高中物理第五章磁场与回旋加速器5.1磁与人类文明课件沪科选修3105301217
沪科版高中物理选修(3-1)5.1+2《磁与人类文明 怎样描述磁场》ppt课件
3．探究交流 磁感线是真实存在的吗？
【提示】
不是．磁感线是为了形象地研究磁场而人为
假设的，并不是客观存在于磁场中的真实曲线．实验时用被 磁化的细铁屑来显示磁感线的分布，只是研究磁感线的一种 方法，使看不见、摸不着的磁场变得具体形象，给研究带来 方便，但是，绝不能认为磁感线是由细铁屑排列而成的 .
磁场的定量描述
2．思考判断 (1)磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量． (√) (2) 穿过某一面积的磁通量为零，则磁感应强度一定为 零． (× ) (3)磁感应强度的方向就是磁感线的方向．(×)
3．探究交流 磁通量是矢量还是标量？有正、负之分吗？
【提示】
磁通量表示穿过某一面积的磁感线条数，是
标量，但它有正、负之分，它的正、负并不表示方向，仅表 示磁感线的贯穿方向．一般说来，若磁感线从线圈的正面穿 过的，规定磁通量为“＋ ”，那么磁感线从线圈的反面穿过 时，磁通量就为“－” ，反之亦然．
1.基本知识 (1)磁通量 Φ 磁场中穿过某一面积的 磁感线的条数 叫做穿过这个
面积的磁通量．磁场越强，磁感线越密，穿过单位面积的磁 感线的条数就越多．
(2)磁感应强度 B ①垂直穿过某单位面积的磁通量叫做该处的 磁感应
强度 ．
Φ ②公式： B＝ S ③单位：在国际单位制中，磁通量的单位是 韦伯 ，简称 韦，符号是 Wb；磁感应强度的单位是 特斯拉 ，简称特， 国际符号：T,1 T＝ 1 Wb/m2. ④矢量： 磁感应强度是一个既有大小又有方向的物理量， 是矢量，磁场中某点的磁感应强度方向是过该点的 磁感线 的切线方向，也就是放在该点的小磁针 N 极的受力方向．
1．磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，并 不是客观存在于磁场中的真实曲线． 2．磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线．在磁体外部 磁感线由 N 极到 S 极，在磁体内部磁感线由 S 极到 N 极．
5.1 、2磁与人类文明、怎样描述磁场 课件(沪科版选修3-1)
近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁
场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何 地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上 关于地磁场的描述正确的是( )
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第5章
磁场与回旋加速器
A．①②④
C．①⑤
B．②③④
D．②③
【思路点拨】解决此类问题应先明确地磁场 的分布特点及地球表面各处地磁场的方向． 【精讲精析】 本题考查地磁场的特点与分
布，地磁场与条形磁铁的磁场相似，主要有
三个特点：
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第5章
磁场与回旋加速器
(1)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理
北极附近，磁感线分布如图5－1－2所示． (2)在磁场B的水平分量(Bx)总是从地理南极指 向北极，而竖直分量(By) 则南北相反，在南半球
垂直地面向上，在北半
球垂直地面向下． 图5－1－2
B错误,C正确；在赤道正上方，地磁场方向水
平向北，在南半球地磁场的竖直分量向上， 在北半球竖直分量向下，D错误．
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第5章
磁场与回旋加速器
要点2
对磁感线的进一步理解
学案导引
1．磁感线就是磁体周围的磁场吗？
2．如何用磁感线说明磁场的特点？
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第5章
磁场与回旋加速器
1．对磁感线的理解 (1)磁感线是为了形象地研究磁场而假想的曲
磁场的存在．通过磁场中的任意一点总能而
且只能画出一条磁感线． (6)磁场中的任意一条磁感线都是闭合曲线．
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第5章
磁场与回旋加速器
2．磁感线与电场线的比较 比较项目 磁感线 电场线 用来形象地描述 电场方向和强弱 而假想的线 某点的切线方向 为电场方向，也 是正电荷受电场 力的方向
2019_2020版高中物理第5章磁场与回旋加速器微型专题5洛伦兹力作用下的实例分析课件沪科版选修3_1
施加与洛伦兹力方向相反的静电力.当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板
上下两侧面之间就会形成稳定的电势差.电流I是自由电子的定向移动形成的，
电子的平均定向移动速率为v，电荷量为e.回答下列问题： (1)达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势 低于 (选填“高于”“低于”或
“等于”)下侧面A′的电势.
(2)电子所受洛伦兹力的大小为 evB . 解析 f＝evB.
