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当前位置:首页 > 商业/管理/HR > 企业财务 > 高中物理 第5章 磁与人类文明 怎样描述磁场课件 沪科选修31
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123知道地磁场的特点,了解磁性材料.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.重合地球自转轴水平放置的磁针二、形形色色的磁性材料1.磁化退磁去磁2.软磁性硬磁性反复磁化永磁铁三、磁场的形象描述1.切线强弱2.间距平行指向四、磁场的定量描述1.(1)磁感线的条数(2)韦伯韦Wb2.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?答案因为地球是个大磁体,它对指南针有影响.[要点提炼]1.地磁场地球是一个大磁体,其周围存在的磁场叫地磁场.如图所示,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.2.磁偏角地磁的两极跟地理的两极并不重合,水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个交角,这个交角叫做磁偏角.[延伸思考]宇宙中的其他天体是否有磁场?答案有些有磁场,有些没有磁场.[要点提炼]1.磁感线的特点(1)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向.磁感线的疏密程度表示磁场的强弱.(2)磁感线不相交、不相切、不中断、是闭合曲线;在磁体外部,其方向从N极指向S极;在磁体内部,由S极指向N极.(3)磁感线是为了形象描述磁场而假想的物理模型,在磁场中并不真实存在,不可认为有磁感线的地方有磁场,没有磁感线的地方没有磁场.二、磁场的形象描述在磁场中放一块玻璃板,玻璃板上均匀地撒一层细铁屑,轻敲玻璃板,铁屑就会有规则地排列起来,模拟出磁感线的形状,由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布的?磁感线有什么特点?磁感线是磁场中真实存在的吗?答案见要点提炼.2.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匀强磁场.距离很近的两个异名磁极的中间区域的磁场为匀强磁场.3.磁感线和电场线的比较相同点:都是疏密程度表示场的强弱,切线方向表示场的方向;都不能相交.不同点:电场线起于正电荷,终止于负电荷,不闭合;但磁感线是闭合曲线.三、磁场的定量描述若在磁场中垂直于磁场方向有一个面积为S=1m2的平面,在磁场强弱不同的情况下,穿过这个平面的磁感线的条数是否相同?该结论说明了什么问题?答案不相同.磁场强时磁感线密,穿过的磁感线的条数多.这说明穿过这个平面的磁感线的条数多少能反映磁场强弱.[要点提炼]1.磁通量是指穿过某一平面的磁感线的条数.一匝线圈和n匝同样大小的线圈,当放置方式相同时,磁通量相同.4.磁感应强度:(1)垂直穿过某单位面积的磁通量.公式:B=ΦS,其中S为垂直于磁感线的平面的面积.如果平面跟磁场方向不垂直,则S为垂直于磁场方向的投影面积.(2)磁感应强度的方向为该点处磁感线的切线方向,也是小磁针静止时N极的指向.2.磁通量是标量,但有正负,其正负表示磁感线穿过某一面积的方向与规定的正方向是相同还是相反.若有两个相反方向的磁场穿过某一面积时,则穿过这一面积的磁通量为合磁场的磁感线穿过这一面积的“净”条数.3.当线圈平面与磁场垂直时,磁通量Φ=BS;当线圈平面与垂直于磁场的方向有一夹角θ时,穿过线圈的磁通量为Φ=BScosθ.(如图)一、对地磁场的认识学习目标学习探究典例精析自我检测课堂小结知识储备例1关于地磁场,下列叙述正确的是()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;因为地磁北极在地理南极附近,因此,指南针指南的一极应是指南针的南极,其实指南针的南北极就是按其指向来命名的,故B错误,D正确.D学习目标学习探究典例精析自我检测课堂小结知识储备例2下列关于磁场和磁感线的描述,正确的有()A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种物质B.磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C.磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极终止D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线解析磁场具有能量,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;二、对磁场及磁感线的认识磁感线是闭合曲线,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.AB例3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的变化量是__________.解析初始位置Φ1=BS;框架转过60°角时Φ2=BS⊥=BScos60°=12BS;框架转过90°角时Φ3=BS⊥=BScos90°=0;若规定初始位置磁通量为“正”,则框架转过180°角时磁感线从反面穿出,故末态磁通量为“负”,即Φ4=-BS,所以ΔΦ=Φ4-Φ1=(-BS)-BS=-2BS.三、对磁通量的认识及计算BS12BS0-2BS1.(对地磁场的认识)地球是一个大磁体:①在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极;②地磁场的北极在地理南极附近;③赤道附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()A.①②④B.②③④C.①⑤D.②③解析地面上小磁针静止时,南极应指向地磁场的北极,①错;地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极附近,②对;只有在赤道附近地磁场的方向和地面才平行,③对,⑤错;地磁场方向在北半球斜向下方,南半球斜向上方,④错.故正确答案为D.D2.(对磁场及磁感线的认识)关于磁感线和电场线,下列说法正确的是()A.磁感线不是闭合曲线,起始于N极,终止于S极B.电场线起始于负电荷,终止于正电荷C.电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线D.空间某处磁感线、电场线分布越密集,表示该处磁感应强度、电场强度越大解析磁感线是闭合曲线,A错;电场线起始于正电荷,终止于负电荷,B错;电场线和磁感线都不是电场和磁场中实际存在的线,C错;故选D.D3.(对磁通量的认识及计算)下列关于磁通量和磁感应强度的说法正确的是()A.磁感应强度的大小与磁通量成正比B.磁感应强度的大小取决于磁场本身C.穿过垂直于磁感应强度方向某面积的磁感线条数等于磁感应强度D.当平面跟磁场方向平行时,穿过这个平面的磁通量必为零BD4.(对磁通量的认识及计算)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,则穿过线圈的磁通量为()A.πBR2B.πBr2C.nπBR2D.nπBr2解析磁通量与线圈匝数无关,且磁感线穿过的面积为πr2,并非πR2,故B项对.B
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