2017_2018学年高中物理第3章磁场3几种常见的磁场达标新人教版选修3_1
人教版高中物理选修3-1第3章第3节几种常见的磁场
(精心整理,诚意制作)1.关于磁现象的电本质,下列说法正确的是( )A.一切磁现象都起源于运动电荷,一切磁作用都是运动电荷通过磁场而发生的B.除永久磁铁外,一切磁场都是由运动电荷产生的C.据安培的分子电流假说,在外界磁场的作用下,物体内部分子电流取向变得大致相同时,物体就被磁化,两端形成磁极D.有磁必有电,有电必有磁解析:选AC.任何物质的原子的核外电子绕核运动形成分子电流,分子电流使每个物质分子相当于一个小磁体.当各分子电流的取向大致相同时,物质对外显磁性,所以一切磁现象都源于运动电荷,A、C正确,B错误.静电场不产生磁场,D错误.2.关于磁感线下列说法正确的是( )A.磁感线是磁场中实际存在的线B.条形磁铁磁感线只分布于磁铁外部C.当空中存在几个磁场时,磁感线有可能相交D.磁感线上某点的切线方向就是放在这里的小磁针N极受力的方向解析:选D.磁感线是假想的线,故A错;磁感线是闭合的曲线,磁铁外部、内部均有磁感线,故B错;磁感线永不相交,故C错;根据磁感线方向的规定知D 对.3.图3-3-15如图3-3-15所示,带负电的金属圆盘绕轴OO′以角速度ω匀速旋转,在盘左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )A.N极竖直向上B.N极竖直向下C.N极沿轴线向右D.N极沿轴线向左解析:选C.等效电流的方向与转动方向相反,由安培定则知轴线上的磁场方向向右,所以小磁针N极受力向右,故C正确.4.图3-3-16(20xx年深圳中学高二检测)如图3-3-16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ⅠB.区域ⅡC.区域ⅢD.区域Ⅳ解析:选A.根据安培定则可判断出区域Ⅰ的磁场是一致且向里的.5.如图3-3-17所示,图3-3-17线圈平面与水平方向夹角θ=60°,磁感线竖直向下,线圈平面面积S=0.4m2,匀强磁场磁感应强度B=0.6 T,则穿过线圈的磁通量Φ为多少?解析:法一:把S投影到与B垂直的方向,则Φ=B·S cos θ=0.6×0.4×cos 60°Wb=0.12 Wb.法二:把B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B⊥,B∥不穿过线圈,且B⊥=B cos θ,则Φ=B⊥S=B cos θ·S=0.6×0.4×cos 60°Wb=0.12 Wb.答案:0.12 Wb一、选择题1.下列关于磁通量的说法,正确的是( )A.磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量B.某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数C.在磁场中所取的面积越大,该面上磁通量越大D.穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零解析:选BD.磁通量Φ是磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积,即Φ=BS,亦表示穿过磁场中某面积S的磁感线的总条数,Φ只有大小,没有方向,是标量.由此可知选项A错误,B正确。
人教版高中物理选修3-1第三章几种常见的磁场课件(40页)-PPT优秀课件
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有趣的右螺旋
环形电流的安培定期(右手媒旋定)反映了一个旋转方向和 一个直线方向的天系,这种关系叫做“右”关系,在日常生活 中随处可见。仔观察一下,螺检旋进媒母是不是符合这个“定 则”?一个有填纹的瓶盖,要把它打开,应该朝哪个方向旋转?
四、匀强磁场
1、定义:磁场强弱、方向处处相同的磁场。 2、磁感线分布特点:一些间隔相同的平行直线。 3、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。
I
五、磁通量
研究电磁现象时,常常要讨论穿过某一面积的磁
抵消,对外不显磁性。
B
S极
N极
分子电流取向大致相同,铁棒被磁化,两端 形成磁极。
2、退磁 磁铁受到高温或猛烈撞击时会失去磁性。
因为激烈的热运动或震动使分子电流的取向又变 得杂乱无章了。
磁 化
加磁场
未被磁化的铁棒
热运动 震动
退 磁
磁化后的铁棒
分子电流的取向是否有规律,决定了物体对外是 否显磁性。
3、 磁现象的电本质:磁铁和电流的磁场,本质上都是 运动电荷产生的。
通电直导线
弯曲通电导线
再弯曲通电导线
如何判断环形电流的磁场方向呢?