(1)v的大小等于E与B的比值，即v＝
E B
.速度选择器只对选择的粒子速度有
要求，而对粒子的质量、电荷量大小及带电正、负无要求.
(2)当v＞
E B
时，粒子向f方向偏转，F电做负功，粒子的动能减小，电势能
增大.
(3)当v＜
E B
时，粒子向F电方向偏转，F电做正功，粒子的动能增大，电势能
减小.
例1 在两平行金属板间，有如图2所示的正交的匀强电场和匀强磁场.α粒子以
√A.用电器中的电流方向为从A到B
图9
B.用电器中的电流方向为从B到A
√C.若只增强磁场，发电机的电动势增大 √D.若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大
1234
3.(电磁流量计)(多选)为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管
末端安装了如图10所示的流量计.该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、
NEIRONGSUOYIN
重点探究 达标检测
启迪思维 探究重点 当堂检测 巩固反馈
重点探究
一、速度选择器
1.装置及要求 如图1，两极板间存在匀强电场和匀强磁场，二者方向互相垂直，带电粒子 从左侧射入，不计粒子重力.
图1
2.带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE＝qvB，即v＝
高中物理第5章磁场与回旋加速器5.3探究电流周围的磁场课件沪科版选修31
3．通电线圈的磁场 (1)环形电流的磁场：环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲 线．也满足 安培(ānpéi)．定则 (2)通电螺线管的磁场：就像一根条形磁铁，一端相当于北极，另一端相当于 南极．长直通电螺线管内中间部分的磁场近似匀强磁场． (3)磁感线方向判定：电流方向、磁场磁感线方向仍然满足 安培(ānpéi．)定右则 手握住螺旋管，让四指指向 电流(diànliú)的环，绕则方大向拇指 指向N极 ．
电流的磁场
[先填空] 1．丹麦的物理学家 奥斯特发现通电导线能使小磁针偏转． 2．直线电流的磁场 (1)磁场分布：直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的_同__心__圆_， 这些同心圆都在跟导线 垂直(的ch平uíz面h上í) ． (2)安培定则：用右手握住导线，让大拇指指向 电流(的di方àn向liú，) 则弯曲的四指 所指的方向就是 磁感线 的环绕方向．
第十五页，共27页。
【解析】 由安培定则，通电螺线管的磁场如图所示，右端为N极，左端为S 极，在a点，磁场方向向右，则小磁针在a点时，N极向右；在b点，磁场方向向 右，则小磁针在b点时，N极向右；在c点，磁场方向向右，则小磁针在c点时，N 极向右．
【答案】 (1)右 (2)右 (3)右
第十六页，共27页。
第四页，共27页。
[再判断] 1．直线电流磁场的磁感线一定和电流方向平行．( × ) 2．直线电流和通电螺线管的电流方向跟它产生的磁场的磁感线方向之间的关 系都符合安培定则．( √ ) 3．通电螺线管的磁感线都是从N极指向S极．( ×)
第五页，共27页。
[后思考] 1．直线电流周围的磁场，其磁感线是怎样分布的？ 【提示】 围绕直线电流一圈圈的同心圆． 2．通电螺线管外部和内部的磁场有什么特点？ 【提示】 外部与条形磁铁外部的磁场相同，两端分别为N极和S极，内部是 匀强磁场，方向由S极指向N极．如果把小磁针放于管的内部，将是如图所示的情 况．
高中物理第5章磁场与回旋加速器5.1磁与人类文明5.2怎样描述磁场课件沪科版选修31
2．磁感线与电场线的比较
两种线
磁感线
电场线
引入目的 为形象描述场而引入的假想线，实际不存在 相
疏密 场的强弱 似 点 切线方向 场的方向
相交 不能相交(电场中无电荷空间不相交)
不同点 闭合曲线
不闭合，起始于正电荷，终 止于负电荷
第十二页，共33页。
3.常见永磁体的磁场 图 5-1-3
第十三页，共33页。
1．关于磁感线，下列说法中正确的是( ) A．两条磁感线的空隙处不存在磁场 B．磁感线总是从 N 极到 S 极 C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 D．两个磁场叠加的区域，磁感线可能相交
第十四页，共33页。
【解析】 磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线，曲线 上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向，曲线疏密表示磁场强弱，所以 C 正 确，A 错误；在磁体外部磁感线从 N 极到 S 极，内部从 S 极到 N 极，磁感线不相 交，所以 B、D 错误．
第二十页，共33页。
[后思考] 当线框面积一定时，磁感应强度越大，磁通量越大吗？
图5-1-4 【提示】 不一定，公式Φ＝BS中S指线框在垂直磁场方向的投影面积，线框 面积一定，但投影面积随线框与磁场方向的相对位置的变化而变化，当线框平行 磁场时，B再大，Φ也等于0.
