2019-2020学年高中物理 第5章 磁场 第2节 用磁感线描述磁场课件 鲁科版选修3-1

第5章磁场第2节用磁感线描述磁场学习目标重点难点1.认识磁感线，会用磁感线描述磁体和电流产生的磁场.2.通过实验，培养学生观察、描述物理现象和分析、总结实验现象的能力.3.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场方向.1.典型磁感线的分布和特点，安培定则.2.各种磁感线的侧视图.01课前自主梳理02课堂合作探究03素养拓展提升04课后巩固提升课时作业一、用磁感线描述磁体的磁场1．磁感线在磁场中画出一些有_____的曲线，曲线上每一点的_____方向都跟该点的磁场方向相同，这样的曲线称为磁感线．2．磁感线的特点(1)磁感线，是一些假想的曲线，实际_______．(2)磁感线是_____曲线．(3)在磁场中，任意两条磁感线________．(4)磁感线的_____表示磁场的强弱，磁感线的_____方向表示磁场的方向．方向切线不存在闭合不相交疏密切线二、用磁感线描述电流的磁场1．直线电流的磁场安培定则：用_____握住导线，让伸直的拇指所指的方向与_____方向一致，弯曲的四指所指的方向就是_______________方向．2．环形电流的磁场安培定则：_____弯曲的四指表示__________的方向，则伸直的拇指所指的方向是环形导线__________处的磁感线方向．右手电流磁感线的环绕右手环形电流中心轴线3．通电螺线管的磁场安培定则：用_____握住螺线管，让_____________所指的方向与电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管_____磁感线的方向．也就是说，拇指指向通电螺线管的_____．4．电磁铁一个装有_____的螺线管．只有在接通电流时才是磁铁，切断电流后，磁性便会消失．右手弯曲的四指内部北极铁芯在用安培定则判断通电直导线和通电螺线管的磁场时，大拇指和四指的指向所代表的意义相同吗？提示：不相同．在判定通电直导线磁感线的方向时，大拇指指向电流的方向，四指的指向代表磁感线的方向．在判定通电螺线管磁感线的方向时，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向代表螺线管内部磁感线的方向．对磁感线的理解1．磁感线的基本特点在磁场中画一些曲线，用(虚线或实线表示)使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉)，这些曲线叫磁感线．磁感线是闭合曲线．规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向．磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极，在磁体内部磁感线从S极到N极．2．磁感线与电场线的比较比较项目磁感线电场线意义用来形象地描述磁场方向和强弱而假想的线用来形象地描述电场方向和强弱而假想的线相似点方向某点的切线方向为磁场方向，也是小磁针N极的受力方向某点的切线方向为电场方向，也是正电荷受电场力的方向疏密表示磁场强弱表示电场强弱相似点特点在空间不相交在空间不相交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，不是闭合曲线[特别提醒](1)从电场、磁场的概念理解两种场线的相同点：矢量性——线的切线方向；强弱——线的疏密；方向的惟一性——空间任一点场线不相交．(2)从两种场的区别理解两种场线的区别：电场——正、负电荷分离——电场线有始、终(不闭合)；磁场——N、S极不分离——磁感线闭合．[典例1](多选)关于磁感线的性质和概念，下面说法正确的是()A．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁场方向B．磁场中任意两条磁感线均不相交C．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线D．磁感线总是从磁体的N极指向S极[思路点拨](1)磁场的物质性；(2)磁感线的特点．[尝试解答]磁感线的切线方向也就是磁场的方向，因此选项A是正确的．两条磁感线相交就说明在两线相交处有两个切线方向，即两个磁场方向，这是不可能的．磁场中某点的磁场方向是唯一确定的，因此两条磁感线不能相交，选项B是正确的．磁感线是为形象描述磁场的强弱分布而画出的一组曲线，不是真实存在的，而铁屑的分布曲线只能证明磁感线描述磁场的方法是正确的，而铁屑不是磁感线，选项C是错误的．在通电螺线管内部、条形磁体内部的磁感线应是从S极指向N极，选项D错误．[答案]AB对磁感线概念的理解和磁感线特点的掌握是关键，准确掌握磁感线的物理意义和描述方法是本章重点内容之一，不能忽视．1．关于磁场和磁感线的描述，下列正确的是()A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止B．