环形电流的磁感线分布 右手导线
安培定则: 四指电流
拇指磁感线方向
环线电流的磁场的几种表示图
导线电流
环形电流的磁感线分布
磁感线
横截面图
立 体 图
例3:如图,当导线中沿逆时针方向通过电流时,说出 小磁针最后静止时的N极的指向。
高中物理 3.3几种常见的磁场课件 新人教版选修3-1
A
特点: ①磁感线是不存在、不相交的闭合曲线。 ②磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向。 ③磁感线的疏密表示磁场的强弱。 ④磁感线都是闭合曲线.在磁体外,磁感线都是由N极 出发,进入S极,在磁体内部磁感线由S极指向N极.
问:电场和磁场、磁感线和电场线它们有何相同和区别?
1、电场的方向:规定正电荷所受电 1、磁场的方向:小磁针北极受力的
几种常见的磁场
知识回顾:
1、定义: 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力F 跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度.
大小:B=F/IL
2、矢量:
方向:把感某应点强的度磁的场方方向向. 定义为该点的磁
一、磁感线
目的:为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线 定义:在磁场中画出一系列有方向 的闭合曲线(从 N极出来到S极进去),且使曲线上每一点的切线方 向表示该点的磁场方向。也就是在该点放上小磁针, 静止时N极的指向或N极的受力方向。
(3)磁铁外部从N极到S极,内部从S 极到N极,形成闭合曲线
(4)不相交
(4)不相交
二、几种常见磁场的磁感线分布 1).磁体的磁场
2).电流磁场
①直线电流的磁感线
直线电流的磁感线方向用安培定则(也叫右手螺旋定则)来
判定:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流
的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向
场力的方向
方向(或小磁针静止时北极所指
的方向)
2、电场线
2、磁感线
(1)为形象描述电场而假想 的曲线,实际不存在
(1)为形象描述磁场而假想的曲线, 实际不存在
(2)疏密表示强弱,切线方 向表示电场方向
(2)疏密表示强弱,切线方向表示 磁场方向
人教版高二物理选修3-1第三章磁场第三节《几种常见的磁场》课件(共12张PPT)[优质实用版课件]
未被磁化的铁棒
3.磁现象的电本质
磁化后的铁棒
四、磁通量
1、定义:磁感应强度B与垂直磁场方向面积S的乘积 。 Φ=B·S⊥
单位:Wb 1Wb=1Tm2=1Vs=1kgm2/(As2)
Φ=BScosθ θ 2、物理意义:穿过某一面积的磁感线条数。 3、磁通密度:垂直穿过单位面积的磁感线条数。 B= Φ/S ⊥
功地把自己推销给别人之前,你必须百分之百的把自己推销给自己。即使爬到最高的山上,一次也只能脚踏实地地迈一步。
(右手螺旋定则)
安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇 指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四 指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
课堂练习
画出直线电流的磁场的立体、顶视、底视、正视图
直线电流
2、环形电流周围磁场
环形电流的磁场 可等效为小磁针 或条形磁铁.
