2017年高中物理第5章磁场第1讲磁场用磁感线描述磁场学案鲁科版选修3_1

第1讲磁场用磁感线描述磁场

[目标定位] 1.了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响.2.理解磁场的概念，知道磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间都是通过磁场相互作用的.3.了解地磁场分布、变化以及对人类生活的影响.4.知道磁感线的概念，会用安培定则判断电流周围的磁场方向，并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点．

一、我国古代的磁应用

1．古人发现，不管形状如何，任何磁体都有两个磁极．

2．指南针的出现改变了夜晚依靠北极星辨别方向、白昼通过太阳定位的历史．

二、磁场

磁场是一种看不见、摸不着、存在于电流或磁体周围的物质，它传递着磁相互作用．磁场的存在，使磁体之间不接触便可以发生相互作用．

三、地球的磁场

1．地磁场：我们生活的地球本身就是一个大磁体，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近．

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北方向，小磁针的指向与正南北方向之间的夹角叫做磁偏角．

四、用磁感线描述磁体的磁场

1．磁感线：在磁场中画出的一些有方向的假想曲线，在磁感线上，任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，都代表磁场中该点小磁针北极受力的方向．

2．磁感线的特点：磁感线是闭合曲线，磁感线分布越密的地方，磁场越强；磁感线分布越疏的地方，磁场越弱．

五、用磁感线描述电流的磁场

1．直线电流的磁场

安培定则：用右手握住导线，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．这个规律也叫右手螺旋定则．

2．环形电流的磁场

环形电流的磁场可用另一种形式的安培定则表示：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中心轴线上磁感线的方向．

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与电流方向一致，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1所示).

图

1

一、磁场

1．磁场：磁体的周围和电流的周围存在磁场．磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，不是以微粒形式存在，但却是一种客观存在的物质．

2．基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用．

3．磁场的产生：(1)磁体周围有磁场；(2)电流周围有磁场．

例1下列关于磁场的说法中，正确的是( )

A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质

B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的

C．磁极与磁极间是直接发生作用的

D．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生

答案 A

二、正确解读地磁场

1．地球是一个大磁体，存在的磁场叫地磁场．如图2所示，地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近．

图2

2．虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大．因此，一般我们认为：

(1)在赤道正上方，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向水平向北．

(2)在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方．

例2如图3所示，假设将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将( )

图3

A．指北 B．指南

C．竖直向上D．竖直向下

答案 D

解析地磁场的分布规律与条形磁铁类似，在地理北极附近，地磁场竖直向下，此处小磁针的N极应竖直向下，D对．

三、对磁感线的深化理解

1．常见永磁体的磁场(如图4所示)

图4

2．磁感线与电场线的比较

比较项目磁感线静电场的电场线

相同点方向

线上各点的切线方向就是该点的磁

场方向

线上各点的切线方向就是该点的电场

方向

疏密表示磁场强弱表示电场强弱

特点在空间不相交、不相切、不中断

除电荷处外，在空间不相交、不相切、

不中断

不同点闭合曲线始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处．不闭合的曲线

例3关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是( )

A．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的

B．磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，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

C．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的

D．两个磁场的叠加区域，磁感线可能相交

答案 B