高中物理《用磁感线描述磁场》（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 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 1 关于电场线 下述说法中正确的是 A 电场线是客观存在的B 电场线与电荷运动的轨迹是一致的C 电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以不同D 沿电场线方向 场强一定越来越大 解析 电场线不是客观存在的 是为了形象描述电场的假想线 A选项是错的 B选项也是错的 电荷所受电场力方向应是该点切线方向 下一时刻位置可能在电场线上 也可能不在电场线上 轨迹可能与电场线不一致 何况电荷可以有初速度 运动轨迹与初速度大小和方向有关 可能轨迹很多 而电场线是一定的 正电荷在电场中受的电场力方向与该点切线方向相同 而负电荷所受电场力与该点切线方向相反 选项C是正确的 场强大小与场强的方向无关 与电场线方向无关 D选项是错的 故正确答案为C 答案 C 2 如下图所示 下列电场可能存在并且属于匀强电场的是 解析 匀强电场是等间距的平行直线 A选项尽管平行但不等间距 并且这样的电场不存在 所以A项错 C选项尽管等间距 但不是平行的直线 所以C也是错的 只有B D符合题设条件 故正确答案为B D 答案 BD 1 什么是磁感线 2 怎么用实验模拟磁感线 3 常见磁体周围磁感线都怎样分布 4 安培定则的内容是什么 5 直线电流的磁感线如何分布 6 环形电流的磁感线如何分布 7 通电螺线管的磁感线如何分布 一 用磁感线描述磁体的磁场1 磁感线 在磁场中画出一些有的假想曲线 在磁感线上任意一点的方向都跟该点的磁场方向 2 磁场方向 在磁场中 小磁针静止时所指的方向 磁感线的切线方向 3 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组有的曲线 并不是客观存在于磁场中的真实曲线 方向 切线 相同 N极 方向 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 磁感线的地方磁场越强 3 磁感线上每一点的切线方向就是该点的 4 磁感线在空间不能 也不能中断 5 磁感线是曲线 在磁体外部由N极指向S极 在磁体内部由指向 越弱 越密 磁场方向 相交 闭合 S极 N极 二 常见磁场中的磁感线分布1 磁体周围的磁感线分布磁体周围的磁感线分布是有规律的 在外部从指向 在内部从回到 如图所示 N极 S极 S极 N极 2 几种常见的磁场 1 直线电流的磁场直线电流的磁场方向可以用来表示 右手握住导线 让伸直的所指的方向与一致 弯曲的四指所指的方向就是 这个规律也叫 2 环形电流的磁场环形电流的磁场可用另一种形式的安培定则表示 让右手弯曲的四指与的方向一致 伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向 安培定则 拇指 电流方向 磁感线环绕的方向 右手螺旋定则 环形电流 3 通电螺线管的磁场右手握住螺线管 让弯曲的四指所指的方向与电流方向一致 拇指所指的方向就是螺线管磁感线的方向或拇指指向螺线管的N极 内部 一 磁感线与电场线的比较 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 方向的唯一性 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 1 下列关于电场线和磁感线的说法正确的是 A 二者均为假想的线 实际上并不存在B 实验中常用铁屑来模拟磁感线形状 因此磁感线是真实存在的C 任意两条磁感线不相交 电场线也是D 磁感线是闭合曲线 电场线是不闭合的 解析 两种场线均是为形象描绘场而引入的 实际上并不存在 故A对 任意两条磁感线或电场线不能相交 否则空间一点会有两个磁场或电场方向 故C对 磁体外部磁感线由N极指向S极 内部由S极指向N极 故磁感线是闭合的曲线 而电场线始于正电荷 终于负电荷 故不闭合 D对 故正确答案为A C D 答案 ACD 二 三种常用的电流的磁场 1 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 2 图中只是表示出了磁感线的方向 对磁感线的疏密没有具体表示 3 应用安培定则判定电流周围磁场的方向时 直线电流是判定导线之外磁场的方向 环形电流和通电螺线管判定的是线圈轴线上磁场的方向 解析 由安培定则知 直线电流周围的磁感线是以直线电流为圆心的一组圆 且离电流越近 磁感线越密 故A正确 B C D错误 答案 A 3 如下图 a是直线电流的磁场 b是环形电流的磁场 c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 答案 a中电流方向垂直纸面向里 b中电流方向是逆时针 c中磁感线方向向左 迷你实验室 磁场哪里去了 点拨 由于导线对折相当于两个通电方向相反的螺线管叠加在一起 