3.3几种常见的磁场 课件(人教版选修3-1)

[解析]
在条形磁铁的周围，磁感线是从N极出发，经外空
间磁场由S极进入磁铁内部．在磁铁内部的磁感线从S极指向N 极，又因磁感线是闭合的平滑曲线，所以条形磁铁内外磁感线 条数一样多，从下向上穿过A、B环的磁感线条数一样多，而从 上向下穿过A环的磁感线多于B环，则从下向上穿过A环的净磁 感线条数小于B环，所以通过B环的磁通量大于通过A环的磁通 量．
想一想
在用安培定则判断通电直导线和通电螺线管的磁
感线方向时，大拇指和四指的指向所代表的意义相同吗？ 提示：不相同．在判定通电直导线磁感线的方向时，大拇 指指向电流的方向，四指指向磁感线的方向．在判定通电螺线 管磁感线的方向时，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向螺 线管内部磁感线的方向.
二、安培分子电流假说 1. 分子电流假说 安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种
2. 几种常见的磁场 (1)磁铁的磁场．
(2)三种常用的电流的磁场.
(1)环形电流和通电螺线管的磁场具有极性，而通电直导线 的磁场没有极性． (2)放置在螺线管内的小磁针受力方向按磁感线方向判断， 不能根据螺线管的极性判断．
典题研析 例1 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，Ba＞Bb B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb C．a、b两处磁场方向一定相同 D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零 [思路点拨] 磁感线是人们为描述磁场而人为画出的线，
01课前自主学习
一、磁感线和几种常见的磁场 1. 磁感线 (1)定义：用来形象描述磁场强弱和方向的 假想曲线 (2)特点：①磁感线的 疏密程度 表示磁场的强弱．磁场强的 地方，磁感线 较密 ；磁场弱的地方，磁感线 较疏 ②磁感线某 点的 切线方向 表示该点磁感应强度的方向．
2. 直流电流的磁场 直线电流的磁场方向可以用 安培定则 来表示：右手握住导 线，让伸直的 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 这个规律也叫 右手螺旋定则
2．定性判断 磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”，当有不 同方向的磁场同时穿过同一面积时，此时的磁通量为各磁场穿 过该面磁通量的代数和．
[示例] 如图所示，在条形磁铁中部垂直套有A、B两个圆 环，设通过线圈A、B的磁通量为ΦA、ΦB，则( A．ΦA＝ΦB B．ΦA＜ΦB C．ΦA＞ΦB D．无法判断 )
没有磁感线的地方，磁感应强度就为零吗？
提示：不为零．磁感线是为了形象地描述磁场而假想的曲 线．用磁感线描述磁场时，磁感线稀疏的地方磁感应强度小， 磁感线密集的地方磁感应强度大，但是磁场中没画磁感线的地 方磁感应强度不一定为零.
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.
第三章
磁场
第3节 几种常见的磁场
课堂目标定位 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.
背核心语句 1. 磁感线是假想的线，磁感线可以定性地描述磁场的强弱 和方向． 2．电流的磁场方向可由右手螺旋定则(或安培定则)判定． 3．磁体的磁性可由安培分子电流假说来解释． 4．磁通量的大小为：Φ＝BS，磁感应强度也可叫做磁通密 度．
式中Scosθ即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称 为“有效面积”(如图所示)．
(3)磁通密度：磁感线越密的地方，穿过垂直单位面积的磁 感线条数越多，反之越少，因此穿过单位面积的磁通量——磁 通密度，它反映了磁感应强度的大小，在数值上等于磁感应强 Φ Wb N 度，B＝ S ，1 T＝1 ＝1 . m2 A· m (4)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，仅是为了计算方便而引入的．
环形电流，即分子电流．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
2. 分子电流假说意义 能够解释 磁化 以及退磁 现象，解释磁现象的电本质．
判一判
(1)一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁
作用都是电流或动电荷之间通过磁场而发生的相互作 用．( )
(2)除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生 的．( )
C．电场线是不闭合的曲线，而磁感线是闭合曲线 D．电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方， 磁场也越强
(4)静止的电荷周围就没有磁场，只有运动电荷才能产生磁 场，故(4)错误.
