几种常见的磁场

第三节第三节 几种常见的磁场几种常见的磁场物理选修物理选修物理选修物理选修3 3 3 31 1 1 1【复习复习提问提问】3.3.在学习电场时为了形象的描述电场强度在学习电场时为了形象的描述电场强度E E的大小的大小和方向，我们引入了什么？和方向，我们引入了什么？2.2.磁场中各点的磁场方向如何判定呢磁场中各点的磁场方向如何判定呢?4.4.如何形象地描述磁场中各点的磁场方向如何形象地描述磁场中各点的磁场方向?1.1.为描述磁场的强弱和方向，我们引入了什么物为描述磁场的强弱和方向，我们引入了什么物理量？理量？磁感线磁感线 在磁场中画出一些曲线，使曲线上在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。强度的方向一致。磁感线磁感线理想化的模型理想化的模型ABC1 1.磁感线是假想的，不是真实的。磁感线是假想的，不是真实的。2.2.磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向场的方向。3.3.磁感线是闭合曲线。磁感线是闭合曲线。磁体的外部磁体的外部NS NS，内部，内部SNSN 4.4.磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线的疏密表示磁场的强弱。5.5.磁感线不能相交或相切。磁感线不能相交或相切。思考：思考：思考：思考：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场是否有什么联系？是否有什么联系？是否有什么联系？是否有什么联系？磁感线的特点磁感线的特点几种常见磁场磁感线分布几种常见磁场磁感线分布外部：外部：NS NS 蹄形磁铁蹄形磁铁条形磁铁条形磁铁安培定则：安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致，用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。直线电流的磁场的磁感线直线电流的磁场的磁感线内密外疏内密外疏I纵截面图纵截面图横截面图横截面图直线电流的磁场的磁感线直线电流的磁场的磁感线内密外疏内密外疏环形电流周围环形电流周围磁感线磁感线安培定则：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轴线上磁感线的方向。指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。横截面图横截面图纵截面图纵截面图环形电流周围环形电流周围磁感线磁感线通电螺旋管周围通电螺旋管周围磁感线磁感线等效等效安培定则：安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流用右手握住螺旋管，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旋管内部磁感线方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺旋管北极）的方向。（大拇指指向螺旋管北极）I横截面图横截面图NS.纵截面图纵截面图INS立体图立体图 通电螺旋管周围通电螺旋管周围磁感线磁感线常见的磁场常见的磁场常见的磁场常见的磁场永久性磁体的磁场永久性磁体的磁场直线电流的磁场直线电流的磁场环形电流的磁场环形电流的磁场通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场横截面图.I纵截面图II横截面图NS.纵截面图.NS纵截面图I横截面图INS立体图 思考：思考：磁铁和电流都能产生磁场，磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场是否有什么联系？它们的磁场是否有什么联系？安培分子电流假说安培分子电流假说安培分子电流假说安培分子电流假说3.磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的都是运动电荷产生的1.1.分子电流假说分子电流假说分子电流假说分子电流假说 在原子、分子等物质微粒内部，存在在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流着一种环形电流分子电流，分子电分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。它的两侧相当于两个磁极。2.2.安培分子电流假说对安培分子电流假说对安培分子电流假说对安培分子电流假说对一些磁现象的解释一些磁现象的解释一些磁现象的解释一些磁现象的解释：未被磁化的铁棒未被磁化的铁棒磁化后的铁棒磁化后的铁棒 1 1、磁场强弱、方向处处相同的磁场、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2 2、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线同、疏密均匀的直线匀强磁场匀强磁场3 3、常见的匀强磁场、常见的匀强磁场:相隔很近的两个异相隔很近的两个异名磁极之间的磁场名磁极之间的磁场I I2)2)通电螺线管内部的磁场通电螺线管内部的磁场3)3)相隔一定距离相隔一定距离的两个平行放置的两个平行放置的线圈通电时，的线圈通电时，其中间区域的磁场。其中间区域的磁场。1 1、定定义义：在在磁磁感感应应强强度度为为B B的的匀匀强强磁磁场场中中，有有一一个个与与磁磁场场方方向向垂垂直直的的平平面面，面面积积为为S S，我我们们把把B B与与S S的的乘乘积积叫叫做做穿穿过过这这个个面面积积的的磁磁通通量量，简称磁通。用字母简称磁通。用字母表示磁通量。表示磁通量。