所以小磁针将不偏转 关于磁感线的描述 下列说法中正确的是 A 磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向 它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B 磁感线可以用细铁屑来显示 因而是真实存在的C 两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D 两个磁场叠加的区域 磁感线就可能相交 解析 磁感线上每一点的切线方向表示磁场方向 即小磁针静止时北极的受力方向 所以A正确 磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一组有方向的闭合曲线 实际上并不存在 细铁屑可以显示出其形状 但那并不是磁感线 B错 磁感线的疏密反映磁场的强弱 磁感线是假想的人为画出的曲线 两条磁感线的空隙处也存在磁场 C错 在磁铁外部磁感线从N极到S极 内部从S极到N极 磁感线不相交 所以D不正确 答案 A 解析 磁场的方向由磁感线的切线方向得出 磁场的大小可由磁感线的疏密程度来判断 故正确答案为A D 答案 AD 如图所示 分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针静止时N极的指向或磁感线方向 请画出对应的磁感线 标上方向 或电流方向 解析 如果已知电流的方向 可用右手螺旋定则判断磁感线的方向 如果已知小磁针静止时N极指向 那么小磁针N极所指方向就是磁感线方向 答案 用安培定则来判断 分别如下图所示 1 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 只适用于两个磁体互为外部时磁极间的相互作用 小磁针在磁场中静止时 N极所指的方向就是磁感线的方向 这是普遍适用的 所以应用某一规律 必须注意是否符合条件 不能随意套用 2 在安培定则的应用中 如果已知电流方向则可判定磁场方向 已知磁场方向 也可以确定电流方向 而磁场中某一点的磁场方向亦即小磁针静止时N极所指的方向 2 1 如右图所示 一束带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方 并与磁针方向平行 能使磁针N极转向读者 那么这束带电粒子可能是 A 向右飞行的正离子B 向左飞行的负离子C 向右飞行的负离子D 向左飞行的正离子 解析 带电粒子沿水平方向虚线飞过磁针上方 并与磁针方向平行 能使磁针N极转向读者 则知电流的磁场在小磁针所在处是垂直于纸面指向读者的 依据安培定则可得 电流的方向水平向左 因此 如果这束带电粒子是正离子 则向左飞行 如果是负离子 则向右飞行 故正确答案为C D 答案 CD 1 关于磁场和磁感线 下列说法正确的是 A 磁铁是磁场的唯一来源B 磁感线是从磁体的北极出发而到南极终止C 自由转动的小磁针放在通电螺线管内部 其N极指向通电螺线管磁场的北级D 两磁感线空隙处不存在磁场 解析 磁铁周围存在磁场 电流周围也存在磁场 A项错误 磁感线是闭合曲线 磁体外部磁场的磁感线是北极出发指向南极 内部磁场的磁感线是从南极出发指向北极 B项错误 通电螺线管内部磁场的方向是从南极指向北极 故当小磁针静止在通电螺线管内部时 小磁针N极所指的方向应跟它内部的磁场方向相同 即小磁针N极指向通电螺线管的北极 C项正确 磁感线是为了形象地描述磁场而设想出来的 磁感线的疏密程度表示磁场的强弱 故两磁感线间的空隙处也存在磁场 D项错误 答案 C 2 在通电螺线管的磁场中 放有两个小磁针 当小磁针静止时 N极指向正确的是 答案 D 3 若地磁场是由地表带电产生的 则地表带电情况为 A 正电B 负电C 不带电D 无法确定 解析 地磁场的N极在南方 S极在北方 若地磁场是由于电荷的运动而产生 则地球这个大带电体不停地做定向转动 从而形成地磁场 根据太阳升起落下的方向易知地球转动方向 由右手螺旋定则可判断知地球带负电 故选B 答案 B 4 如下图所示 在甲 乙间用两条导线连一个直流电路 将小磁针放在两导线之间时 N极向读者偏转 接在A与B间的电压表向B接线柱一侧偏转 此电压表指针总偏向电流流进时的一侧 由此可知 A 甲处可能是负载也可能是电源B 甲处一定是电源 乙处一定是负载C 甲处一定是负载 乙处一定是电源D 乙处可能是负载也可能是电源 解析 小磁针N极向读者偏转 可判断小磁针所在处磁场方向向外 由安培定则知 上面的导线中的电流由乙处流向甲处 由电压表指针的偏转方向可知 电压表中的电流由B流向A 即B端电势高 综上所述 乙处一定是电源 甲处一定是负载 故C正确 A B D错误 答案 C 5 如右图所示 ABDC是一环形导线 在C D处用导线与直导线ab接通 右图中标出了环形电流的磁感线方向 则可知A B两端中接电源正极的是 端 放在ab下方的小磁针 极将转向纸外 答案 BN 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