几种常见的磁场 课件(人教选修(1)

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[关键一点] 磁通量为零时，磁感应强度不一定为 零，但是若该区域无磁场即B＝0，则磁通量一定为零。
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[试身手·夯基础]
1．下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是
()
A．磁感线可以形象地描述各点磁场的方向
B．磁感线是磁场中客观存在的线
C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止
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[名师点睛] 磁通量是针对某个面来说的，与给定的 线圈的匝数多少无关。
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3．如图3－3－6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′轴转过30°角，则穿过框架平 面的磁通量为________；若从初始位置转过90°角，则穿 过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过 180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化是________。
[解析] 接通电路后，螺线管的 磁场为：内部从左指向右，外部从右 指向左，如图所示，故小磁针1逆时 针转动，小磁针3顺时针转动，小磁针2基本不动。
[答案] 小磁针1逆时针转动，小磁针3顺时针转动， 小磁针2基本不动。最后指向如解析图所示。
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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。
第
3
第节
三 章
几 种
磁 场
常 见 的
磁
场
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新知预习·巧设计
名师课堂 ·一点通
创新演练 ·大冲关
要点一 要点二 要点三
随堂检测归纳小结
课下作业综合提升
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1．知道磁感线的概念和用途，能正确 区分几种常见磁场的磁感线分布。
2．会用安培定则判断电流磁场的 方向，了解分子电流假说。
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(3)通电螺线管的磁场： 用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向跟电流的方 向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也 就是说，拇指指向通电螺线管的北极，如图3－3－1丙。
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图3－3－1
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[关键一点] 直线电流的磁场无磁极，磁场强弱与距 导线的距离有关，距导线越远，磁场越弱。
穿过方向为正，则Φ1＝BS，Φ2＝－BS，
故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－2BS。
[答案] BS
3 2 BS
0
－2BS
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对磁通量的问题求解注意以下三方面： (1)明确磁感线的方向与平面的关系； (2)明确磁感线的穿过方向，即明确其正负； (3)注意是什么因素变化引起的磁通量的变化。
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1．(对应要点一)关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是正
确的
()
A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止
B．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指
向螺线管的北极
C．磁感线的方向就是磁场方向
D．两条磁感线的空隙处不存在磁场
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解析：磁感线与电场线不同，它是一条闭合曲线，在磁体的 外部由N极到S极，而在磁体的内部则由S极到N极，故选项A 是不正确的。 螺线管内部的磁感线和条形磁铁相似，是由S极到N极的，即 磁场方向也是从S极指向N极，所以放置其中的小磁针N极必 然是指向磁场方向，即螺线管的北极。故选项B正确。
1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
[解析] 磁感应强度的方向就是磁场的方向，磁感线 的切线方向就是磁场方向，因此选项A是正确的。两条磁 感线相交就说明在两线相交处有两个切线方向，即两个磁 感应强度方向，这是不可能的，磁场中某点磁感应强度是 唯一确定的，磁感应强度的方向也只有一个，因此两条磁 感线不能相交，选项B是正确的。磁感线是为形象描述磁 场的磁感应强度分布而画出的一簇簇曲线，不是真实存在
Φ＝BScos θ
式中Scos θ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3－3－5所示)。
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3．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，仅表 示磁感线是怎么穿过某一平面的，若规定磁感线向里穿过 某一平面的磁通量为正，则向外为负。所求磁通量为正、 反两面穿入的磁感线条数的代数和。
磁场越弱
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安培定则
立体图
横截面图
环 形 电 流
内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
纵截面图
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安培定则
立体图
横截面图 纵截面图
通 电 螺 线
内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极， 外部 管
类似条形磁铁，由N极指向S极
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[名师点睛] (1)环形电流的磁场，两侧是N极和S极，离圆环中心越远磁 场越弱。 (2)通电螺线管的磁场外部与条形磁铁外部的磁场相同，两 端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，方向由S极指向N极。
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1．物理意义 穿过某一面的磁感线条数，且为穿过平面的磁感线 的净条数。 2．公式：Φ＝BS (1)公式运用的条件： ①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。
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(2)在匀强磁场B中，若磁感线
与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S
应为平面在垂直于磁感线方向上
的投影面积。
图3－3－5
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图3－3－6
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[审题指导] 解答本题时应把握以下两点： (1)明确磁感线方向与平面的关系。 (2)明确磁感线穿过平面的方向。
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[解析] (1)初始位置时，S⊥B：故 Φ1＝BS。 (2)框架转过 30˚ 时，Φ2＝BScos 30˚＝ 23BS。 (3)框架转过 90˚ 时，S∥B：故 Φ3＝BScos 90˚＝0。 (4)从初始位置转过180˚的过程中：规定初始位置时