第二十一页，共33页。
[合作探讨] 如图5-1-5所示，匀强磁场B0竖直向下，且与平面BCFE垂直，已知平面BCFE 的面积为S.
【答案】 B
第三十页，共33页。
6.如图5-1-8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 ________．
沪科版物理(选修3-1)第5章《磁与人类文明 怎样描述磁场》ppt课件
三、磁场的形象描述 1.切线 强 弱 2.间距 平行 指向 (2)韦伯 韦 Wb 四、磁场的定量描述 1.(1)磁感线的条数 2.某单位面积上的磁通量 磁感线的切线方向
一、地磁场 指南针是我国古代四大发明之一， 它对人类航海事业的发展产生了 巨大的影响，但在古代指南针为什么指南曾是一个不解之谜，你知 道为什么吗？
第5章 磁场与回旋加速器
学案1 磁与人类文明 怎样描述磁场
1 知道地磁场的特点，了解磁性材料.
2 理解磁感线的概念并熟悉几种典型磁场的磁感线分布 规律.
理解磁通量和磁感应强度的概念，并会用磁通量和磁感 3 应强度描述磁场．
一、我们生活在天然磁场 ——地磁场中 1.北端 南端 2.重合 地球自转轴 1.磁化 退磁 2.软磁性 去磁 反复磁化 永磁铁 水平放置的磁针 二、形形色色的磁性材料 硬磁性
学习目标 知识储备 学习探究
解析 磁场具有能量，所以是一种 物质，A 正确； 磁感线的疏密程度可表示磁场的强 弱，磁感线的方向可表示磁场的方 向，B 正确； 磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从 磁铁的北极出发，进入南极；在磁体 内部，从南极指向北极， C 错误；
用细铁屑在磁铁周围排列出的曲线 可以模拟磁感线，但并不是磁感线 . 没有细铁屑的地方同样可以画出磁 感线.故 D 错误.故选 A、B.
一、对地磁场的认识
例 1 关于地磁场，下列叙 述正确的是 ( D ) A.地球的地磁两极和地理 两极重合 B. 我 们 用 指 南 针 确 定 方 向，指南针指南的一极 是指南针的北极 C.地磁的北极与地理的南 极重合 D.地磁的北极在地理的南 极附近
学习目标 知识储备 学习探究
解析 地球是一个大磁体，地球的 地磁两极与地理两极并不重合，且 相对位置在极其缓慢地变化，因此 A、C 错误；
高中物理 第5章 磁场与回旋加速器 5.1 磁与人类文明 5.2 怎样描述磁场学案 沪科版选修31
5.1 磁与人类文明5.2 怎样描述磁场了解地球的磁场．[知识梳理]一、地磁场及磁性材料1．地磁场(1)地磁场的两极：地球周围存在着磁场，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近．(2)磁偏角：用一个能自由转动的小磁针观察地磁场方向时，可以看到它的磁极一般并不指向地理的正南正北方向，水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个交角，这个交角叫作磁偏角．2．磁性材料(1)磁化：人们通过人工方法使磁性材料获得磁性的过程．(2)退磁：磁性材料被磁化后，在一定条件下会失去磁性，这个过程叫作退磁或去磁．(3)磁性材料的分类根据磁性材料被磁化后退磁的难易程度分为软磁性材料和硬磁性材料．二、磁场的描述1．磁感线(1)磁感线是在磁场中人为地画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点磁场的方向上．(2)物理学中把磁感线的间距相等、相互平行且指向相同的磁场叫作匀强磁场．2．条形磁体和蹄形磁体的磁感线磁体都有两个磁极，在外部磁感线从北极指向南极，在内部从南极指向北极，它是一系列闭合的曲线．图511三、磁场的定量描述1．磁通量Φ 磁场中穿过某一面积的磁感线的条数叫作穿过这个面积的磁通量．2．磁感应强度B(1)垂直穿过某单位面积上的磁通量叫作磁感应强度．(2)公式：B ＝ΦS. (3)单位：在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是Wb ；磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T,1 T ＝1 Wb 1m 2. (4)矢量：磁感应强度是一个既有大小又有方向的物理量，是矢量，磁场中某点的磁感应强度方向是过该点的磁感线的切线方向，也就是放在该点的小磁针N 极的受力方向．[基础自测]1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”．)(1)磁感线是用细铁屑排列而成的真实的曲线．(×)(2)磁感线能表示磁场的强弱和方向．(√)(3)地理的南北两极与地磁场的南北极并不重合，地磁场的北极在地理北极附近．(×)(4)磁感应强度等于垂直穿过单位面积的磁通量．(√)(5)穿过某一面积的磁通量为零，则磁感应强度一定为零．(×)(6)磁感应强度的方向就是磁感线的方向．(×)【提示】(1)× 磁感线不是真实存在的．(3)× 地磁场北极在地理南极附近．(5)× 穿过某一面积的磁通量为零，磁感应强度不一定为零．(6)× 磁感线某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向．2．关于磁感线，下列说法中正确的是( )【导学号：69682243】A ．两条磁感线的空隙处不存在磁场B．磁感线总是从N极到S极C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致D．两个磁场叠加的区域，磁感线可能相交C[磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向，曲线疏密表示磁场强弱，所以C正确，A错误；在磁体外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，磁感线不相交，所以B、D错误．]3．