2018-2019学年物理人教版选修3-1课件：第三章第3节 几种常见的磁场

2．(多选)如图为某磁场中的磁感线，则( )
A．a、b 两处磁感应强度大小不等，Ba＞Bb B．a、b 两处磁感应强度大小不等，Ba＜Bb C．同一小段通电导线放在 a 处时受力一定比 b 处时大 D．同一小段通电导线放在 a 处时受力可能比 b 处时小 答案：AD
常见磁场磁感线的分布规律
1．磁体周围的磁感线形状
2．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． 3．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)．
条形磁铁 蹄形磁铁 同名磁极间 异名磁极间
分
布
图
分
关于两磁极
关于两磁极的
布 关于条形 关于磁铁的
连线及连线
连线及连线的
规 磁铁对称 中轴线对称
的中垂线对
中垂线对称
律
称
2．三种常见的电流的磁感线形状
安培定则
立体图
横截面图 纵截面图
直线 电流
以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏， 磁场越弱
安培定则
命题视角 3 磁感线和电场线的比较 (多选)下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是
() A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线 B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线 是可以相交的 C．电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线 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
3．常见永磁体的磁场
4．磁感线与电场线的比较
比较项目
磁感线
电场线
相
为了形象地描述
为了形象地描述电场的方向和
同 意义 磁场的方向和强
强弱而假想的线
点
弱而假想的线
比较项目
磁感线
电场线
方向 相 同 点 疏的 磁场方向
表示磁场强弱 在空间不相交、 不相切、不中断
闭合曲线
立体图 横截面图 纵截面图
环形 电流
内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
通电
螺线 管
内部为匀强磁场且比外部强，方向由 S 极指向 N 极， 外部类似条形磁铁，由 N 极指向 S 极
命题视角 1 对安培定则的应用 如图所示，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某
处小磁针静止时 N 极的指向或磁感线方向．请画出对应的磁 感线(标上方向)或电流方向．
做一做 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
提示：选 A．磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方 向，即小磁针静止时北极所指的方向，A 对；磁感线是为了 形象地描述磁场而假想的一簇有方向的闭合曲线，实际上并 不存在，细铁屑可以显示出其形状，但那并不是磁感线，B 错；磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线是假想的、人为 画出的曲线，两条磁感线的空隙处也存在磁场，C 错；在磁 铁外部磁感线从 N 极到 S 极，在内部从 S 极到 N 极，磁感线 不相交，所以 D 错．
线上各点的切线方向就是该点 的电场方向
表示电场强弱 除电荷处外，在空间不相交、 不相切、不中断 始于正电荷或无穷远处，止于 负电荷或无穷远处．不闭合的 曲线
5．匀强磁场 (1)定义：磁感应强度的大小、方向处处相同的磁场． (2)磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线． (3)实例：
命题视角 1 对磁感线的理解 (多选)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特殊物质 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．磁感线总是从磁体的 N 极出发，到 S 极终止 D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的
四、匀强磁场 磁通量 1．匀强磁场 (1)定义：强弱、方向处处__相__同__的磁场． (2)特点：磁感线是间隔__相__同__的平行直线． (3)来源：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，除边缘部分 外，可以认为是_匀__强___磁场．通电螺线管内部磁场也可以认 为是__匀__强__磁场．
2．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 过这一面积的磁通量． (2)单位：韦伯，简称韦，符号为 Wb，1 Wb＝1 T·m2． (3)磁通密度：由 Φ＝BS 得 B＝ΦS ，磁感应强度等于穿过 _单__位__面___积__的磁通量，所以也叫__磁__通__密__度__．
命题视角 2 磁感线的应用 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，其切 线方向表示磁场的方向，疏密表示磁场的强弱．
[解析] 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． [答案] B
[思路点拨] 用安培定则判断电流及其周围磁场的方向的关系．
[解析] 如果已知电流的方向，可用右手螺旋定则判断磁感线 的方向．如果已知小磁针静止时 N 极指向，那么小磁针 N 极 所指方向就是磁感线方向． [答案]
命题视角 2 磁场叠加时磁感应强度的计算 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
