场方向 3、了解安培分子电流假说的内容 4、知道什么是匀强磁场 5、知道什么是磁通量
结论：F方向，既跟磁感应强度B的方向垂直， 又跟电流I的方向垂直。
几种常见的磁场 课件
2.磁通量. （1）定义：匀强磁场磁感应强度 B 与磁场方向垂直 的平面面积 S 的乘积，叫作穿过这个面积的磁通量. （2）表达式：Φ＝BS.单位：Wb.1 Wb＝1 T·m2. （3）引申：B＝ΦS ，因此磁感应强度 B 又叫磁通密 度.
拓展一 对磁感线的理解
1.在磁场中放一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细 铁屑，细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”，轻敲玻璃板， 使铁屑能在磁场作用下转动.铁屑静止时有规则地排列起 来，显示出磁感线的形状.通过这个现象说明磁感线是真实 存在的，对吗？
【典例 2】 如图所示，两根垂直纸面平 行放置的直导线 a 和 b，通有等值电流.在纸面 上距 a、b 等远处有一点 P，若 P 点合磁感应 强度 B 的方向水平向左，则导线 a、b 中的电 流方向是（ ）
A.a 中向纸里，b 中向纸外 B.a 中向纸外，b 中向纸里 C.a、b 中均向纸外 D.a、b 中均向纸里
几种常见的磁场
知识点一 磁感线 提炼知识 1.定义：用来形象描述磁场的强弱及方向的假想曲线. 2.特点： （1）磁感线的疏密表示磁场的强弱. （2）磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度 的方向.
知识点二 几种常见的磁场 提炼知识 1.直线电流的磁场方向的判断：右手握住导线，让伸 直的大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. 2.环形电流的磁场方向的判断：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 形导线轴线上磁感线的方向.
提示：不对，磁感线像电场线一样都是假想出来的，是 不存在的，但磁场是真实存在的，所以呈现有规律的排列.
2.有同学认为磁感线总是从磁体北极指向南极，你认 为对吗？
提示：不对，在磁体外部磁感线从磁体北极指向南 极， 而在磁体内部，磁感线是从南极指向北极.
几种常见的磁场 课件
(2)若某个平面内有不同方向的磁场存在，计算穿过这个面 的磁通量时，先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量 为负，这个平面内的总磁通量等于平面内各个方向的磁通量的 代数和，即“净磁通量”。
4. 与磁感应强度的关系 (1)磁感应强度 B 主要描述磁场中某点的磁场情况，与位置 对应；而磁通量用来描述磁场中某一个给定面上的情况，它与给 定面对应。 (2)由 Φ＝BS 得 B＝ΦS ，此为磁感应强度的另一定义式，表 示穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁感线条数，所以 B 又叫 作磁通密度。
二|典题研析 例 3 如图所示，线圈平面与水平方向夹角 θ＝60°，磁感线 竖直向下，线圈平面面积 S＝0.4 m2，匀强磁场磁感应强度 B＝ 0.6 T，则穿过线圈的磁通量 Φ 为多少？把线圈以 cd 为轴顺时针 转过 120°角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？
1.磁感线与平面不垂直时：Φ＝________。 提示：BSsinθ 2．磁通量的正、负的含义是什么？ 提示：磁通量的正、负表示磁通量从某一个面穿入还是穿出， 不是矢量。若规定穿入为正，则穿出为负，反之亦然。
一|重点诠释 1. 计算 (1)匀强磁场，磁感线与平面垂直时：Φ＝BS。 (2)匀强磁场，磁感线与平面不垂直时：Φ＝BSsinθ，公式中 的 θ 是平面与磁感线的夹角，Ssinθ 是平面在垂直于磁感线方向 的投影面积。
2. 与磁感线的关系 规定单位面积上的磁感线的条数等于 B 时，磁通量就等于 穿过平面的磁感线的条数，且为穿过平面的磁感线的净条数。 3. 磁通量的标矢性 (1)磁通量是标量，但有正、负之分，磁通量的正、负既不 表示大小，也不表示方向，它表示磁通量从某一个面穿入还是穿 出，若规定穿入为正，则穿出为负，反之亦然。
四、磁通量 1. 定义 匀强磁场中 磁感应强度 B 和与 磁场方向垂直 的平面 面积 S 的乘积，即 Φ＝BS。
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（四）巩固新课（1）复习本节内容（2）阅读“科学漫步”
（3）指导学生完成“问题与练习”1--4
教后
反思
3．会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。
4．知道安培分子电流假说，并能解释有关现象
5．理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场
6．理解磁通量的概念并能进行有关计算
（二）过程与方法
通过实验和学生动手（运用安培定则）、类比的方法加深对本节基础知识的认识。
（三）情感态度与价值观
1.进一步培养学生的实验观察、分析的能力.
（1）条形、蹄形磁铁，同名、异名磁极的磁场周围磁感线的分布情况（图1、图2）
（2）电流的磁场与安培定则
①直线电流周围的磁场
在引导学生分析归纳的基础上得出
○直线电流周围的磁感线：是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上.（图3）
○直线电流的方向和磁感线方向之间的关系可用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：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.
5.磁通量
（1）定义：磁感应强度B与线圈面积S的乘积，叫穿过这个面的磁通量（是重要的基本概念）。
（2）表达式：φ=BS
【注意】①对于磁通量的计算要注意条件，即B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度，S是线圈面积在与磁场方向垂直的平面上的投影面积。
②磁通量是标量，但有正、负之分，可举特例说明。
（3）单位：韦伯，简称韦，符号Wb 1Wb = 1T·m2
③通电螺线管的磁场.
