物理：5.2用磁感线描述磁场 课件（鲁科版选修3-1）

欢迎进入物理课堂 第2节用磁感线描述磁场 课标定位学习目标 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 重点难点 1 理解磁感线可形象地描述磁场 2 会用安培定则判定磁场的方向 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第2节用磁感线描述磁场 课前自主学案 课前自主学案 一 用磁感线描述磁体的磁场1 概念 在磁场中画出的一些有方向的假想曲线 在磁感线上 任意一点的 都跟该点的磁场方向相同 都代表磁场中该点小磁针 的方向 2 常见磁体磁场磁感线分布图5 2 1 切线方向 北极受力 1 条形磁铁的磁感线分布 如图5 2 1所示 2 同名磁极间的磁感线分布 如图5 2 2甲 3 异名磁极间的磁感线分布 如图5 2 2乙 特点 在磁体外部 磁感线从 发出回到 在磁体内部磁感线由 到 在磁体的外部 磁极附近的磁感线较密集 在磁体内部的磁体中间的磁感线最密集 N极 S极 S极 N极 甲乙图5 2 2 二 用磁感线描述电流的磁场1 通电直导线周围的磁场 用右手握住导线 让伸直的拇指所指的方向与 一致 弯曲的四指所指的方向就是 的环绕方向 2 环形电流的磁场 右手弯曲的四指表示 的方向 则伸直的拇指所指的方向是环形导线 的磁感线方向 3 通电螺线管的磁场 用右手握住螺线管 让弯曲四指所指的方向与 一致 拇指所指的方向就是 磁感线的方向 也就是说 拇指指向通电螺线管的 极 电流的方向 磁感线 电流 中心轴线处 电流方向 螺线管内部 N 思考感悟 通电螺线管内部磁感线方向和外部磁感线方向相同吗 提示 相反 磁感线是闭合曲线 核心要点突破 一 对磁感线的理解1 磁感线的特点 1 磁感线是为了形象描述磁场而在磁场中假想出来的一些有方向的曲线 并不是客观存在于磁场中的真实曲线 2 磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱 磁感线越疏的地方磁场越弱 磁感线越密的地方磁场越强 3 磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向 4 磁感线在空间不能相交 也不能中断 5 磁感线是闭合曲线 在磁体外部由N极指向S极 在磁体内部由S极指向N极 2 磁感线与电场线的比较 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 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 关于磁感线和电场线 下述说法中正确的是 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相互平行的曲线C 磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向D 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 解析 选A 磁感线和电场线都是为了直观形象地描述场的性质而引入的假想的线 都不是客观存在的 它们不仅可以表示场的强弱 还可以表示场的方向 它们在空间的分布都是立体的 不是平面的 画图时因受纸面限制 只画各种平面图 在空间任何地方任意两条线都不相交 不相切 磁感线在空间是闭合曲线 对于磁体 其内部磁感线从南极指向北极 其外部磁感线从北极指向南极 形成闭合曲线 电场线则是非闭合曲线 静电场中的电场线是从正电荷出发指向负电荷或无穷远 或从无穷远指向负电荷 不形成闭合曲线 故A正确 二 几种常见的磁场的磁感线1 磁体周围的磁感线 2 三种常见的电流的磁感线 特别提醒 1 由于各种磁体周围的磁场都是磁极处磁场最强 所以在两极磁感线最密 2 没有磁感线的地方 并不表示那里没有磁场存在 通过磁场中任一点总能而且只能画出一条磁感线 3 图中的 号表示磁场方向垂直纸面向里 号表示磁场方向垂直纸面向外 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 如图5 2 3所示 甲 乙是直线电流的磁场 丙 丁是环形电流的磁场 戊 己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方向 图5 2 3 解析 根据安培定则 甲图中的电流方向为 乙图中电流方向向上 丙图中电流方向为逆时针 丁图中磁感线方向向下 戊图中磁感线方向向左 己图中磁感线方向向右 如图所示 答案 见解析 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感应强度的方向B 磁场中任意两条磁感线均可以相交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 课堂互动讲练 精讲精析 磁感应强度的方向就是磁场的方向 而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 即两个磁感应强度方向 这是不可能的 磁场中某点磁感应强度是唯一确定的 磁感应强度的方向也只有一个 因此两条磁感线不能相交 选项B是错误的 磁感线是为形象描述磁场的磁感应强度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 A 方法总结 掌握住磁感线以下特点是认识磁感线的前提 1 磁感线是闭合曲线 2 磁感线疏密反映磁场强弱 3 小磁针N极在磁场中的受力方向即为该点的磁场方向 即为该点磁感线的切线方向 如图5 2 4所示 图中给出的磁铁旁小磁针静止时所指方向 小磁针黑色端表示N极 正确的是 图5 2 4 精讲精析 小磁针静止时N极所指的方向与磁场方向相同 故A错误 磁体外部磁场方向从N极指向S极 故B C错误 D正确 答案 D 方法总结 识记几种典型磁场的磁感线分布图 磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线 在磁体外部由N极到S极 磁体内部由S极回到N极 小磁针在磁场中静止时北极 N极 的指向为该点磁场的方向 如图5 2 5甲所示是电路没接通时三个小磁针所指方向 接通后确定三个磁针的转向及最后的指向 图5 2 5 思路点拨 解决此题的关键有两点 1 利用安培定则确定磁场的分布 2 利用磁场对小指针的作用力标出小磁针的方向 自主解答 接通电路后 螺线管的磁场为 内部从左指向右 外部从右指向左 如图5 2 5乙 故小磁针1逆时针转动 小磁针3顺时针转动 小磁针2基本不动 答案 小磁针1逆时针转动 小磁针3顺时针转动 小磁针2基本不动 变式训练如图5 2 6所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈 当在线圈中心处挂上一个小磁针 且与线圈在同一平面内 则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时 图5 2 6 A 小磁针N极向里转B 小磁针N极向外转C 小磁针在纸面内向左摆动D 小磁针在纸面内向右摆动解析 选A 由安培定则可判断小磁针所在处电流的磁场向里 而小磁针N极的受力方向与磁场方向相同 故小磁针N极向里转 S极向外转 故选A 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全