(4)电流周围各点的磁感应强度的大小与电流大小和离电流的 远近有关．( √ ) (5)在匀强磁场中，a 线圈的面积比 b 线圈的大，则穿过 a 线 圈的磁通量一定比穿过 b 线圈的磁通量大．( × )
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含义相同吗？ 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．
[解析] 电场线与磁感线分别是为了形象描述电场、磁场而引 入的假想线，实际不存在，A 错误．两种场线的切线方向均 表示相应的场方向，两种场线都不会相交，B 错误．电场线 起始于正电荷或无限远、终止于无限远或负电荷，而磁感线 在磁体外部由 N 极指向 S 极，在磁体内部由 S 极指向 N 极， 组成闭合曲线，C 正确．电场线越密，表示该处电场越强； 磁感线越密，表示该处磁场越强，D 正确． [答案] CD
三、安培分子电流假说 1．内容：安培认为：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__．(如图所示)
2．对磁现象的解释 (1)磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流 的取向__杂__乱__无__章__，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性； 当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得 __大__致__相__同__，两端对外界显示较强的磁作用，形成磁极，软 铁棒就被磁化了． (2)磁体的消磁：磁体受到高温或猛烈敲击时，即在激烈的热 运动或机械运动影响下，分子电流取向又变得__杂__乱__无__章__， 磁体磁性消失．
一、磁感线 1．如果在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的 __切__线__方__向__都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线 就叫做__磁__感__线__． 2．在磁体两极附近，磁场较_强__，磁感线较_密__．
二、几种常见的磁场 1．直线电流的磁场：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．
[解析] 条形磁铁内部磁感线从 S 极到 N 极，选项 C 错误； 磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一组有方向的闭合的 曲线，实际上并不存在，所以选项 D 错误；磁场是一种客观 存在的特殊物质，所以选项 A 正确；磁感线上每一点的切线 方向表示磁场方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，小磁针 北极受力方向和静止时北极所指方向均为磁场方向，所以选 项 B 正确． [答案] AB
对磁感线的理解 1．磁感线：在磁场中画出的一些有方向的曲线，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． 2．磁感线的特点 (1)磁感线是假想的，不是真实存在的线． (2)磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场方向． (3)磁感线是闭合曲线． (4)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱． (5)磁感线不能相交或相切．
【题组突破】 1．下列关于磁感线的叙述，正确的是( ) A．磁感线是真实存在的，细铁屑撒在磁铁附近，我们看到 的就是磁感线 B．磁感线始于 N 极，终于 S 极 C．磁感线和电场线一样，不能相交 D．沿磁感线方向磁场逐渐减弱
解析：选 C．磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一组有 方向的线，线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向，曲 线的疏密程度表示磁场的强弱．在磁铁外部磁感线从 N 极出 发回到 S 极，在磁铁内部磁感线从 S 极出发回到 N 极，磁感 线不相交，故选项 C 正确．
判一判 (1)在磁场中放一块玻璃板，玻璃板上均匀地撒 一层细铁屑，轻敲玻璃板，铁屑就会有规则地排列起来，这 就是磁感线的形状，因而磁感线是真实存在的．( × ) (2)磁感线可以表示磁场的方向和强弱，磁感线从磁体的 N 极 出发，终止于 S 极．( × ) (3)用安培提出的分子电流假说可以解释直线电流的磁场和软 铁棒被磁化的现象．( × )
[思路点拨]
[解析] 因为通电直导线周围磁场的磁感线是多组以导线上 各点为圆心垂直于导线的同心圆，所以直导线 a 中电流在 P 处激发的磁场方向垂直于 a、P 连线，直导线 b 中电流在 P 处激发的磁场方向垂直于 b、P 连线．又因为 P 点合磁感应 强度 B 的方向水平向左．所以由矢量合成法则可知，a 中电 流在 P 处激发的磁场方向垂直 aP 向下，b 中电流在 P 处激发 的磁场方向垂直 bP 向上，再根据安培定则很容易判断 a、b 中的电流方向，a 中向纸里，b 中向纸外，故选 A． [答案] A
第三章 磁 场
第 3 节 几种常见的磁场
第三章 磁 场
1．知道磁感线的定义和特点，了解几种常见磁场的磁 感线分布． 2．会用安培定则判断直线电流、环形电流和通 电螺线管的磁场方向． 3．知道磁现象的电本质，了解安培 分子电流假说． 4．知道磁通量的定义，知道 Φ＝BS 的适 用条件，会用这一公式进行计算．
1．小磁针在磁场中受力的判断方法 (1)当小磁针处于磁体产生的磁场中时，可根据同名磁极相斥、 异名磁极相吸来判断小磁针的受力方向． (2)当小磁针处于直线电流的磁场中时，应根据小磁针 N 极所 指方向与通过该点的磁感线的切线方向相同，来判断小磁针 的受力方向． 2．磁场叠加的方法：磁感应强度是矢量，当空间存在几个磁 体(或电流)时，每一点的磁感应强度为各个磁体(或电流)在该 点产生磁感应强度的矢量和．磁感应强度叠加时遵循平行四 边形定则．