如图512所示的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，司南能指南北的原因是( )图512A．地球周围有电场B．地球周围有磁场C．月球周围有磁场D．太阳周围有磁场B[地球周围存在磁场，磁场方向外部由地理南极指向地理北极，所以司南能指南北，B对．] 4．关于磁通量，下列说法中正确的是( )【导学号：69682244】A．磁通量不仅有大小而且有方向，是矢量B．在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈面积大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大C．磁通量大，磁感应强度不一定大D．把某线圈放在磁场中的M、N两点，若放在M处的磁通量比在N处的大，则M处的磁感应强度一定比N处大C[磁通量是标量，磁通量大小Φ＝BS⊥＝BS cos θ，与B、S、θ均有关系．故C正确．][合作探究·攻重难]1(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，密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱．(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．(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向．2．磁感线与电场线的比较图513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，磁感线就可能相交思路点拨：①磁感线的疏密可以表示磁场的强弱，磁感线的方向可以用来确定磁场的方向． ②磁感线永远不相交．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，所以A 正确；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；两个磁场叠加，描述的是叠加后的磁场的磁感线分布情况，磁感线不相交，所以D 不正确．]磁感线的五个特点(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．[针对训练]1．(多选)关于磁感线，下列说法正确的是( )A．磁感线可以表示磁场的强弱和方向B．小磁针N极在磁场中的受力方向，即为该点磁感线的切线方向C．沿磁感线方向，磁场减弱D．磁感线是闭合曲线，没有起始点ABD[磁感线的疏密表示磁场强弱，切线表示磁场方向，故A正确．沿磁感线方向，磁场可能增强也可能减弱，故C错．小磁针N极的受力方向是磁感线的切线方向，故B正确．磁感线是闭合曲线，无起始点，故D正确．]2．(多选)下列关于电场线和磁感线的说法正确的是( )【导学号：69682245】A．二者均为假想的线，实际上并不存在B．实验中常用铁屑来模拟磁感线形状，因此磁感线是真实存在的C．任意两条磁感线不相交，电场线也是D．磁感线是闭合曲线，电场线是不闭合的ACD[两种场线均是为形象描绘场而引入的，实际上并不存在，故A对，B错；任意两条磁感线或电场线不能相交，否则空间一点会有两个磁场或电场方向，故C对；磁体外部磁感线由N 极指向S极，内部由S极指向N极，故磁感线是闭合的曲线，而电场线始于正电荷，终于负电荷，故不闭合，D对．]1(1)公式：Φ＝BS.适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．(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．2．磁通量的正、负(1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值．(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为Φ1，反向磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的变化量公式：ΔΦ＝Φ2－Φ1.(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS.(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S.(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1.但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.如图514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________．图514思路点拨：①计算磁通量时，首先要确定与磁感线方向垂直的有效面积．②磁通量有正负，若初始位置磁通量为Φ，则线圈平面转过180°时磁通量变为－Φ.【解析】(1)初始位置时，S⊥B，故Φ1＝BS.(2)框架转过30°时，Φ2＝BS cos 30°＝32 BS.(3)框架转过90°时，S∥B，故Φ3＝BS cos 90°＝0.(4)从初始位置转过180°的过程中，规定初始位置时穿过方向为正，则Φ1＝BS，Φ2＝－BS，故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－2BS.【答案】BS32BS0 －2BS有关磁通量的四点提醒(1)平面S与磁场方向不垂直时，要把面积S投影到与磁场垂直的方向上，即求出有效面积．(2)可以把磁通量理解为穿过面积S的磁感线的净条数．相反方向穿过面积S的磁感线可以互相抵消．(3)当磁感应强度和回路面积同时发生变化时，ΔΦ＝Φt－Φ0，而不能用ΔΦ＝ΔB·ΔS 计算．(4)磁通量有正负，但其正负不表示大小，也不表示方向，仅是为了计算方便而引入的．[针对训练]3．