安培定则:让右手弯曲的四指和环形电流 的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就 是环形导线中心轴线上磁感线的方向。
磁感线
①磁场方向看切线; ②磁场强弱看疏密。
注:磁感线是“人为引入”的对磁 场形象的描述,客观上并不存在。
二、几种常见磁场的磁感线分布
注:磁场的磁感线分布是三维的,立体的。
匀强磁场:磁感应强度的大小、方向都一样,磁感线 是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线。
1、直线电流周围磁场
磁感线为以导线上的各点 为圆心的同心圆,且在跟 导线垂直的平面上。
3、通电螺旋管周围磁场
等效
安培定则:用右手握住螺旋管,让弯曲的四指 所指的方向跟电流方向一致,大拇指所指的方 向就是螺旋管内部磁感线的方向。
三.安培分子环流假说
1.分子电流假说 任何物质的分子中都存在环形电流——分子电
高中物理第3章磁场3几种常见的磁场达标新人教版选修3-1(new)
第三章 3 几种常见的磁场1.(2017·宁夏中卫一中高二上学期期末)关于磁感线和电场线,下列说法中正确的是导学号 74700592( A ) A.磁感线是闭合曲线,而静电场线不是闭合曲线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解析:磁体周围的磁感线从N极出发回到S极,在内部则是从S极回到N极,磁感线是闭合曲线,电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷,静电场线不是闭合曲线,故A正确C错误;磁感线和电场线不一定互相平行,故B错误,磁感线和电场线不仅能表示方向,分布疏密可以反映场的强弱,越密越强,反之越弱,故D错误.2.(2017·甘肃省嘉峪关一中高二上学期期末)为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。
在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是错误!( B )解析:本题考查了对地磁场的认识,由安培定则可知环形电流应自东向西,B项正确。
3.(2017·黑龙江大庆实验中学高二上学期期末)如图所示,套在条形磁铁外的三个线圈,其面积S1>S2=S3,且“3”线圈处于磁铁的正中间。
设各线圈中的磁通量依次为Φ1、Φ、Φ3.则它们的大小关系是错误!( C )2A.Φ1>Φ2>Φ3 B.Φ1>Φ2=Φ3C.Φ1<Φ2<Φ3 D.Φ1<Φ2=Φ3解析:在条形磁铁内外都有磁场,套在条形磁铁外的三个线圈的磁通为内部向左的磁通减去外部向右的磁通,而内部向左的磁通相同,外部向右的磁通越大,抵消越多,总磁通越少,1,2 在同一位置,1的外部面积大,则向右的磁通大,故Φ2>Φ1,2,3面积一样,3位置外部B小,则外部向右磁通小,则Φ3>Φ2;可知:Φ1<Φ2<Φ3,选项C正确。
尊敬的读者:本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来,本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对,但是难免会有不尽如人意之处,如有疏漏之处请指正,希望本文能为您解开疑惑,引发思考。
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场3.3几种常见的磁场教学课件
s
N
任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流, 分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体。 分子电流实际上是由核外电子绕核运动形成的
2.安培分子电流假说对一些磁现象的解释:
未被磁化的铁棒
磁化后的铁棒
3.磁现象的电本质:磁铁和电流的磁场本质 上都是运动电荷产生的
为了解释地球的磁性,19世纪安培假
五、磁通量
1、定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘
积
公式:Φ=BS (条件:B⊥S)
单位:Wb 1Wb=1Tm2
2、物理意义:穿过某一面积的磁感线条数的多少 3、磁通密度:穿过单位面积的磁通量
B = Φ/S
注重理解:磁通量的计算
⑴、若B与S不垂直,则S视作在垂直于磁感线方向的 投影面积
α
第三节 几种常见的磁场
同点?
引入 目的
相 疏密 似 意义 点 切线
方向
是否 相交
不同点
磁感线
电场线
磁感线和电场线有何异同点?
引入 目的
相 疏密 似 意义 点 切线
方向
是否 相交
不同点
磁感线
电场线
描述场的强弱和方向