2 2、在匀强磁场中，公式为、在匀强磁场中，公式为 =BSBS S S表示某一面积在垂直于磁表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面场方向上的投影面磁通量磁通量=BS=BS=BS cos=BS cos4 4、磁通量是标量，但有正负，若在某个面积有方向、磁通量是标量，但有正负，若在某个面积有方向相反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反方向抵消相反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数和数和5 5、物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数 磁通量磁通量6 6、磁通密度：、磁通密度：B=/SB=/S 表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量。表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量。1T=1Wb/m=1N/Am1T=1Wb/m=1N/Am23 3、单位：在、单位：在SISI制中是韦伯，简称韦，符号制中是韦伯，简称韦，符号WbWb 1Wb=1Tm 1Wb=1Tm2【例题例题例题例题1 1】关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是错误的？关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是错误的？A.磁感线的箭头指向就是磁场的方向；磁感线的箭头指向就是磁场的方向；B.磁感线从磁体的磁感线从磁体的N极出发到磁体的极出发到磁体的S极终止；极终止；C.两条磁感线的空隙处不存在磁场；两条磁感线的空隙处不存在磁场；D.两条磁感线不可能相交。两条磁感线不可能相交。【答案答案答案答案】ABCABC【例题例题例题例题2 2】下列各种说法中，正确的是：下列各种说法中，正确的是：A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小；磁通量很大，而磁感应强度可能很小；B.磁感应强度越大，磁通量也越大；磁感应强度越大，磁通量也越大；C.磁通量小，一定是磁感应强度小；磁通量小，一定是磁感应强度小；D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。磁感应强度很大，而磁通量可能为零。【答案答案答案答案】ADAD=BS=BS1 1、在图中，已知磁场的方向，试、在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向画出产生相应磁场的电流方向NSX X2 2、如图所示、如图所示,一束带电粒子沿水一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方平方向飞过小磁针的上方,并与磁针指并与磁针指向平行向平行,能使小磁针的能使小磁针的N N极转向读者极转向读者,那那么这束带电粒子可能是（么这束带电粒子可能是（）A A、向右飞行的正离子束、向右飞行的正离子束 B B、向左飞行的正离子束、向左飞行的正离子束C C、向右飞行的负离子束、向右飞行的负离子束D D、向左飞行的负离子束、向左飞行的负离子束BC 3 3、如图所示，两个同心放置的共面金属、如图所示，两个同心放置的共面金属圆环圆环a a和和b b，一条形磁铁穿过圆心且与环面，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂垂 直，则穿过两环的磁通量直，则穿过两环的磁通量a a和和b b大小大小关系为关系为()()A A、均向上，、均向上，a ab b B B、均向下，、均向下，a aC C、均向上，、均向上，a ab b D D、均向下，无法比较、均向下，无法比较A4 4、如图所示，当开关闭合时、如图所示，当开关闭合时:(1)(1)判断通电螺线管的磁极；判断通电螺线管的磁极；(2)(2)指出每个小磁针的指出每个小磁针的N N、S S极极.NS甲甲乙乙丙丙丁丁SNNNN5 5、如图所示如图所示,一矩形线框一矩形线框,从从.abcd.abcd位置移位置移动到动到abcdabcd位置的过程中位置的过程中,关于穿过关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是线框的磁通量情况下列叙述正确的是(线框线框平行于纸面移动平行于纸面移动)()()A.A.一直增加一直增加B.B.一直减少一直减少C.C.先增加后减少先增加后减少D.D.先增加先增加,再减少直到零再减少直到零,然后再增加然后再增加,然后然后再减少再减少adcbabdcD1 1、磁感线、磁感线、磁感线、磁感线在磁场中假想出的一系列曲线在磁场中假想出的一系列曲线在磁场中假想出的一系列曲线在磁场中假想出的一系列曲线 磁感线上任意点的切线方向与该点的磁场方向一致；磁感线上任意点的切线方向与该点的磁场方向一致；（小磁针小磁针小磁针小磁针静止时静止时静止时静止时N N极所指的方向极所指的方向极所指的方向极所指的方向）磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。2 2、常见的磁场、常见的磁场、常见的磁场、常见的磁场 永磁体的磁场永磁体的磁场永磁体的磁场永磁体的磁场 三种电流的磁场三种电流的磁场三种电流的磁场三种电流的磁场3 3、分子电流假说、分子电流假说、分子电流假说、分子电流假说 任何物质的分子中都存在环形电流任何物质的分子中都存在环形电流分子电流，分子电流使每个分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。分子都成为一个微小的磁体。磁现象的电本质磁现象的电本质磁现象的电本质磁现象的电本质4、匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场5、我们将磁感应强度我们将磁感应强度B B 与面积与面积S S 的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，简的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。用称磁通。用 表示。表示。即：即：=BS=BS小结非常学案非常学案第第7777页页 分析讨论：几种常见磁场的磁感线的分析讨论：几种常见磁场的磁感线的画法画法作业：作业：