如图515所示，边长为L 的n 匝正方形线框abcd 内部有一边长为L 2的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B .下列有关的说法正确的是( )【导学号：69682246】图515A ．穿过线框abcd 的磁通量为BL 2B ．穿过线框abcd 的磁通量为nBL 2C ．穿过线框abcd 的磁通量为BL 24 D ．穿过线框abcd 的磁通量为nBL 24 C [磁通量Φ＝BS ，与线圈匝数无关，式中的S 为在磁场中且与磁场垂直的面积，所以Φ＝B ·L 24，C 正确．] 4.如图516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 的磁通量分别为ΦA 、ΦB ，则( )图516A ．ΦA ＝ΦBB ．ΦA <ΦBC ．ΦA >ΦBD ．无法判断B [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．][当 堂 达 标·固 双 基]1．指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具．关于指南针能指示南北方向是由于( )A ．指南针的两个磁极相互吸引B．指南针的两个磁极相互排斥C．指南针能吸引铁、钴、镍等物质D．地磁场对指南针的作用D[用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向，因此选项D正确，A、B、C错误．]2．一根钢条靠近磁针的磁极，磁针被吸引过来，则( )【导学号：69682247】A．钢条一定具有磁性B．钢条一定没有磁性C．钢条可能有磁性，也可能没有磁性D．条件不足，无法判断C[小磁针被吸引过来，可能是钢条与小磁针的一端是异名磁极相互吸引，也可能是不带磁性的钢条与磁体相互吸引，所以钢条可能有磁性，也可能没有磁性．故C正确．] 3．地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条形磁铁的磁场分布情况相似，下列说法正确的是( )A．地磁场的方向是沿地球上经线方向的B．地磁场的方向是与地面平行的C．地磁场的方向是从北向南方向的D．在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的D[地理南北极与地磁南北极不重合，所以地磁场方向与经线有夹角，A错；地磁场方向不与地面平行，B错；地磁场的方向从南指向北，C错；在地磁南北极附近，磁场方向是与地面垂直的，地磁南极上空，地磁场的方向竖直向下，D对．]4．下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是( )【导学号：69682248】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．磁感线总是由磁铁的N极指向S极D．实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线A[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．在磁铁外部磁感线方向由N极到S极，但内部是由S极到N极．故只有A正确．] 5．(多选)面积为2.5×10－2m2的矩形线圈放在磁感应强度为4.0×10－2T的匀强磁场中，则穿过线圈的磁通量可能是( )A．10×10－2 Wb B．1.0×10－3 WbC．1.0×10－4 Wb D．0BCD[线圈与磁场垂直时，通过它的磁通量最大，且Φm＝BS＝1.0×10－3 Wb.线圈与磁场平行时，通过它的磁通量为0.故通过线圈的磁通量范围是0≤Φ≤1.0×10－3 Wb.所以A错，B、C、D对．]。
高中物理选修31沪科版课件：5.1 磁与人类文明 (共18张PPT)
一次航行美洲时才发现了地磁偏角,比沈括的发现晚了约四百年,所以选项
A、B、D 正确。
答案:ABD
一
二
三
二、我们生活在天然磁场——地磁场中
1.地磁场
地球本身是一个大磁体,它的 N 极位于地理南极附近,S 极位于地理北
极附近。如图所示。
• You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
•
一
二
三
三、形形色色的磁性材料
1.磁化与退磁
(1)磁化:使磁性材料获得磁性的过程叫磁化。任何物质在外磁场中都
能或多或少地被磁化。
(2)退磁:磁性材料被磁化后,在一定条件下失去磁性的过程。
•10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/9/152021/9/152021/9/159/15/2021 6:59:05 AM
•11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/9/152021/9/152021/9/15Sep-2115-Sep-21
能工作。
答案:AD
1
2
3
4
5
)
5.(多选)以下说法中正确的是(
A.只有两个磁铁相互接触时,才能发生相互作用
B.把一根条形磁铁从中间折断,则被分开的两部分只有 N 极或 S 极
C.极光现象与地球的磁场有关
D.人们用来代步的电动自行车中存在磁体
解析:磁铁的周围存在一种特殊的物质——磁场,磁铁间不接触时也可以通
沪科版课件高中物理选修3-15.1、2磁与人类文明、怎样描述磁场
(2)了解磁场，知道磁感应强度和磁通量．会用磁感线描述 磁场．本条目的第一点要求是了解磁场也是物质存在的形式之 一，磁场对其中的磁体和电流有力的作用，知道磁感应强度与 磁通量的物理意义和定义式．第二点要求是知道磁感线也是形 象地描述磁场的虚拟曲线．了解地磁场的分布及其变化情况．
即穿过线圈的正向磁通量减少了2BS.实际上，在转过180° 的过程中，穿过线圈的磁通量是由正向BS减小到零，再由零增 大到负向BS.