场的强弱
场的方向
否
闭合
不闭合
三、安培分子电流假说
3、通电螺旋管周围磁场
等效
安培定则: 用右手握住螺旋管,让弯曲的四指所指的方向
跟电流方向一致,大拇指所指的方向就是螺旋管内部 磁感线的方向。 (大拇指指向螺旋管北极)
根据安培假说的物理思想:磁场来源于运动电荷. 如果用这种思想解释地球磁场的形成,根据地球上 空并无相对地球定向移动的电荷的事实.那么由此推
4.能正确、流利地朗读课文,练习用 “象脚 鼓”等词 语,描 述周总 理和傣 族人民 一起过 泼水节 的情景 ,体会 周总理 和傣族 人民心 连心的 深厚情 意。
2018高中物理人教版选修3-1:3.3 几种常见的磁场 课件(21张)
syx73694@
南京大学附属中学 宋裕香
在磁体的磁场中,磁体的外部磁感线 从N极到S极,内部从S极到N极。 磁感线疏密程度表示磁场的强弱
磁感线是闭合的曲线
(一)直线电流磁场的磁感线
空间图 横截面图
纵截面图
纵截面图
通电直导线纵截面图
(A)
(B)
√
(C)
(二)环形电流磁场的磁感线
(二)环形电流磁场的磁感线
• 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. 几种常见的磁场
一、磁感线
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B的 方向一致,这样的曲线就叫做磁感线。
C
B A
磁铁周围的磁感线
一、磁感线
磁 感 线 特 点
磁感线是人们为了形象的描述 磁场而假想出来的曲线。
在磁体的磁场中,磁体的外部磁感线 从N极到S极,内部从S极到N极。
安培定则 (二)
四指:电流方向 拇指:磁感线方向
(三)通电螺线管磁场的磁感线
四指:电流方向 拇指:内部磁场方向
N
通电螺线管
S
• 通电螺线管内部的磁场
DIS实验探究通电螺线 管内部的磁感应强度大小
• 通电螺线管内部的磁场
三、匀强磁场
1. 匀强磁场:强弱、方向处处相同的磁场 2. 磁感线 :是一组间隔相同的平行线
两个线圈之间的磁 场是匀强磁场
永磁铁两个平行的异 名磁极间的匀强磁场。
几种常见的磁场
磁铁和电流都能 产生磁直线电流 环形电流
四、安培分子电流假说
1.分子电流假说
物质分子中存在环形电流 ——分子电 流,分子电流使每个分子都成为一个微 小的磁体。
2018年高中物理选修3-1课件:第3章 第3节 几种常见的磁场
【要点归纳】 1.定量计算 通过公式Φ=BS来定量计算磁通量时应注意的问题: (1)明确磁场是否为匀强磁场,知道磁感应强度的大小. (2)平面的面积S应为磁感线通过的有效面积.当平面S与磁场方向不垂直时, 应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角,准确找出垂直面积. (3)线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关,即磁通量的大小不受线圈匝数的 影响. 2.定性判断:磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”,当有不同方向 的磁场同时穿过同一面积时,此时的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数 和.
【思考与讨论】 如何用右手来判断通电螺线管磁感线的方向?
学生:用安培定则来判定:用右手握住螺线管,让弯曲四指所指的方向和电流 的方向一致,大拇指所指的方向就是通电螺线管内部磁感线的方向. 【教师总结】 通电螺线管外部的磁场和条形磁铁外部的磁场相似,一端相 当于南极,一端相当于北极;内部的磁感线和螺线管的轴线平行,方向由南极 指向北极,并和外部的磁感线连接,形成一些环绕电流的闭合曲线.
3.下列各图中,用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况, 其中正确的是( D )
解析:通电直导线周围磁感线是以导线为圆心的同心圆,由安培定则 可知选项D正确.
4.如图所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的虚线范
围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面.若磁感应强度为B,则穿过线圈
四、匀强磁场
阅读教材第88页“匀强磁场”部分,知道匀强磁场的特点. 1.定义:磁感应强度的 强弱 、 方向 处处相同的磁场. 2.磁感线:间隔相同的 平行直线 . 想一想 教材第88页图3.3-7中,在N极与S极之间靠近N极,S极磁体的位置 磁感应强度大,还是离N极,S极较远的位置磁感应强度大? 答案:匀强磁场中空间上任何点的磁感应强度的大小,方向都相同.
