2019-2020学年高中物理 第1章 电与磁 第3节 认识磁场课件 粤教版选修1-1

第三节认识磁场1．知道磁场是一种特殊的物质形式，知道磁场的基本性质．2．知道磁感线、磁感应强度、磁通量等描述磁场的概念．一、磁场的描述1．磁场的基本性质：同名磁极____________，异名磁极____________．2．在实验中，人们发现磁场是有________的．3．磁场的方向：人们规定，在磁场中任意一点，小磁针北极(N极)受力的方向，或者是小磁针N极________________为该点的磁场方向．课前·自主学习相互排斥相互吸引方向所指的方向4．磁感线：为了描述磁场，在磁场中画出一些有________的曲线，在这些曲线上，每一点的磁场方向都在该点的______方向上，这些线的疏密表示磁场的________．5．磁感应强度：用来描述磁场________和________的物理量，用符号____表示，其单位是__________，符号为T，磁感应强度B是________，有方向，B的方向与____________相同．方向切线强弱强弱方向B特斯拉矢量磁场方向【联系拓展】地磁场：地球由于本身具有________而在周围形成的磁场，地球磁体的____极(____极)位于地理南极附近，地球磁体的____极(____极)位于地理北极附近，地磁场的南北极与地理的南北极并不________．根据地球磁场的特点知，在地球的赤道上，地球磁场的方向与地面______，由____指向____；在地球的两极，地磁场的方向与地面______，其中在北极，地球磁场的方向是向____的，在南极，地球磁场的方向是向________的．磁性N北S南重合平行南北垂直下上二、匀强磁场1．匀强磁场：在磁场区域中，各个位置的磁感应强度的______________都相同的磁场叫匀强磁场．2．磁通量：对匀强磁场而言，磁通量为__________，其单位是______，用符号______表示；对非匀强磁场而言，可以利用磁感线的______反映磁通量的大小．大小和方向Φ＝BS韦伯Wb条数1．每个磁体都一定有两个磁极吗？所有的磁体，大到地球小到一枚小磁片，都有两个磁极，即N极(北极)和S极(南极)．虽然有的科学家从理论上预言存在只有一个磁极的磁体，即“磁单极子”，但到目前为止，还没有公认的表明“磁单极子”存在的证据．2．磁场中两条磁感线能相交吗？为什么？不能相交．因为磁感线上各点的切线表示磁场的方向．若两条磁感线相交，交点的磁场方向就有两个了，这是不对的．课堂·互动探究3．磁通量的变化及变化原因磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1，是某两个时刻穿过平面S的磁通量之差，即ΔΦ取决于末状态的磁通量Φ2与初状态的磁通量Φ1的代数差．磁通量发生变化有两种方式：(1)磁感应强度B不变，垂直于磁场的面积发生变化，此时ΔΦ＝BΔS，ΔS可以由：①纯粹因面积变化引起；②因磁感线方向与平面的夹角变化(如线圈转动)而引起垂直于磁场的面积变化．(2)垂直于磁场的面积S不变，磁感应强度大小发生变化，此时ΔΦ＝SΔB.磁场的方向及磁场力条形磁铁上部一小磁针平衡时N极指向如图1－3－1所示，假定磁铁内部也有一小磁针，平衡时如图所示，则下列说法正确的是()A．磁铁c端是N极，d端是S极B．磁铁c端是S极，d端是N极C．小磁针a端是N极，b端是S极D．小磁针a端是S极，b端是N极例1图1－3－1解析小磁针静止时N极的指向即为该处的磁场方向，条形磁铁外部磁感线方向是由N极指向S极，而内部是由S极指向N极，由小磁针静止时N极所指的方向可判定磁铁d端是N极，c端是S极；磁铁内部的小磁针，由内部磁场方向可判定，a端是S极，b端是N极．答案BD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例2关于地磁场的问题解析本题考查地球磁场的特点与分布，地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，主要有三个特点：(1)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示．(2)地磁场B的水平分量(Bx)总是从地理南极指向北极，而竖直分量(By)则南北相反．在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下．(3)在赤道平面上，距离地球表面相等的各点．磁感应强度相等，且方向水平向北．故正确答案为D.答案D(2015年蚌埠校级期中)如图1－3－2所示，匀强磁场的磁感应强度为B，B的方向与水平方向的夹角为30°，图中实线位置有一面积为S的矩形线圈处于磁场中，并绕着它的一条边从水平位置转到竖直位置(图中虚线位置)．在此过程中磁通量的改变量大小为()例3关于磁通量的计算图1－3－2A.3－12BSB．BSC.3＋12BSD．2BS解析矩形线圈abcd如图所示放置，匀强磁场方向向左上方，平面水平放置时通过线圈的磁通量为Φ1＝BScosθ＝BScos30°＝32BS.当规定此时穿过线圈为正面，则当线圈绕ad轴转90°角时，穿过线圈反面，则其磁通量Φ2＝－BScosθ′＝－12BS.因此穿过线圈平面的磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－12BS－32BS＝－3＋12BS.答案C【方法总结】应用公式Φ＝BS时要注意适用条件，Φ＝BS中的B应为匀强磁场的磁感应强度，S是与磁场方向垂直的面积S⊥；或者将B理解为垂直于线圈平面的分量B⊥.对月球磁场的研究20世纪60～70年代“阿波罗”号月球飞船的多次登月科学考察中，包括对月球磁场和月岩磁性的测量和研究．这是人类对地球以外的天体上磁场进行的首次直接测量.4次月球飞船不仅用月球车直接测量了月球表面多个观测点月球磁场的总强度、垂直分量、东西分量和南北分量，还测量了月球高空磁场和月球岩石的磁性(月岩磁性是带回地球进行测量的)．我国曾对少量受赠送的月球岩石进行了包括穆斯堡尔效应在内的多方面科学研究．大量科学研究得到了很多关于月球磁场、月岩磁性、月球内部结构和月球磁场历史演化的信息．课外·阅读延伸研究结果表明，月球磁场非常弱，约为地球磁场的千分之一到十万分之一，分布也很不均匀，这表明月球磁场不是像地球磁场那样分布的由南北磁极产生的偶极型磁场，而是由近月面的强磁性岩石剩磁引起的；由太阳辐射出的带电粒子流形成的太阳风，由于电磁感应会在月球内部感生变化的电流和变化的磁场，再由月岩的性质和月球变化磁场又可推知月岩的电阻，并进而推知月球内部温度．这样可以判定月球内部全部为固体，因而可知月球磁场的来源同内部有金属液体的地球很不一样．根据所测得的月球表面和高空的磁场强度和分布等情况，已经提出了10多种月球磁场来源的学说．这种根据天体磁场和磁性等特点来推测天体内部构造的信息的方法，是一般天文学方法不能或难于做到的．这可以说是天体磁现象的一个重要应用．