【答案】 (1)减少BS (2)减少2BS
1．磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁 极相互． 吸引
2．磁极间的相互作用是通过而磁发场生的．
3．使磁性材料带上磁性的过程叫，磁具化有磁性的磁性材料在
【答案】 AB
磁场是本章的一个基础概念，很重要．能否正确理解磁场 直接影响到本章知识的学习．这个概念又很抽象，因为磁场看 不见，摸不到．磁感线的引入是研究磁场的一种很方便、形象 且行之有效的方法，但磁感线又是实际不存在的、假想的曲线， 因此对磁感线也要正确理解．
1.下列关于磁场和磁感线的说法不正确的是( ) A．电流磁场中的磁感线都是闭合曲线 B．永久磁铁的磁感线从N极出发到S极终止 C．磁感线是假想的曲线，它可以用来形象的表示磁场的强 弱和方向 D．空间任意两条磁感线不相交
1．基本定义 (1)匀强磁场：磁感线的间距相等，相互平行且指向相同的 磁场叫做匀强磁场． (2)磁通量：在磁场中有一个平面，若穿过该平面的磁感线 有Φ条，我们就称穿过这个平面的磁通量为Φ. (3)磁感应强度：垂直穿过某单位面积的磁通量叫做磁感应 强度．
2．公式形式 B＝ΦS 各量意义与单位：Φ：垂直穿过面积 S 的磁通量，单位 为韦伯，简称韦，符号是 Wb；S：垂直磁场的平面的面积， 单位为平方米，符号是 m2；B：磁感应强度，单位是特斯拉， 简称特，符号是 T. 1 T＝11Wmb2
高中物理第五章磁场与回旋加速器本章整合5课件选修31高中选修31物理课件
点 P2 与点 P0 相距 l=s0+s1
联立①②⑤⑨⑩解得 l=
答案:
12/12/2021
20 20
(
1
+ )
20 20
1
( + )。
⑩
12/12/2021
12/12/2021
何关系通过圆周运动的讨论求解
一
二
三
专题训练 1 如图所示,一半径为 R 的圆表示一柱形区域的横截
面(纸面)。在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为 m、电
荷量为 q 的粒子沿图中直线在圆上的 a 点射入柱形区域,在圆上的 b 点离开
3
5
该区域,离开时速度方向与直线垂直。圆心 O 到直线的距离为 R。现将磁
方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为 E;在Ⅱ区运动时,只受到匀强磁
场的作用,磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸面向里。求粒子首次从Ⅱ区
离开时到出发点 P0 的距离(粒子的重力可忽略)。
12/12/2021
一
二
三
解析:带电粒子进入电场后,在电场力的作用下沿抛物线运动,作示意图如下,
其加速度方向竖直向下,设其大小为 a,由牛顿第二定律得 qE=ma ①
从入射界面这边反向飞出,于是形成多解。
4.运动的重复性形成多解。带电粒子在磁场中运动时,由于某些因素的
变化,例如磁场方向反向或者速度方向突然反向等,往往运动具有往复性,因
而形成多解。
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一
二
三
专题训练 2
如图所示,第一象限范围内有垂直于 xOy 平面的匀强磁场,磁感应强度
为 B。质量为 m、电荷量大小为 q 的带电粒子在 xOy 平面里经原点 O 射入
2019高中物理 第5章 磁场与回旋加速器 5.1 磁与人类文明 5.2 怎样描述磁场学案 沪科版选修3-1
5.1 磁与人类文明5.2 怎样描述磁场了解地球的磁场．[知识梳理]一、地磁场及磁性材料1．地磁场(1)地磁场的两极：地球周围存在着磁场，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近．(2)磁偏角：用一个能自由转动的小磁针观察地磁场方向时，可以看到它的磁极一般并不指向地理的正南正北方向，水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个交角，这个交角叫作磁偏角．2．磁性材料(1)磁化：人们通过人工方法使磁性材料获得磁性的过程．(2)退磁：磁性材料被磁化后，在一定条件下会失去磁性，这个过程叫作退磁或去磁．(3)磁性材料的分类根据磁性材料被磁化后退磁的难易程度分为软磁性材料和硬磁性材料．二、磁场的描述1．磁感线(1)磁感线是在磁场中人为地画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点磁场的方向上．(2)物理学中把磁感线的间距相等、相互平行且指向相同的磁场叫作匀强磁场．2．条形磁体和蹄形磁体的磁感线磁体都有两个磁极，在外部磁感线从北极指向南极，在内部从南极指向北极，它是一系列闭合的曲线．图511三、磁场的定量描述1．磁通量Φ 磁场中穿过某一面积的磁感线的条数叫作穿过这个面积的磁通量．2．磁感应强度B(1)垂直穿过某单位面积上的磁通量叫作磁感应强度．(2)公式：B ＝ΦS. (3)单位：在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是Wb ；磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T,1 T ＝1 Wb 1m 2. (4)矢量：磁感应强度是一个既有大小又有方向的物理量，是矢量，磁场中某点的磁感应强度方向是过该点的磁感线的切线方向，也就是放在该点的小磁针N 极的受力方向．[基础自测]1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”．)