第三章《磁场》

第三章《磁场》
第三节 《几种常见的磁场》
复习回顾： 复习回顾：
为描述磁场的强弱和方向， 1、 为描述磁场的强弱和方向，我们引入 了什么物理量？ 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 电场线可以形象的描述电场强度E 小和方向， 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？ 应强度的大小和方向呢？
Ｉ 表示垂直于 纸面向外 表示垂直于 纸面向里
俯视图
左视图
3）环形电流的磁场的磁感线 安培定则(2): (2):让右手弯曲的四指与环形电 安培定则(2):让右手弯曲的四指与环形电 流的方向一致, 流的方向一致,伸直的拇指Hale Waihona Puke Baidu指的方向就是环形 导线轴线上磁感线的方向. 导线轴线上磁感线的方向.
4）通电螺线管的磁场的磁感线
O’
安培定则
2）直线电流的磁场的磁感线： 直线电流的磁场的磁感线： 安培定则(1):右手握住导线, (1):右手握住导线 安培定则(1):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 所指的方向与电流方向一致, 方向就是磁感线环绕的方向.(右手螺旋定则) .(右手螺旋定则 方向就是磁感线环绕的方向.(右手螺旋定则)
四、安培分子电流假说
磁体为什么会有磁性？
法国学者安培提出了著名的分子电流假说 在原子、分子等物质微粒的内部,存在着 在原子、分子等物质微粒的内部, 一种电流-分子电流. 一种电流-分子电流.分子电流使每个物质微粒 都成为微小的磁体, 都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极
S
N
利用安培的假说解释一些磁现象
I
例题7：在图中，已知磁场的方向，试画出 产生相应磁场的电流方向
X
·
N S
六、磁通量 定义： 在磁感应强度为B的匀强磁场当中，有一 个与磁场方向垂直的平面S，B和S的乘积叫做 穿过这个面积的磁通量 公式: Φ＝BS 单位：韦伯 符号：Wb
由于
B =
1Wb=1T·m2
Wb m2
φ
S
其单位也可写为
故磁感应强度也叫做磁通密度 故磁感应强度也叫做磁通密度
例题3 例题3：如图，当电流通过线圈时， 磁针A 磁针A的N极指向哪里？磁针B的N极指向哪里？ 极指向哪里？磁针B 磁针A 磁针A的N极指向外
I
磁针B 磁针B的N极指向里
A
B
例题4：如图所示,a、b、c三枚小磁针分别在 通电螺线管的正上方、管内和右侧,当这些小磁 针静止时,小磁针N极的指向是 （ C ） 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
通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加.所 通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加. 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 内部的磁场的方 磁场,这时,拇指所指的方向是螺线管内部的磁场的方 向.
I
三、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。 在磁体的外部磁感线由N极发出，回到S极。 在磁体的内部磁感线则由S极指向N极 (3)磁感线不能相交或相切 (4)磁感线的疏密表示磁场的强弱 (5)磁感线上每一点的切线方向即为该点的 磁场的方向
一. 磁感线 问题】磁场中各点的磁场方向如何判定呢? 【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, 将一个小磁针放在磁场中某一点,小 静止时 北极N所指的方向, 磁针静止 磁针静止时,北极N所指的方向,就是该点的 磁场方向. 磁场方向.
一. 磁感线 如何形象地描述磁场中各点的磁场方向? 形象地描述磁场中各点的磁场方向 如何形象地描述磁场中各点的磁场方向? 定义： 1、定义： 磁感线是在磁场中画出一些有方向的 曲线, 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。 点的磁感应强度的方向一致。
例题1 如图所示， 例题1：如图所示，一束带电粒子沿水平 方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行， 方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行， 能使小磁针的N极转向读者， 能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒 子可能是（ 子可能是（ ） BC A.向右飞行的正离子束 A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束 C.向右飞行的负离子束 C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束
例题11：如图所示,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 _____,若使框架绕OO’转过60度角则穿过线框平面的 BS 磁通量为_________,若从初始位置转过90度角,则穿 BS/2 过线框平面的磁通量为_____,若从初始位置转过180 0 O 度角,则穿过线框平面的磁通量变化为_______ 2BS
例题10：如图所示，两个同心放置的共面金属 圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂 直， 则穿过两环的磁通量Фa和Фb大小关系为 ( A ) A.均向上，Фa＞Фb B.均向下，Фa＜Фb C.均向上，Фa＝Фb D.均向下，无法比较
6.磁通量的变化 磁通量变化ΔФ ＝Ф2－Ф1是某两个时刻穿过某个 平面S的磁通量之差，即ΔФ取决于末状态的磁通 量Ф2与初状态磁通量Ф1的代数差 磁通量的变化一般有三种形式 1、B不变，有效面积S变化 2、B变化，S不变 3、B和S同时变化
对公式的理解 1.B是匀强磁场或可视为匀强磁场 的磁感应强度 2.公式只适用于S⊥B，若S与B不垂 直，则S为垂直与磁场方向的投影 面积 当磁场B⊥S垂直,磁通量最大Φ=BS 当磁场B与面积S不垂直, Φ<BS 当B∥S时,磁通量最小Φ=0
例题8：面积S＝0.5m2的闭合金属圆线圈处 于磁感应强度 B=0.4T的匀强磁场中，当磁 场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是 0.2Wb _______；当金属圆环转过90°，环面与磁 0 场平行时，穿过环面的磁通量是_______
例题6：一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
五、匀强磁场 磁场强弱、方向处处相同的磁场 磁感线分布特点: 匀强磁场的磁感线是一些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.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通电时， 其中间区域的磁场。
C
B A
二、几种常见的磁场： 几种常见的磁场： 1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线： 条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：
条形磁铁
蹄形磁铁
外部从N 外部从N到S，内部从S到N形成闭合曲线 内部从S 形成闭合曲线 闭合
除了磁铁,直线电流、环形电流、 除了磁铁,直线电流、环形电流、通电螺 线管的周围空间也能产生磁场 直线电流，环形电流， 直线电流，环形电流，通电螺线管的磁场 磁感线分布有什么特点？ 磁感线分布有什么特点？ 它们遵循什么定则呢？ 它们遵循什么定则呢？
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
例题5 例题5：关于磁现象的电本质，下列说法 中正确的是( 中正确的是( B ) A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必 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 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 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 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
例题9：如图，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Ф＝ BScosθ _________
a b B c θ d
对公式的理解 3.Φ是标量，但有方向，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 4.磁通量的意义可以用磁感线形象的说明 5.过一个平面若有方向相反的两个磁通量，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剩余的磁通量才是合磁通)
例题2 如图所示，在三维直角坐标系中， 例题2：如图所示，在三维直角坐标系中，若
轴正向运动， 一束电子沿y轴正向运动，则由此产生的在z轴上A点 点的磁场方向是（ 和x轴上B点的磁场方向是（ A ） 轴正方向， A.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴负方向 轴负方向， B.A点磁场沿x轴负方向，B点磁场沿z轴正方向 轴正方向， C.A点磁场沿z轴正方向，B点磁场沿x轴负方向 点磁场沿x轴正方向， D.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴正方向