磁场 磁感应强度 磁感线 磁通量

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,磁场 磁感应强度,1,磁 体,磁 体,电 流,电 流,磁 场,磁 体,磁 场,电 流,磁 场,2,学习任务,1,：,磁感应强度的定义和安培力的计算,1,、磁感应强度的方向是怎样的,?,2,、通电导线在磁场中受到磁场力与哪些因素有关,?,教师播放“探究安培力”,swf,课件，学生分组做实验。,3,、安培力的计算公式是什么,?,4,、磁感应强度的定义是什么,?,单位是什么？是矢量还是标量？物理意义是什么？,5,、磁感应强度跟磁场中的通电导线的长度,L,和电流的大小,I,有什么关系？,6,、磁感应强度为零时，安培力,F,一定为零吗？安培力,F,为零时，磁感应强度也一定为零吗？,7,、怎么求导线所在位置那一点的磁感应强度大小？,3,物理学中把小磁针静止时,N,极所指的方向,规定,为该点磁感应强度的方向，简称磁场方向。,一、磁感应强度,(1),磁感应强度的方向：,4,实验：探究影响通电导线受力的因素,1,、保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小,结论：磁场和通电导线长度不变时，电流越大，导线受力越大。,2,、保持磁场和电流不变，改变通电导线的长度。,结论：磁场和电流不变时，导线越长受力越大。,(2),磁感应强度的大小：,5,精确的实验表明：通电导线和磁场垂直时,导线受力的大小和导线中的电流,I,成正比，和导线的长度,L,成正比，即和电流,I,和长度,L,的乘积,IL,成正比。,F= BIL,1,、单位：特斯拉，简称特,1T=1,A,m,N,3,、物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量,磁感应强度的定义式,:,B=,（电流和磁场方向垂直）,IL,F,2,、,B,为矢量，大小表示磁场的强弱，方向即为磁场的方向。,6,注意三个问题：,(1),磁感应强度是反映磁场本身性质的物理量，跟磁场中是否存在通电导线，以及导线的长度,L,和电流的大小,I,无关。,(3),导线很短很短时，由,B=,求得的数值即可,认为是导线所在位置那一点的磁感应强度大小,(2),磁感应强度为零时，通电导线受到的磁场力,F,一定为零；通电导线受到的磁场力,F,为零时，磁感应强度不一定为零。,7,1,、磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是,2.5A,，导线长,1cm,它受的磁场力为,510,-2,N,，则这个位置的磁感应强度多大？,2,、接上题，如果把导线中的电流增大到,5A,，这一点的磁感应强度多大,?,该通电导线受到的磁场力多大？,反馈练习：,8,例题,1,： 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是,2.5A,，导线长,1cm,它受的磁场力为,5,10,-2,N,，则这个位置的磁感应强度多大？,解：,B,=,=,510,-2,2.5,0.01,T=2T,例题,2,： 接上题，如果把导线中的电流增大到,5A,，这一点的磁感应强度多大,?,该通电导线受到的磁场力多大？,解： 磁感应强度,B,是由磁场和空间位置决定的，和导线长度,L,和电流,I,的大小无关，所以该点的磁感应强度仍为,2T,。,F=B,I,L=2,50.01N=0.1N,9,学习任务,2,：,磁感线,阅读课本完成下列问题：,磁感线的特点,1,、磁感线是为了形象地描述磁场而,_,的线，客观上是否存在？,_,。,2,、磁感线在磁铁外部由,_,极指向,_,极，在磁铁内部由,_,极指向,_,极，是,_,曲线；,3,、磁感线上每一点的,_,方向跟这一点的磁感应强度方向一致；,4,、磁感线越密的地方，磁感应强度越,_,，电场线越疏的地方，磁感应强度越,_,；,5,、磁感线,_,相交；,6,、磁场是一种,_,物质，它的基本性质是,_,。,10,在静电场中研究电场强度时，为了形象地了解和描述电场中各点的电场强度的大小和方向，用画电场线的方法来描述电场。,为了描述磁场的强度和方向，可不可以也假象一些列曲线来形象描述磁场的强度和方向呢？