○通电螺线管磁场的磁感线：和条形磁铁外部的磁感线相似，一端相当于南极，一端相当于北极；内部的磁感线和螺线管的轴线平行，方向由南极指向北极，并和外部的磁感线连接，形成一些环绕电流的闭合曲线（图5）
○通电螺线管的电流方向和它的磁感线方向之间的关系，也可用安培定则来判定：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向和电流的方向一致，则大拇指所指的方向就是螺线管的北极（螺线管内部磁感线的方向）.
②环形电流的磁场
○环形电流磁场的磁感线：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（图4）。
［教师引导学生得］
○环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和和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中心轴线上磁感线的方向.
C、磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。
D、磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小
【演示】用铁屑模拟磁感线的形状，加深对磁感线的认识。同时与电场线加以类比。
【注意】①磁场中并没有磁感线客观存在，而是人们为了研究问题的方便而假想的。
②区别电场线和磁感线的不同之处：电场线是不闭合的，而磁感线则是闭合曲线。
2013～2014学年度第二学期教案
年级：ZX-11学科：WL主备人：汪转云复备人：
编写时间：2013-09-15编号：006
课题
几种常见的磁场
学习
目标
（一）知识与技能
1．知道什么叫磁感线。
2．知道几种常见的磁场（条形、蹄形，直线电流、环形电流、通电螺线管）及磁感线分布的情况
4．匀强磁场
（1）匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线。
（2）两种情形的匀强磁场：即距离很近的两个异名磁极之间除边缘部分以外的磁场；相隔一定距离的两个平行线圈(亥姆霍兹线圈)通电时，其中间区域的磁场P92图3.3-7，图3.3-8。
2.培养学生的空间想象能力.
重点
1．会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向.
2．正确理解磁通量的概念并能进行有关计算
难点
1．会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向.
2．正确理解磁通量的概念并能进行有关计算
教学
课时
1.5
教具
器材
多媒体、条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、学生电源
③电流磁场（和天然磁铁相比）的特点：磁场的有无可由通断电来控制；磁场的极性可以由电流方向变换；磁场的强弱可由电流的大小来控制。
【说明】由于后面的安培力、洛伦兹力、电磁感应与磁感应强度密切相关，几种常见磁场的磁感线的分布是一个非常基本的内容，不掌握好，对后面的学习有很大影响。
3．安培分子电流假说
（1）安培分子电流假说（P92）
解析：小磁针N极的指向即为该处的磁场方向，所以在螺线管内部磁感线方向由a→b，根据安培定则可判定电流由c端流出，由d端流入，故c端为电源的正极，d端为负极.
注意：不要错误地认为螺线管b端吸引小磁针的N极，从而判定b端相当于条形磁铁的南极，关键是要分清螺线管内、外部磁感线的分布.
2.如图所示，当线圈中通以电流时，小磁针的北极指向读者.试确定电流方向.
教学
流程
活动记录
复备栏
提问复习
引T展示
PPT展示
作业布置
（一）复习引入
要点：磁感应强度B的大小和方向。
［启发学生思考］电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？
［学生答］磁场可以用磁感线形象地描述.-----引入新课
（老师）类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向，同样，也可以用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向
【说明】“假说”，是用来说明某种现象但未经实践证实的命题。在物理定律和理论的建立过程中，“假说”，常常起着很重要的作用，它是在一定的观察、实验的基础上概括和抽象出来的。安培分子电流的假说就是在奥斯特的实验的启发下，经过思维发展而产生出来的。
（3）磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的．
（4）磁感应强度的另一种定义（磁通密度）:即B =φ/S
上式表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，并且用Wb/m2做单位（磁感应强度的另一种单位）。所以：1T = 1 Wb/m2= 1N/A·m
（三）小结：对本节各知识点做简要的小结。并要求学生课外按P88-p89【做一做】
巩固练习
1.如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右.试判定电源的正负极.
2．几种常见的磁场
【演示】
①用铁屑模拟磁感线的演示实验，使学生直观地明确条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电环形电流、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)各自的磁感线的分布情况(磁感线的走向及疏密分布)。
②用投影片逐一展示:条形磁铁（图1）、蹄形磁铁（图2）、通电直导线（图3）、通电环形电流（图4）、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)（图5）、※辐向磁场（图6）、还有二同名磁极和二异名磁极的磁场。
（二）新课讲解
【板书】1．磁感线
（1）磁感线的定义
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，这样的曲线叫做磁感线。
（2）特点：
A、磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是从北极出来，回到磁铁的南极，内部是从南极到北极.
B、每条磁感线都是闭合曲线，任意两条磁感线不相交。
对分子电流，结合环形电流产生的磁场的知识及安培定则，以便学生更容易理解“它的两侧相当于两个磁极”，这句话；并应强调“这两个磁极跟分子电流不可分割的联系在一起”，以便使他们了解磁极为什么不能以单独的N极或S极存在的道理。
（2）安培假说能够解释的一些问题
可以用回形针、酒精灯、条形磁铁、充磁机做好磁化和退磁的演示实验，加深学生的印象。举生活中的例子说明，比如磁卡不能与磁铁放在一起等等。