几种常见的磁场(完美版)

知识内容
电场线
几种常见电场的电场线
真空中点电荷的电 场的电场线
3.1几种常见的磁场
【问题一】如图，磁场中各点小磁针的指向不 同，这个现象说明什么? 说明条形磁铁周围的磁场是有方向的。 【问题二】那么，磁场的方向怎样规定的呢？ 将一个小磁针放在 磁场中某一点,小磁针 静止时,北极N所指的方 向,就是该点的磁场方 向.
环形电流的磁场的磁感线 安培定则(2):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.
4）通电螺线管的磁场的磁感线 通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠 加.所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 管内部的磁场的方向.
O’
3、如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈， 其面积S1＞S2= S3，且 “3”线圈在磁铁的正 中间。设各线圈中的磁通量依次为Ф1、Ф2、 Ф3则它们的大小关系是 ( ) C A、 Ф1>Ф2>Ф3 B、 Ф1>Ф2=Ф3 C、 Ф1<Ф2<Ф3 D、 Ф1<Ф2=Ф3
二、几种常见的磁场
外部从
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。
那么，它们的磁场磁感线分布又有什么特 点？ 遵循什么规律呢？
安培定则（右手螺旋定则）确定。
直线电流的磁场的磁感线： 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 方向就是磁感线环绕的方向.(右手螺旋定则)
课堂训练 如图所示，当开关闭合时： (1)判断通电螺线管的磁极； （2）指出每个小磁针的N、S极。
N 乙 N N 丙
S
甲
S
N
N 丁
练习：
1、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
1、标出下图中各小磁针的N、S极
2、标出下图线圈中电流方向
N S I? ××× ×× ××
BC
A.向右飞行的正离子束
B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束
1.关于磁感线，下列说法中正确的是( C )
A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场
B．磁感线总是从N极到S极 C．磁感线上任意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，磁感线就可能相交
2．如图所示，水平直导线ab通有向右的电流I，置于导线正下方的 小磁针S极将( A ) A．向纸外偏转 B．向纸内偏转 C． 在纸面内顺时针转过90° D．不动
Ｉ 表示垂直于 纸面向外 表示垂直于 纸面向里
a、磁感应强度的方向：
X X X X X X X X X
垂直纸面向里
Fra Baidu bibliotek
垂直纸面向外
· · · · · · · · ·
b、电流的方向：
X
垂直纸面向里
·
垂直纸面向外
• 例1.如图所示，导线中通以水平向右的电流I，请判 断导线下方水平放置的小磁针如何偏转？
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，能使 小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒 子可能是 （ ）
a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁 通量情况下列叙述正确的是(线框平行于纸面移 动)( D ) A.一直增加 B.一直减少
a b
a′
b′
C.先增加后减少
d
c
d′
c′
D.先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减 少
2、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_____, BS 若使框架绕OO’转过60度角则穿过线框平面的磁通量 为_________, BS/2 若从初始位置转过90度角,则穿过线框 平面的磁通量为_____, 0 若从初始位置转过180度角,则 O 穿过线框平面的磁通量变化为_______ 2BS
6、铁环上绕有绝缘的通电导线,电流方向如 图所示.则有铁环中心O处的磁场方向为( A ) A．向下 B．向上 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外
地磁场的磁感线
假设地球的磁场是由于地球带某种电荷 而又绕地轴自转产生的，你认为地球带有何 种电荷？
带负电荷
二、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 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,它的两侧相当于两个磁极
A
B
3、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． B． C． D． a、b、c均向左 a、b、c均向右 a向左,b向右,c向右 a向右,b向左, c向右
5、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 ） A.区域I B.区域Ⅱ C.区域Ⅲ D.区域Ⅳ
思考1.沿磁感线的方向，磁场是减弱 吗？
解析：不一定。磁感线的方向与磁场 的强弱没有关系，所以无法判定磁场是 否减弱．
1.下列关于磁感线的叙述，正确的是( C )
A．磁感线是真实存在的,细铁屑撒在磁铁附近，我们看到的就是磁感
线
B．磁感线始于N极，终于S极
C．磁感线和电场线一样，不能相交
D．沿磁感线方向磁场减弱
A．a、b两处的磁感应强度的大
小不等，Ba>Bb B ．a、b两处的磁感应强度的大 小不等，Ba<Bb C．同一通电导线放在a处受力一
定比放在b处受力小 答案：B D．a处没有磁感线，所以磁感应
强度为零
2、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 BScosθ Ф ＝_________ a