高中物理 第3章 磁场 3 几种常见的磁场课件 新人教版选修3-1
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
立体图
横截面图 纵截面图
环 形 电 流 内部磁场比环外强,外部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
[特别提](1)应用安培定则判定直线电流时,四指所指的 是导线之外磁场的方向;判定环形电流和通电螺线管时拇指的 指向是线圈轴线上磁场的方向。
※ 掌握安培定则,能熟练地用安培定则对电流周围 ※ 的磁场分布作出判断。
※
了解安培分子电流假说的内容,并能用来解释铁 棒被磁化和磁体退磁等现象。
※
知道什么是匀强磁场;知道匀强磁场的磁感线是 分布均匀的平行直线。
※ 知道磁通量的定义,知道公式Φ=BS的适用条 ※ 件,会用这一公式进行简单计算。
课堂情景切入
安培定则——用来确定通电导线周围磁场方向
1.通电直导线周围磁场 用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟__电__流__的 方向一致,那么,_弯__曲__的__四__指___所指的方向就是磁感线的环绕 方向。(如图)
2.环形电流产生的磁场 让右手弯曲的四指和_环__形__电__流___的方向一致,那么,伸直 的大拇指所指的方向就是___环__形__导__线__中__心__轴__线__上___的磁感线的
磁场是一种特殊的物质,不能为人们所看见,英国科学家 法拉第在对磁场的描述方面表现出很强的想像力,为了“看 见”磁场,法拉第在纸板上均匀洒满细小的铁屑,在其下放置 磁铁,然后轻敲纸板,磁化后的铁屑在磁力的作用下就清清楚 楚地呈现出“磁感线”来。
知识自主梳理
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场3.3几种常见的磁场教学PPT精品课件
1.分子电流假说
s
N
任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流, 分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体。 分子电流实际上是由核外电子绕核运动形成的
2.安培分子电流假说对一些磁现象的解释:
未被磁化的铁棒
磁化后的铁棒
3.磁现象的电本质:磁铁和电流的磁场本质 上都是运动电荷产生的
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场3.3几种常见的磁场教学PPT精品课 件
四、匀强磁场
1、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2、产生方法:距离很近的两个异名磁极之间的磁场, 通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)都可认为 是匀强磁场。 3、匀强磁场的磁感线:是一组相互平行、方向相同、 疏密均匀的直线
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为了解释地球的磁性,19世纪安培假
设:地球的磁场是由绕过地心的轴的
环形电流 I 引起的.在下列四个图中,
正确表示安培假设中环形电流方向的
是(
)
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五、磁通量
1、定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘
积
公式:Φ=BS (条件:B⊥S)
单位:Wb 1Wb=1Tm2
2、物理意义:穿过某一面积的磁感线条数的多少
3、磁通密度:穿过单位面积的磁通量
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场3.3几种常见的磁场教学PPT精品课 件
人教版高二物理选修3-1第三章 3.3 几种常见的磁场
质疑互动
奥斯特实验可得什么结论? 通电导线对磁体有作用力。
1.直线电流的磁场
把小磁针放在通电直导线附近,根据磁针的指向,可 以研究它周围的磁场分布。
此研究方法依据的原理是什么?
生成展示
又名右手螺旋定则!
安培定则: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。
公式: = BS
适用条件: 1.匀强磁场
若磁感线与平面不垂直, 如何计算磁通量?
2.磁感线与平面垂直
用这个面在垂直于磁场B的方向的
投影面积S’与B的乘积表示磁通量
质疑互动
如何定量的研究磁场?
磁通量:设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的 平面,面积为S,将B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量,简称磁通。
质疑互动 两平行板间存在匀强电场,电场强度处处相同。 有匀强磁场吗?
距离很近的两个平行的异名磁极之间的磁场,除边缘部分 外,可以认为是匀强磁场。
相隔适当距离的两个平行放置的线圈通电时,其中间区域 的磁场也是匀强磁场。
质疑互动 磁感线的特点:
1.磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁感应强பைடு நூலகம்方向,即 小磁针N极所指的方向。
质疑互动 若是将直导线绕成一个闭合圆环,其周围的磁场会有怎样的变化?