,物理上确实可用这种方法来描述磁场,二、磁感线,11,磁感线,把小磁针放在磁体磁场中的不同位置，小磁针,静止时的指向一般不相同,师生互动,12,小磁针在磁场中静止时的取向反映了磁场的方向，,设想一下，如果磁场中各处都连续摆满了小磁针，会是,什么现象？,磁感线,曲线上任一点的切,线方向，与这点上的磁,场方向一致,磁感线,13,实验中常用铁屑来模拟磁感线的形状。,利用同样的方法可以得到不同磁体的磁感线分布图,磁感线,：磁场中画出一系列有方向的曲线，且使曲线上每一点的切线方向与该点的磁感应强度的方向一致。,14,磁感线,条形,磁体附近：,磁感线表示为：,15,磁感线,两,同名,磁极附近：,磁感线表示为：,16,两,异名,磁极附近：,磁感线表示为：,磁感线,17,马蹄形磁铁磁感线,18,人们规定，磁场的强弱可以用磁感线的,疏密程度来表示：,磁感线越密的地方磁场越,强，磁感线越稀的地方磁场越弱,磁感线,右图中：,B,点磁感应强度大于,A,点,19,c.,磁感线的疏密可以反映磁场的,强弱,d.,任何两条磁感线都,不相交,磁感线的,特点,：,a.,为形象地描述磁场而人为引入的,假想曲线,b.,磁感线某点的切线方向表示该点的磁场,方向,e.,磁感线是,封闭曲线,20,学习任务,3,：,了解几种常见的磁场，掌握安培定则,1,、条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布是怎样的？,2,、同名磁极和异名磁极的磁感线分布是怎样的？,3,、直线电流的磁感线分布是怎样的？用什么方法可以判断？,4,、环形电流的磁感线分布是怎样的？用什么方法可以判断？,5,、通电螺线管的磁感线分布是怎样的？用什么方法可以判断？,6,、匀强磁场的磁感线分布是怎样的？,21,几种常见磁场磁感线分布,22,23,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的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。,直线电流的磁场的磁感线,24,I,侧视图,俯视图,直线电流的磁场的磁感线,由直到曲,25,环形电流周围,磁感线,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轴线上磁感线的方向。,26,侧视图,俯视图,环形电流周围,磁感线,由少到多,27,通电螺旋管周围,磁感线,等效,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）,28,1、磁场强弱、方向处处相同的磁场,2、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,匀强磁场,亥姆霍兹线圈,29,练习,1,：,如图所示，当开关闭合时：,（,1,）判断通电螺线管的磁极；,（,2,）指出每个小磁针的,N,、,S,极。,甲,乙,丙,丁,反馈练习：,30,练习,2,：,根据图中所示，小磁针所指方向，画出通电螺线管的绕线情况。,N,N,31,练习,3,：,如图所示，甲乙两个通电螺线管并排靠近放置，a、b和c、d分别是接线端，电源的接线端为e、f，现将a、e用导线连好。若接通电源后，甲乙互相吸引，你看应怎样连接？,c,d,a,b,甲,乙,e,f,32,练习,1,：,如图所示，当开关闭合时：,（,1,）判断通电螺线管的磁极；,（,2,）指出每个小磁针的,N,、,S,极。,N,S,甲,乙,丙,丁,S,N,N,N,N,33,练习,2,：,如图所示，根据小磁针所指方向及电流方向，画出通电螺线管的绕线情况。,N,N,34,练习,3,：,如图所示，甲乙两个通电螺线管并排靠近放置，a、b和c、d分别是接线端，电源的接线端为e、f，现将a、e用导线连好。若接通电源后，甲乙互相吸引，你看应怎样连接？,c,d,a,b,甲,乙,e,f,35,练习,3,：,如图所示，甲乙两个通电螺线管并排靠近放置，a、b和c、d分别是接线端，电源的接线端为e、f，现将a、e用导线连好。若接通电源后，甲乙互相吸引，你看应怎样连接？,c,d,a,b,甲,乙,e,f,36,学习任务,4,：,了解安培的分子电流假说,1,、磁铁的磁场和电流的磁场本质有何区别？