在磁场中的小磁针南极的受力方向与该点磁场方向相反C．磁感线的方向就是磁场方向D．两条磁感线的空隙处不存在磁场答案：B电流磁场的判断及分布特点安培定则立体图横截面图纵截面图直线电流以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外磁感线越稀疏，磁场越弱环形电流内部磁场比环外强，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[特别提醒](1)直线电流的磁场强弱与距离导线的远近有关，距导线越远处，磁场越弱．(2)由于磁感线均为闭合曲线，所以环内、外磁感线条数相等，故环内磁场强，环外磁场弱．(3)通电螺线管的磁场分布：外部与条形磁铁外部的磁场分布情况相同，两端分别为N极和S极．管内(边缘除外)是匀强磁场，磁场方向由S极指向N极．(4)要区分“×”号和“⊗”，前者表示磁场方向垂直纸面向里，后者表示电流方向垂直纸面向里．[典例2](多选)下列所示各图中，小磁针的指向正确的是()[思路点拨]解答此类问题的方法：(1)明确通电螺线管和通电直导线产生磁场方向的判定方法．(2)用磁感线的特点来解决此类问题．[规范解答]小磁针静止时的N极指向为该处磁场方向，由安培定则可知A中螺线管内的磁场方向向左，A正确，B中赤道处的磁场方向由南向北，B正确，C中小磁针所在处的磁场方向向下，C错误．D中U型磁体间的磁场向右，D正确．[答案]ABD2．如图a是直线电流的磁场，b是环形电流的磁场，c是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线的方向．解析：本题考查安培定则的应用．根据安培定则，可以确定a中电流方向垂直纸面向里，b中电流方向是逆时针，c中磁感线方向向左．答案：见解析根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此推断，地球应该()A．带负电B．带正电C．不带电D．无法确定[思路点拨]地磁场方向→安培定则→等效环形电流方向→电荷的电性[规范解答]因小磁针静止时N极指向北方，故地球磁场的N极在南方，S极在北方，若地磁场也是由于电荷的运动产生，则地球这个大带电体不停的定向转动从而形成地磁场，根据太阳升起落下的方向易知地球转动方向，再由安培定则易知选项A正确．[答案]A地磁场到底是由何种原因引起，到现在还没有定论，故不能认为一切的磁场都是由电荷的运动引起，这点务必引起注意．[随堂训练]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，磁感线可能相交解析：磁感线是为了形象描绘磁场而假想的一组有方向的曲线，曲线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向，曲线疏密表示磁场的强弱，所以C正确，A不正确．在磁铁外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，磁感线在任何情况下都不相交，所以B、D不正确．答案：C2．如图所示，A、B是一条磁感线上的两点，下列关于这两点的磁场强弱判断正确的是()A．A点磁场比B点磁场强B．B点磁场比A点磁场强C．因为磁感线为直线，A、B两点磁场一样强D．条件不足，无法判断解析：磁感线的疏密表示磁场的强弱，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，根据一条磁感线无法看出疏密，因此无法判断磁场的强弱，选D.答案：D3．19世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到，温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地磁场是由绕地球的环形电流引起的．则该假设中的电流方向是()A．由西向东垂直磁子午线B．由东向西垂直磁子午线C．由南向北沿磁子午线方向D．由赤道向两极沿磁子午线方向解析：地球内部磁场方向由北向南，由安培定则可判定电流方向．本题为信息迁移题，关键是抽象出模型．想象赤道为环形电流．如图所示，则从上往下看，由安培定则可知电流方向为顺时针方向，即自东向西．答案：B4．物理实验都需要有一定的控制条件，奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响，关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是()A．该实验必须在地球赤道上进行B．通电直导线应该竖直放置C．通电直导线应该水平东西方向放置D．通电直导线应该水平南北方向放置解析：小磁针静止时指向南北方向，说明地磁场为南北方向，当导线南北方向放置时，能排除地磁场对实验的影响，使小磁针有明显的偏转，故选项D正确．答案：D5．画出下列题中的电流方向或磁感线方向．解析：用安培定则判断知：依次为电流方向从下向上、磁感线方向向下、磁感线方向向右．答案：见解析