2019-2020学年高中物理 第3章 磁场 第3节 几种常见的磁场课件 新人教版选修3-1

第3节几种常见的磁场固知识、要点梳理1．定义：在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上每一点的切线方向都跟这点的1____________的方向一致．2．特点(1)磁感线是为研究磁场方便而假想的具有2______的曲线，实际并不存在．磁感应强度方向(2)磁感线的疏密程度表示磁场3______，磁场强的地方磁感线4______，磁场弱的地方磁感线5______．(3)磁感线上每一点的6______方向就是该点的磁场方向．(4)磁感线在空间不能7______，也不能相切和中断．(5)磁场中的任何一条磁感线都是8______曲线，在磁体外部由9___极指向10___极，在磁体内部由11___极指向12___极．强弱密集稀疏切线相交闭合NSSN3．匀强磁场(1)定义：13______、14______处处相同的磁场．(2)磁感线：间隔相同的15______直线．(3)实例：距离很近的两个异名磁极间的磁场，相隔适当距离的两16______放置的通电线圈，其中间区域的磁场都是匀强磁场．强弱大小平行平行4．磁感线与电场线的比较比较项目磁感线电场线意义为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线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相同点特点在空间不相交、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1．关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是()A．磁感线是闭合曲线，而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：选A电场线起始于正电荷(或无穷远)，终止于无穷远(或负电荷)，即电场线不是闭合曲线．而磁感线在磁体外部从N极指向S极，内部从S极指向N极，内外构成闭合曲线，A正确，C错误；无论是磁感线还是电场线，都是既有直线，也有曲线，B错误；磁感线和电场线都能表示场的大小和方向，D错误．2．如图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()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbC．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：选B由图可知，a处磁感线比b处疏，故BaBb，A错误，B正确；磁感线在磁铁外部是从N极到S极，而内部是从S极到N极，C错误；磁感线仅是为了形象地描述磁场而假想的线，实际并不存在，D错误．1.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，也叫右手螺旋定则(如图所示)．2．直线电流周围的磁场磁感线为一系列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，分布内密外疏．3．环形电流周围的磁场(1)环形电流的磁场可等效为小磁针或条形磁铁．(2)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．4．通电螺线管周围的磁场安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向．5．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17______，即分子电流．分子电流的两侧相当于两个18______．(如图)(2)磁现象的电本质：磁铁的磁场和19______的磁场一样，都是由电荷的20______产生的．电流磁极电流运动1．法国学者安培提出著名的分子电流假说是在受到什么启发下提出的()A．同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引B．通电螺线管的磁场是多匝环形电流磁场叠加形成的C．安培定则D．电流和磁铁都能产生磁场，并且通电螺线管外部磁场与条形磁铁的磁场十分相似解析：选D磁铁和电流都能产生磁场，并且通电螺线管外部磁场与条形磁铁的磁场十分相似，安培受此启发而提出分子电流假说．2．(2019·江西临川一中期末)下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是()解析：选C根据在磁体外部同名磁极相互排斥可知选项A错误；应用安培定则可知环形电流中心线上的磁场方向由右向左，小磁针N极受到的磁场力向左，选项B错误；根据安培定则可知通电螺线管内部磁场向右，内部小磁针N极受到的磁场力向右，选项C正确；根据安培定则可知通电直导线右边磁场向里，小磁针N极向里，选项D错误．1．定义：匀强磁场中21______________和22________________的平面面积S的乘积，即Φ＝23______.2．单位：国际单位制中单位是24______，简称韦，符号是Wb，1Wb＝25_________.磁感应强度B与磁场方向垂直BS韦伯1T·m23．物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数．对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁场越强，穿过它的磁感线条数越多，磁通量就越大．当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零．4．磁通密度：磁感线越密的地方，穿过垂直单位面积的磁感线条数越多，反之越少，因此穿过单位面积的磁通量——磁通密度反映了磁感应强度的大小，在数值上等于磁感应强度，B＝ΦS，1T＝1Wbm2＝1NA·m.5．对公式Φ＝B·S的理解(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投影，我们称为“有效面积”．6．磁通量的正、负(1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值．(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为Φ1，反向磁通量大小为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.1．如图所示，AB是水平面上一个圆的直径，在过AB的竖直平面内有一根通电导线CD，已知CD∥AB．当CD竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将()A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终为0D．不为0但保持不变解析：选C通电直导线产生稳定的磁场，根据安培定则判断可知：在AB的外侧磁感线向下穿过线圈平面，在AB的里侧磁感线向上穿过线圈平面，根据对称性可知，穿过线框的磁感线的总条数为零，磁通量为零，CD竖直向上平移时，穿过这个圆面的磁通量始终为零，保持不变，故A、B、D错误，C正确．2.如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1.0cm.在纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1.0cm,10匝；B线圈半径为2.0cm,1匝；若磁场方向不变，在B减为0.4T的过程中，A和B的线圈中磁通量各改变多少？解析：A线圈半径为1.0cm，正好和圆形磁场区域的半径相等，而B线圈半径为2.0cm，大于圆形磁场区域的半径，但穿过A、B线圈的磁感线的条数相等，因此在求通过B线圈的磁通量时，面积S只能取圆形磁场区域的面积．设圆形磁场区域的半径为R，对线圈A，Φ＝BπR2，磁通量的改变量：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb，对线圈B，ΔΦ＝|Φ2′－Φ1′|＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb.答案：1.256×10－4Wb1.256×10－4Wb