,2,、简述安培的分子电流假说。,3,、依据安培的分子电流假说，铁棒磁化前分子电流取向与铁棒磁化后分子电流取向有何不同？,4,、磁铁被放在高温炉中炙烤一段时间后，磁铁的磁性几乎消失了，请用安培的分子电流假说解释此现象。,37,安培分子电流假说,磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的,1.,分子电流假说,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都成为一个微小的磁体。,2.,安培分子环流假说对一些磁现象的解释：,未被磁化的铁棒,磁化后的铁棒,三、磁现象的本质,38,学习任务,5,：,磁通量,1,、磁通量的定义是什么？表达式是什么？单位呢？,2,、,如果面积为,S,的平面与磁场方向,不垂直,时，则穿过该面积的磁通量还会不会是,BS,呢？,3,、,当平面与磁场方向,平行,时，磁通量为多少,？,4,、线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量是多少？当线圈平面转过,180,，此时的磁通量又是多少？,5,、磁通量是矢量还是标量？如果有两个大小相等但方向相反的磁场同时穿过该平面。则平面位置的磁感应强度等于多少？磁通量等于多少？,39,在研究物体在磁场中的受作用情况时要考虑磁感线通过物体的数量，物理学中引入一个新的物理量,。,磁通量,定义：,磁场中穿过,某一面积（,S,）,的磁感线,条数,称穿过该面积的磁通量。,四、磁通量,40,在磁感应强度为,B,的匀强磁场中，当磁场方向与某一面积,S,垂直,时，则穿过该面积的磁通量,单位：,韦伯，简称韦，符号,Wb,问题：,如果面积为,S,的平面与磁场方向,不垂直,时，则穿过该面积的磁通量还会不会是,BS,呢？,41,从图示中可以看出：,当平面与磁场方向的夹角变化时，穿过平面的磁感线条数也发生变化,。,穿过平面的磁感线条数,与平面在垂直磁场方向上的,投影面积,穿过的磁感线条数相等。,B,为平面与,垂直磁场,方向的夹角,当平面与磁场方向,平行,时。,磁通量,=?,42,思考,当平面转过,180,，此时的磁通量又是多少？,可见，磁通量虽然是,标量,，但还是有,正负,。,正负是用来表示穿过平面的方向。,如果有两个大小相等但方向相反的磁场同时穿过该平面。则平面位置的磁感应强度等于（ ），磁通量等于（ ）。,0,0,43,1,、在,B=0.10T,的匀强磁场中，有一个面积,S=100cm,2,的线圈，线圈平面与磁感应线垂直，求穿过此线圈的磁通量，若此线圈转到与磁感线平行，穿过线圈的磁通量又是多大？,2,、在匀强磁场中，放置一个面积为,20cm,2,，与磁场方向成,30,o,夹角的线圈，通过这个平面的磁通量是,10,-5,Wb,，求该磁场的磁感应强度是多大？,反馈练习：,44,一、磁感应强度,（,1),大小,B= F/IL,（条件：电流,I,和磁场方向垂直）,（,2,）方向：小磁针静止时,N,极所指的方向,为该处磁感应强度的方向,（,3,）物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量,小结,:,二、磁感线,（,1),磁感线是为了形象地描述磁场而,假想,的线，客观上并,不存在,；,（,2,）磁感线在磁铁外部由,N,极,指向,S,极,，在磁铁内部由,S,极,指向,N,极,，是,闭合,曲线；,（,3,）磁感线上每一点的,切线方向,跟这一点的磁感应强度方向一致；,45,小结,:,（,4,）磁感线,越密,的地方，磁感应强度,越强,，电场线,越疏,的地方，磁感应强度,越弱,；,（,5,）磁感线,不相交,。,三、磁现象的本质,(1),安培的,分子电流假说,:,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都成为一个微小的磁体。,四、磁通量,(2),解释磁现象,(1),定义：磁场中穿过,某一面积（,S,）,的磁感线,条数,称穿过该面积的磁通量。,(2),定义式：,=BS,(3),单位：韦伯，简称为韦，符号是,Wb,。,46,作业布置,教材,P139,页练习题,47,