(1)磁感线是用细铁屑排列而成的真实的曲线．(×)(2)磁感线能表示磁场的强弱和方向．(√)(3)地理的南北两极与地磁场的南北极并不重合，地磁场的北极在地理北极附近．(×)(4)磁感应强度等于垂直穿过单位面积的磁通量．(√)(5)穿过某一面积的磁通量为零，则磁感应强度一定为零．(×)(6)磁感应强度的方向就是磁感线的方向．(×)【提示】(1)× 磁感线不是真实存在的．(3)× 地磁场北极在地理南极附近．(5)× 穿过某一面积的磁通量为零，磁感应强度不一定为零．(6)× 磁感线某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向．2．关于磁感线，下列说法中正确的是( )【导学号：69682243】A ．两条磁感线的空隙处不存在磁场B．磁感线总是从N极到S极C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致D．两个磁场叠加的区域，磁感线可能相交C[磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向，曲线疏密表示磁场强弱，所以C正确，A错误；在磁体外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，磁感线不相交，所以B、D错误．]3．如图512所示的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，司南能指南北的原因是( )图512A．地球周围有电场B．地球周围有磁场C．月球周围有磁场D．太阳周围有磁场B[地球周围存在磁场，磁场方向外部由地理南极指向地理北极，所以司南能指南北，B对．] 4．关于磁通量，下列说法中正确的是( )【导学号：69682244】A．磁通量不仅有大小而且有方向，是矢量B．在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈面积大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大C．磁通量大，磁感应强度不一定大D．把某线圈放在磁场中的M、N两点，若放在M处的磁通量比在N处的大，则M处的磁感应强度一定比N处大C[磁通量是标量，磁通量大小Φ＝BS⊥＝BS cos θ，与B、S、θ均有关系．故C正确．][合作探究·攻重难]1(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，密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱．(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．(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向．2．磁感线与电场线的比较图513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，磁感线就可能相交思路点拨：①磁感线的疏密可以表示磁场的强弱，磁感线的方向可以用来确定磁场的方向． ②磁感线永远不相交．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，所以A 正确；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；两个磁场叠加，描述的是叠加后的磁场的磁感线分布情况，磁感线不相交，所以D 不正确．]磁感线的五个特点(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．[针对训练]1．(多选)关于磁感线，下列说法正确的是( )A．磁感线可以表示磁场的强弱和方向B．小磁针N极在磁场中的受力方向，即为该点磁感线的切线方向C．沿磁感线方向，磁场减弱D．磁感线是闭合曲线，没有起始点ABD[磁感线的疏密表示磁场强弱，切线表示磁场方向，故A正确．沿磁感线方向，磁场可能增强也可能减弱，故C错．小磁针N极的受力方向是磁感线的切线方向，故B正确．磁感线是闭合曲线，无起始点，故D正确．]2．(多选)下列关于电场线和磁感线的说法正确的是( )【导学号：69682245】A．二者均为假想的线，实际上并不存在B．实验中常用铁屑来模拟磁感线形状，因此磁感线是真实存在的C．任意两条磁感线不相交，电场线也是D．磁感线是闭合曲线，电场线是不闭合的ACD[两种场线均是为形象描绘场而引入的，实际上并不存在，故A对，B错；任意两条磁感线或电场线不能相交，否则空间一点会有两个磁场或电场方向，故C对；磁体外部磁感线由N 极指向S极，内部由S极指向N极，故磁感线是闭合的曲线，而电场线始于正电荷，终于负电荷，故不闭合，D对．]1(1)公式：Φ＝BS.适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．(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．2．磁通量的正、负(1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值．(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为Φ1，反向磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的变化量公式：ΔΦ＝Φ2－Φ1.