三、匀强磁场 1. 定义
强弱、方向 处处相同的磁场．
2. 磁感线 间隔相同的 平行直线 3. 实例 距离很近的两个平行的 异名磁极 之间的磁场，相隔适当距 离的两个平行放置的 通电线圈 磁场． ，其中间区域的磁场都是匀强
想一想
2. 拓展 磁场B与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场B方向 的 投影面积S′ 与B的乘积表示磁通量． 3．单位 国际单位制中单位是韦伯，简称韦，符号是Wb,1 Wb＝
1T· m2
4．引申 Φ B＝ S ，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此 磁感应强度B又叫磁通密度
想一想
有时磁感线由平面一侧穿入，有时磁感线由平面
(3)根据安培的分子电流假说，在外界磁场作用下，物体内 部分子电流取向变得大致相同时，物体就被磁化，两端形成磁 极．( )
(4)磁就是电，电就是磁，有磁必有电，有电必有 磁．( )
提示：(1)安培的分子电流假说告诉我们所有的磁现象的本 质都是起源于电流或运动电荷，故(1)正确． (2)永久磁体显磁性的原因是内部分子电流分布是有规律 的．因此，永久磁铁产生的磁场也是由电流产生的，故(2)错 误． (3)物体被磁化是因为在外界磁场作用下，物体内部分子电 流取向变得大致相同，从而使两端形成磁极，故(3)正确．
3．环形电流的磁场 环形电流的磁场可用另一种形式的安培定则表示：让右手 弯曲的四指与 环形电流 的方向一致，伸直的拇指所指的方向就 是环形导线轴线上磁感线的方向．
4．通电螺线管的磁场 右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与电流方向一 致，拇指所指的方向就是螺线管 内部 磁感线的方向或拇指指向 螺线管的N极(如图所示)．
典题研析 例2 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 转动120° 角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？
[思路点拨] 解答本题时，可按以下思路分析： 确定垂直B 用Φ＝BS⊥ 求磁通量 ⇒ ⇒ 的变化量 的面积S⊥ 求磁通量 [规范解答] 线圈在垂直磁场方向上的投影面积 1 2 S⊥＝Scos60° ＝0.4× m ＝0.2 m2. 2 穿过线圈的磁通量Φ＝BS⊥＝0.6×0.2 Wb＝0.12 Wb.
其方向表示磁场的方向，疏密表示磁场的强弱．
[规范解答]
由题图可知b处的磁感线较密，a处的磁感线
较疏，所以Ba<Bb，故A错，B对．磁场中某点的磁场方向与磁 感线在该点的切线方向相同，由图判断，a、b两点磁场方向不 同，故C错．磁感线是用来描述磁场的，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．故选B.
(2)静磁场的磁感线与静电场的电场线的比较.
(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．
另一侧穿入．如何区别从不同方向穿入的磁通量呢？ 提示：可用磁通量的正、负表示．若规定磁感线由某一方 向穿入时磁通量为正，则由另一方向穿入时磁通量为负．反之 亦然．磁通量虽然有正负，但磁通量是标量．
02课堂合作探究
考点一
对磁感线的进一步理解
1.磁场是真实存在的吗？ 2．磁感线是假想的吗？
重点诠释 1．对磁感线的进一步理解 (1)磁感线的特点． ①为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在． ②磁感线的疏密表示磁场的强弱． ③磁感线的方向：磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S 极指向N极． ④磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．
[变式训练]
关于磁感线的说法，正确的是(
)
A．磁感线总是从磁体的N极出发指向S极 B．磁感线可以表示磁场的强弱和方向 C．细铁粉撒在磁铁附近，我们看到的就是磁感线，所以 磁感线是真实存在的 D．沿磁感线方向磁场减弱
[解析]
磁感线是闭合曲线，在磁体外部是从N极到S极，
内部是由S极到N极，故A项错．用磁感线可形象描述磁场的强 弱和方向，即疏密表示强弱，各点的切线方向表示该点的磁场 方向．磁场中各点的方向即为处在该点的小磁针N极的受力方 向，故B项正确．磁感线是为研究问题方便而假想的曲线，实 际不存在，故C项错．磁感线的疏密表示磁场强弱，磁场强弱 与磁感线的方向无关，D项错．
圈的磁通量最大．
[答案] (1) 零 (2)0°
解题技巧 1.定量计算
磁通量大小的判断
通过公式Φ＝BS来定量计算，计算磁通量时应注意的问 题： (1)明确磁场是否为匀强磁场，知道磁感应强度的大小．
(2)平面的面积S应为磁感线通过的有效面积．当平面S与磁 场方向不垂直时，应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹 角，准确找出垂直面积． (3)线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关，即磁通量的大 小不受线圈匝数的影响．
线圈以cd为轴顺时针方向转过120° 角后变为与磁场垂直， 但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时 通过线圈的磁通量 Φ2＝－BS＝－0.6×0.4 Wb＝－0.24 Wb. 故磁通量的变化量 ΔΦ＝|Φ2－Φ|＝|－0.24－0.12| Wb＝0.36 Wb.