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④任何一条磁感线均为闭合曲线，在磁体外部由 N→S ，在磁体内部由 S→N。
⑤磁感线是一种理想化模型，实际并不存在。
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2．几种常见电流的磁场 (1)通电直导线的磁场：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 磁感线的环绕方向。(如图3－3－1甲) (2)通电环形电流的磁场：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。(如图3－3－1乙)
同一平面且处于两条导线的中央，
则
( ) 图3－3－3
A．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零
B．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零
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C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都为零 D．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过
线圈的磁通量是否为零
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解析：两电流同向时，一根导线在线圈中产生向里的磁通量， 另一根产生的磁通量向外，二者大小相等，相互抵消，故合磁 通量为零。电流反向时，两电流产生的磁通量均向里或均向外， 合磁通量不为零，由于线圈放置位置具有对称性，虽然电流产 生的磁场不是均匀的，但穿过线圈的两个方向的磁感线的条数 是相同的，所以本题只有A正确。 答案：A
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的，而铁屑的分布曲线只能证明用磁感线描述磁场的方法 是正确的，铁屑本身不是磁感线，选项C是错误的。在磁 体外部的磁感线都是从N极指向S极，选项D正确。
[答案] C
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安培定则
立体图
横截面图
纵截面图
直 流 电 流 以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，
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2．电路没接通时三个小磁针方向如图3－3－4所示， 试确定电路接通后三个磁针的转向及最后的指向。
图3－3－4
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[思路点拨] 本题考查怎样运用安培定则确定磁场 方向，解题时需注意：(1)正确画出电流的磁场。(2)小磁 针N极受安培力的方向。
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3．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 ，
图3－3－2
它的两侧相当于两个 磁极 。(如图3－3－2所示)
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(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。
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5．磁通量 (1)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S，B和S的乘积，叫做穿过这个面积的磁通 量，简称磁通。
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(2)公式：Φ＝ BS 。
(3)单位：1 Wb＝1 T·m2。
(4)从Φ＝BS可得B＝
Φ S
，因此磁感应强度B又叫
做 磁通密度 。
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1．关于磁感线的性质和概念，下面说法错误的是 ( ) A．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度的方向 B．磁场中任意两条磁感线均不相交 C．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线 D．磁体外部磁感线总是从磁体的N极指向S极
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皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
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两种线 比较内容
引入目的 相
疏密 似
切线方向 点
相交
不同点
磁感线
电场线
形象描述场而引入的假想线，实际不存在
表示场的强弱
场的方向
不能相交(电场中无电荷空间不相交)
闭合曲线
起始于正电荷，终止于 负电荷
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[名师点睛] (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。
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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。
[关键一点] 分子电流假说揭示了电和磁的本质联系， 指出了磁性的起源：一切磁现象都是由运动的电荷产生的。
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4．匀强磁场 (1)定义：磁感应强度的 强弱、方向处处相同的磁场。 (2)磁感线的特点：间隔相同的 平行直线。
3．了解磁通量的概念，并会求它 的大小及变化量。
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[读教材·填要点] 1．磁感线 (1)定义：在磁场中画出的一些有方向的曲线，使这些 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，这样的曲线就叫磁感线。
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(2)特点： ①每一点的切线方向就是该点的 磁场方向。 ②疏密表示磁场的强弱，磁感线 密的地方磁场强， 反之磁场弱。 ③任何两磁感线不相交、不相切、不中断。
D．实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线
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解析：磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但它不 是客观存在的线，可用细铁屑模拟。在磁铁外部磁感线由 N极到S极，但内部是由S极到N极，故只有A正确。 答案：A
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2．磁感线是磁场中具有________的曲线，磁感线上每一点 的切线方向为该点________方向，磁感线实际不存在。 答案：方向 磁场
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只有磁感线是直线时，磁感线的方向才与磁场方向一致； 如果磁感线是曲线，那么，某点的磁场方向是用该点的切 线方向来表示的，所以选项C不正确。 磁感线是为研究问题方便而假想的曲线。磁场中磁感线有 无数条，故提出两条磁感线之间是否有空隙、是否存在磁 场等类似的问题是毫无意义的。故选项D不正确。 答案：B
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3．匀强磁场是________、________处处相同的磁场。距 离很近的两个异名磁极之间的磁场，相隔适当距离的 两个平行放置的________，其中间区域的磁场都是匀 强磁场。 答案：强弱 方向 通电线圈
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4．如图3－3－3所示，一个矩形线圈与通
有相同大小电流的两根平行直导线在