大家不妨先对照直线电流的磁场的纵截面图想象一下。
质疑互动 2.环形电流的磁场
环形电流的磁场可以用小磁针来研究,也可以用另一 种形式的安培定则表示。
安培定则: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。
环形电流 内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏
2018年人教版物理选修3-1 第3章 3 几种常见的磁场
3 几种常见的磁场[先填空] 1.磁感线(1)定义:用来形象描述磁场的强弱及方向的曲线. (2)特点:①磁感线的疏密表示磁场的强弱.②磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向. 2.安培定则(1)直线电流的磁场: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环绕的方向,如图3-3-1甲所示.图3-3-1(2)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乙所示.(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跟电流方向一致,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3-3-1丙所示.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,即分子电流.分子电流使每个物质微粒都成为小磁体,它的两侧相当于两个磁极.(2)意义:能够解释磁化以及退磁现象,解释磁现象的电本质.(3)磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由电荷的运动产生的.[再判断]1.通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环.(√)2.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的.(×)3.磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断.(√)4.除永久性磁铁外,一切磁场都是由运动电荷产生的.(×)5.一般的物体不显磁性是因为物体内的分子电流取向杂乱无章.(√)[后思考]1.有同学认为磁感线总是从磁体北极指向南极,你认为对吗?【提示】不对,在磁体外部磁感线从磁体北极指向南极,而在磁体内部,磁感线是从南极指向北极.2.怎样可以使磁铁的磁性减弱或失去磁性?【提示】高温或猛烈的撞击可以使分子电流取向变得杂乱无章,从而失去磁性.[合作探讨]如图3-3-2所示,螺线管内部小磁针静止时N极指向右方.图3-3-2探讨1:螺线管内部磁场沿什么方向?螺线管c 、d 端,哪端为N 极? 【提示】 由c 指向d .d 端为N 极.探讨2:小磁针放在螺线管上方e 处,静止时N 极指向什么方向? 【提示】 向左.探讨3:电源的a 、b 端,哪端为正极? 【提示】 a 端. [核心点击] 1.磁感线的特点(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3-3-34.三种常见的电流的磁场(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时,两端显示较强的磁性作用,形成磁极,软铁棒就被磁化了,即磁化的实质是分子电流由无序变为有序.(2)磁体的消磁:磁体受到高温或猛烈撞击状况时,即在激烈的热运动或机械运动影响下,分子电流的取向又会变得杂乱无章,使得磁体磁性消失.1.如图3-3-4所示,表示蹄形磁铁周围的磁感线,磁场中有a、b两点,下列说法正确的是()图3-3-4A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a>B bB.a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a<B bC.蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的N极,终止于蹄形磁铁的S极D.a处没有磁感线,所以磁感应强度为零【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B a<B b,故A错,B对;磁感线是闭合曲线,没有起点和终点,故C错;在没画磁感线的地方,并不表示没有磁场存在,故D错.【答案】 B2.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是()【解析】地磁场是从地球的南极附近出来,进入地球的北极附近,除两极外地表上空的磁场都具有向北的磁场分量,由安培定则,环形电流外部磁场方向向北、可知,B正确.A图地表上空磁场方向向南,A错误.C、D在地表上空产生的磁场方向是东西方向,C,D错误.故选B.【答案】 B安培定则记忆口诀“直对直,弯对弯”.即在应用安培定则时,四指始终弯曲,拇指始终伸直,当是直线电流时,拇指指向电流方向,四指指向磁场方向;当是环形电流时,四指弯曲指向电流方向,拇指指向磁场方向.[先填空]1.匀强磁场(1)定义:强弱、方向处处相同的磁场.(2)磁感线特点:疏密均匀的平行直线.2.磁通量(1)定义:匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积,即Φ=BS.(2)拓展:磁场B与研究的平面不垂直时,这个面在垂直于磁场B方向的投影面积S′与B的乘积表示磁通量.(3)单位:国际单位制是韦伯,简称韦,符号是Wb,1 Wb=1_T·m2.(4)引申:B=ΦS,表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量,因此磁感应强度B又叫磁通密度.[再判断]1.