(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS.(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S.(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1.但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.如图514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________．图514思路点拨：①计算磁通量时，首先要确定与磁感线方向垂直的有效面积．②磁通量有正负，若初始位置磁通量为Φ，则线圈平面转过180°时磁通量变为－Φ.【解析】(1)初始位置时，S⊥B，故Φ1＝BS.(2)框架转过30°时，Φ2＝BS cos 30°＝32 BS.(3)框架转过90°时，S∥B，故Φ3＝BS cos 90°＝0.(4)从初始位置转过180°的过程中，规定初始位置时穿过方向为正，则Φ1＝BS，Φ2＝－BS，故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－2BS.【答案】BS32BS0 －2BS有关磁通量的四点提醒(1)平面S与磁场方向不垂直时，要把面积S投影到与磁场垂直的方向上，即求出有效面积．(2)可以把磁通量理解为穿过面积S的磁感线的净条数．相反方向穿过面积S的磁感线可以互相抵消．(3)当磁感应强度和回路面积同时发生变化时，ΔΦ＝Φt－Φ0，而不能用ΔΦ＝ΔB·ΔS 计算．(4)磁通量有正负，但其正负不表示大小，也不表示方向，仅是为了计算方便而引入的．[针对训练]3．如图515所示，边长为L 的n 匝正方形线框abcd 内部有一边长为L 2的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B .下列有关的说法正确的是( )【导学号：69682246】图515A ．穿过线框abcd 的磁通量为BL 2B ．穿过线框abcd 的磁通量为nBL 2C ．穿过线框abcd 的磁通量为BL 24 D ．穿过线框abcd 的磁通量为nBL 24 C [磁通量Φ＝BS ，与线圈匝数无关，式中的S 为在磁场中且与磁场垂直的面积，所以Φ＝B ·L 24，C 正确．] 4.如图516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 的磁通量分别为ΦA 、ΦB ，则( )图516A ．ΦA ＝ΦBB ．ΦA <ΦBC ．ΦA >ΦBD ．无法判断B [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．][当 堂 达 标·固 双 基]1．指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具．关于指南针能指示南北方向是由于( )A ．指南针的两个磁极相互吸引B．指南针的两个磁极相互排斥C．指南针能吸引铁、钴、镍等物质D．地磁场对指南针的作用D[用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向，因此选项D正确，A、B、C错误．]2．一根钢条靠近磁针的磁极，磁针被吸引过来，则( )【导学号：69682247】A．钢条一定具有磁性B．钢条一定没有磁性C．钢条可能有磁性，也可能没有磁性D．条件不足，无法判断C[小磁针被吸引过来，可能是钢条与小磁针的一端是异名磁极相互吸引，也可能是不带磁性的钢条与磁体相互吸引，所以钢条可能有磁性，也可能没有磁性．故C正确．] 3．地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条形磁铁的磁场分布情况相似，下列说法正确的是( )A．地磁场的方向是沿地球上经线方向的B．地磁场的方向是与地面平行的C．地磁场的方向是从北向南方向的D．在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的D[地理南北极与地磁南北极不重合，所以地磁场方向与经线有夹角，A错；地磁场方向不与地面平行，B错；地磁场的方向从南指向北，C错；在地磁南北极附近，磁场方向是与地面垂直的，地磁南极上空，地磁场的方向竖直向下，D对．]4．下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是( )【导学号：69682248】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．磁感线总是由磁铁的N极指向S极D．实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线A[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．在磁铁外部磁感线方向由N极到S极，但内部是由S极到N极．故只有A正确．] 5．(多选)面积为2.5×10－2m2的矩形线圈放在磁感应强度为4.0×10－2T的匀强磁场中，则穿过线圈的磁通量可能是( )A．10×10－2 Wb B．1.0×10－3 WbC．1.0×10－4 Wb D．0BCD[线圈与磁场垂直时，通过它的磁通量最大，且Φm＝BS＝1.0×10－3 Wb.线圈与磁场平行时，通过它的磁通量为0.故通过线圈的磁通量范围是0≤Φ≤1.0×10－3 Wb.所以A错，B、C、D对．]。