练习： 1、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 0.2Wb ；当金属圆环转过90°， 通量是_______ 环面与磁场平行时，穿过环面的磁通 量是_______ 0
例1.磁场中的磁感线如图所示， 则（ ） b处的磁感线较密，a处的 磁感线较疏 不知通电导线在磁场中的放 置方向，没法确定受力大小 磁感线是用来描述磁场的， 不可能在存在磁场的区域内 全部画出磁感线
I
（4）通电螺旋管周围磁感线
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）
课堂训练 2、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（ D ） A、全向里 B、全向外 C、a向里，b、c向外 D、a、c向外，b向里
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，S为有磁感线穿过 的有效面积。 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。 Φ＝BSsin a a.当磁场B⊥S垂直,磁通量最大Φ=BS
b.当磁场B与面积S不垂直, Φ<BS
c.当B∥S时,磁通量最小Φ=0
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． Φ＝BScosθ. 式中Scosθ即面积S在垂直于磁感线方向的 S在垂直 投影，我们称为“有效面积”． 于磁感线 方向的投 影 磁通量也可理解为穿过某面积的磁感线的条数，当有方向相反的
两簇条数相同的磁感线穿过某面积时，该面积上的磁通量为零．
（3）通电螺线管内部的磁场
I
五、磁通量
1．定义：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，我 们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量， 简称磁通，用字母Φ表示． 2．公式：Φ＝BS. (1)适用条件：a.匀强磁场； b．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
解析 在图示位置，磁感线与框架平面垂直时，Φ＝BS.当框架绕OO′轴转
过60°时可以将原图改画成从上向下看的图，如图
答案 BS
0
2BS
1 BS 2
练习：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
5.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°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
架平面的磁通量变化量大小为________．
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
5、匀强磁场
磁场强弱、方向处处相同的磁场 磁感线特点：一组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）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。
问题三：如何形象地描述磁场中各点的磁场方 向? 1、磁感线： 磁感线是在磁场中画出一些有方向的 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。这样的曲线 叫做磁感线。
C
B
A
条 形 磁 体 磁 场 分 布
蹄 形 磁 体 磁 场 分 布
1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：
条形磁铁
S
N
利用安培的假说解释一些磁现象
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
关于磁现象的电本质，下列说法中正确的 是( B ) 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 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 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
7.磁通量的变化 1）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。 2）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：
1、如图所示,一矩形线框,从.abcd位置移动到
B I?
3、下列各图为电流产生的磁场示 意图，补画出各图中电流方向或 磁感线方向
I?
·· ·· ·· ··
×× ×× ×× ××
4、指出下列各图 中小磁针的偏转情 况
I S I
S
I? N
N
S
2、如图，当电流通过线圈时，磁针A的N极 指向哪里？磁针B的N极指向哪里？
磁针A的N极指向外
I
磁针B的N极指向里
蹄形磁铁
特点：外部从N到S，内部从S到N形成闭合曲线。
2.磁感线的特点
(1)磁体的外部：从北极(N极)指向南极(S极)； 磁体的内部： 从南极指向北极． (2)每条磁感线都是闭合曲线，任意两条磁感线 不相交。 (3)磁感线密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场 弱． (4)磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场 方向． (5)磁感线是为了形象地研究磁场而人为假想的 曲线．
b
B c θ d
3．关于磁通量，下列说法中正确的是( C )
A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量 B．磁通量越大，磁感应强度越大 C．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零 D．磁通量就是磁感应强度 4．一块磁铁从高处掉到地上，虽然没有断，但磁性变弱了，这是因为 ( B ) A．磁铁被磁化了 C．磁铁是非磁性物质 B．磁铁因剧烈震动而退磁了 D．磁铁是软磁性材料