在匀强磁场中面积越大,磁通量一定越大.(×)2.磁感应强度等于垂直穿过单位面积的磁通量.(√)3.磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量.(×)4.将一平面置于匀强磁场中的任何位置,穿过该平面的磁通量总相等.(×) [后思考]若通过某面积的磁通量等于零,则该处一定无磁场,你认为对吗?【提示】不对.磁通量除与磁感应强度、面积有关外,还与环面和磁场夹角有关,当环面与磁场平行时,磁通量为零,但仍能存在磁场.[合作探讨]如图3-3-5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.图3-3-5探讨1:平面BCFE的磁通量是多大?【提示】B0S.探讨2:平面ABCD的磁通量是多大?【提示】B0S.探讨3:平面AEFD的磁通量是多大?【提示】0.[核心点击]1.磁通量的物理意义:表示磁场中穿过某一平面的磁感线条数,且为穿过的磁感线的净条数.2.磁通量的计算(1)匀强磁场,磁感线与平面垂直时:Φ=BS.(2)匀强磁场,磁感线与平面不垂直时:Φ=BS sin θ,公式中的θ是平面与磁感线的夹角,S sin θ是平面在垂直于磁感线方向的投影面积.3.磁通量的正、负值含义(1)磁通量是标量,但有正、负.若规定磁感线从某平面穿入时,磁通量为正值,则磁感线从该平面穿出时即为负值.(2)若某一平面有正反两个方向的磁感线穿过,穿过正向的磁通量为Φ1,反向的磁通量为Φ2,则穿过该平面的磁通量Φ=Φ1-Φ2.4.磁通量与磁感应强度的关系(1)磁感应强度的另一种定义:由Φ=BS得B=ΦS,此为磁感应强度的另一定义式,表示穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁感线条数,所以B又叫作磁通密度.(2)磁感应强度的另一个单位:由B=ΦS得磁感应强度的另一个单位是Wbm2,且1 T=1 Wbm2=1NA·m.3.如图3-3-6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的磁通量为ΦA、ΦB,则()【导学号:34522039】图3-3-6A.ΦA=ΦBB.ΦA<ΦBC.ΦA>ΦBD.无法判断【解析】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.【答案】 B4.如图3-3-7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多少?若使框架绕OO′轴转过60°角,则穿过线框平面的磁通量为多少?若从初始位置转过90°角,则穿过线框平面的磁通量为多少?图3-3-7若从初始位置转过180°角,则穿过线框平面的磁通量变化为多少? 【解析】 在图示位置时,磁感线与线框平面垂直,Φ=BS .当框架绕OO ′轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图,如图所示.Φ=BS ⊥=BS ·cos 60°=12BS .转过90°时,线框由磁感线垂直穿过变为平行,Φ=0.线框转过180°时,磁感线仍然垂直穿过线框,只不过穿过方向改变了. 因而Φ1=BS ,Φ2=-BS , ΔΦ=Φ2-Φ1=-2BS . 即磁通量变化了2BS . 【答案】 BS 12BS 0 2BS求ΔΦ的三种方法导致磁通量变化的原因不同,求解磁通量变化量的方法也有差异,常见以下三种情景:(1)磁感应强度B 不变,由于有效面积S 发生变化导致磁通量变化,这种情况的ΔΦ利用B ΔS 求解.(2)面积S 不变,由于磁感应强度B 发生变化导致磁通量变化,这种情况的ΔΦ利用ΔBS 求解.(3)磁感应强度B 和有效面积S 均发生变化,这种情况的ΔΦ=B 2S 2-B 1S 1,不能用ΔB ·ΔS 求解磁通量变化量.。
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1 第三章 3 几种常见的磁场
1.(2017·宁夏中卫一中高二上学期期末)关于磁感线和电场线,下列说法中正确的是 导学号 74700592( A )
A .磁感线是闭合曲线,而静电场线不是闭合曲线
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
解析:磁体周围的磁感线从N 极出发回到S 极,在内部则是从S 极回到N 极,磁感线是闭合曲线,电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷,静电场线不是闭合曲线,故A 正确C 错误;磁感线和电场线不一定互相平行,故B 错误,磁感线和电场线不仅能表示方向,分布疏密可以反映场的强弱,越密越强,反之越弱,故D 错误。
2.(2017·甘肃省嘉峪关一中高二上学期期末)为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的。
在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是导学号
74700593( B )
解析:本题考查了对地磁场的认识,由安培定则可知环形电流应自东向西,B 项正确。
3.(2017·黑龙江大庆实验中学高二上学期期末)如图所示,套在条形磁铁外的三个线圈,其面积S 1>S 2=S 3,且“3”线圈处于磁铁的正中间。
设各线圈中的磁通量依次为Φ1、Φ2、Φ3。
则它们的大小关系是导学号
74700594( C )
A .Φ1>Φ2>Φ3
B .Φ1>Φ2=Φ3
C .Φ1<Φ2<Φ3
D .Φ1<Φ2=Φ3 解析:在条形磁铁内外都有磁场,套在条形磁铁外的三个线圈的磁通为内部向左的磁通减去外部向右的磁通,而内部向左的磁通相同,外部向右的磁通越大,抵消越多,总磁通越少,1,2 在同一位置,1的外部面积大,则向右的磁通大,故Φ2>Φ1,2,3面积一样,3位置外部B 小,则外部向右磁通小,则Φ3>Φ2;可知:Φ1<Φ2<Φ3,选项C 正确。