几种常见磁场教学案例

第三节几种常见的磁场

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。

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

重点与难点

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

（一）复习引入

要点：磁感应强度B的大小和方向。

1、电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？

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

（二）新课讲解

1．磁感线

（1）磁感线的定义

2）特点：

①引入磁感线的目的：②磁感线是闭合曲线，其方向

③任意两条磁感线不相交。④可以表示磁场的方向。

⑤可以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。

2．几种常见的磁场

2、几种常见的磁场：

1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：

A

B

C

2）直线电流的磁场的磁感线：安培定则

3）环形电流的磁场的磁感线：安培定则

4）通电螺线管的磁场的磁感线

3、磁感线的特点

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）。

Ｉ

I

（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

总结：

①直线电流周围的磁场及特点，方向的判定

②环形电流的磁场及特点，方向的判定

③通电螺线管的磁场及特点，方向的判定

④电流磁场（和天然磁铁相比）的特点：可由通断电来控制；极性由电流方向变换；磁场的强弱可由电流的大小来控制。

3．例题分析

例1．如图所示，放在通电螺线内部中间处的小磁针，静止时N极指向

右，试判断电源的正负极。

例2．如图所示，若一束电子沿y轴正方向移动，则在z轴上某

点A的磁场方应该是[ ]

A．沿x轴的正向B．沿x轴的负向

C．沿z轴的正向D．沿z轴的负向

例3．在同一平面内，如图放置六根通电导线，同以

相同的电流；方向如图，则在abcd四个面积相等的正方形区域中，指向纸

外且磁感应强度最大的区域是。

例4．如果地磁场是由于地球表面带有电荷而产生的，试问：地球表面带何种电荷？

3．安培分子电流假说

（1）安培分子电流假说（P92）

对分子电流，结合环形电流产生的磁场的知识及安培定则，

理解“它的两侧相当于两个磁极”；

“这两个磁极跟分子电流不可分割的联系在一起”，这就是不存在磁单极的真正原因。

（2）安培假说能够解释的一些问题

如回形针、酒精灯、条形磁铁、充磁机做好磁化和退磁的演示实验。再如磁卡不能与磁铁放在一起等等。

（3）磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上都是电流产生的．

4．匀强磁场

（1）匀强磁场：

（2）两种情形的匀强磁场：教材P92图3.3-7，图3.3-8。

5.磁通量

（1）定义：（2）表达式：φ=BS

注意①对于磁通量的计算要注意条件。

②磁通量是标量，但有正、负之分，可用磁感线来说明

③在某一面积中存在完全相反的磁场时，磁通量的计算方法。（举例说明）

（3）单位：韦伯，简称韦，符号Wb 1Wb = 1T·m2

（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

6．例题分析：

试求出下图（1--5）中的磁通量（大圆的半径为R，小圆的半径为r），图6在线圈下落过程中通过线圈的磁通量如何变化

（1）φ= （2）φ= （3）φ=

（4）φ= （5）φ= （6）φ的变化情况为

（三）巩固练习

1、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.

注意：要分清螺线管内、外部磁感线的分布与方向.

2、如图，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.

第三节几种常见的磁场同步试题

一、选择题：

1、关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（）

A、磁感线是闭合曲线，而静电场线不一定是闭合曲线

B、磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线

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、磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向

2、关于磁感应强度和磁感线，下列说法中错误的是（）

A、磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感线强度的方向

B、磁感线的疏密表示磁感应强度的大小

C、匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行

D、磁感就强度是只有大小、没有方向的标量

3、一束电子流沿水平面自西向东运动，在电子流的正上方有一点P，由于电子运动产生的磁场在P点的方向为（）

A、竖直向上

B、竖起向下

C、水平向南

D、水平向北

4、安培分子电流假说可用来解释（）

A、运动电荷受磁场力作用的原因

B、两通电导体有相互作用的原因

C、永久磁铁具有磁性的原因

D、软铁棒被磁化的现象

5、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（）

A、全向里

B、全向外

C、a向里，b、c向外

D、a、c向外，b向里

6、如图所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的（）

A、区域Ⅰ

B、区域Ⅱ

C、区域Ⅲ

D、区域Ⅳ

7、如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是（）

A、两棒均显磁性

B、两棒均不显磁性

C、甲棒不显磁性，乙棒显磁性

D、甲棒显磁性，乙棒不显磁性