3.3、几种常见的磁场

会画常见磁场的磁感线理解磁通量熟练使用安培定则3、几种常见的磁场一.磁感线是在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。1、磁感线:ABC1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：画出条形磁铁磁场的横截面图NS磁场的强弱分布如何？演示1SN纵剖面图演示2演示3磁感线的特点磁感线上每一点的切线方向，为磁场方向：即小磁针北极受力方向、磁感应强度方向磁感线的疏密表示磁场的强弱：密集处强，稀疏处弱磁感线是闭合曲线。磁体外部从N极到S极，磁体内部从S极到N极。磁感线是假想的不是真实存在的，磁感线不能相交N极和S极，在以后研究中，没有重要作用起重要作用的是磁场线的疏密及方向N极受力方向？2）直线电流的磁场的磁感线：——安培定则（内容）磁场的强弱分布情况？画出纵剖面图和横截面图I＋I安培定则适用现象：通电导线产生磁场，即“电生磁”例：正电离子如图运动，形成的磁场的磁感线如何分布？＋V0例：负电离子如图运动，形成的磁场的磁感线如何分布？－V0例、一束电子流沿水平面自西向东运动，在电子流的正上方有一点P，由于电子运动产生的磁场在P点的方向为（）A、竖直向上B、竖直向下C、水平向南D、水平向北3）环形电流的磁场的磁感线——安培定则（内容）磁场的强弱分布情况？画出纵剖面图和横截面图+找出等效N极和S极?4）通电螺线管的磁场的磁感线——安培定则（内容）磁场的强弱分布情况？画出纵剖面图和横截面图++++++++++++++N小磁针N极最终静止时的指向？找出等效N极和S极?NNNN3.3常见磁场（二）复习1、磁场存在于_____和____周围的特殊物质2、磁场的方向即___________的方向规定：3、磁感应强度1）物理意义：描述________的物理量2）定义式：B与______和_______无关，由_____决定3）场的叠加复习5、常见磁场的画法（立体图，剖面图）1）地磁场2）条形磁铁磁场3）U形磁铁4、磁感线特点：1）切线方向表示磁场方向2）疏密表示磁场强弱3）闭合曲线，外部N-S，内部S-N；6、电流形成的磁场---安培定则（右手螺旋定则）1）通电直导线（立体图，剖面图）2）通电环形导线（立体图，剖面图）3）通电螺线管（立体图，剖面图）NSNS画出各电流形成的磁场或形成磁场的电流流向已知：相互垂直的两条通电直导线，通过相同大小的电流I,判断ABC处的磁场方向IIABC练习.如图3-3-12所示,放在螺线管内部中间处的小磁针,当开关S闭合时,小磁针应怎样转动?答案:小磁针顺时针转动,最后静止时N极指向右方.二:安培分子电流假说1）磁化：分子电流取向一致退磁：分子电流取向杂乱无章2）螺线管内加入铁芯磁场同向矢量叠加，磁场增强；1、安培分子电流假说的内容2、“分子电流”观点的应用在分子原子内部存在环形电流-分子电流，使每个物质颗粒成为小磁体，两侧成为磁极。-------“磁现象电本质”三.匀强磁场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+++++++重点研究：匀强磁场中的电流、电荷的受力运动现象3、产生：亥姆霍兹线圈利用磁感线的疏密描述场的强弱，能否从这个角度，重新定义磁感应强度？四、磁通量：1、定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把____________________________叫做2、面与磁场有夹角时，公式为Φ=BS⊥=BSsinθ=BScosα（S⊥表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面积）．B与S的乘积α磁通量,简称磁通。用字母Φ表示磁通量。θ该面的例.如图所示线圈平面与水平方向成θ角,磁感线竖直向下,设磁感应强度为B,线圈面积为S,则穿过线圈的磁通量Φ=__________.答案:BScosθ.3、单位：在SI制中是韦伯，简称韦，符号Wb1Wb=1T·m24、磁通量是有正负的标量，与正方向相反地穿过某个面积的磁场磁通量为负数。合磁通量：即该面积各磁通量的代数和．（相反方向抵消）××××××××××××××××××××××××××××××××abcd求：面abcd内的磁通量俯视LB例.如图3-3-7所示,电流从A点分两路对称地通过圆环形支路再汇合于B点,则圆环中心处O点的磁感应强度的方向是()A.垂直圆环面指向纸内B.垂直圆环面指向纸外C.磁感应强度为零D.条件不足,无法判断答案:C例.如图3-3-9,a､b､c三个闭合线圈放在同一平面内,当a线圈中有电流通过时,它们的磁通量Φa､Φb､Φc大小关系有()A.ΦaΦbΦcB.ΦaΦbΦcC.ΦaΦcΦbD.ΦaΦcΦb答案:Bi5、磁通密度：B=φ/S磁感应强度等于穿过垂直磁场方向、单位面积的磁通量，磁通密度是矢量。1T=1Wb/m2=1N/A·m比较电场强度和磁感应强度定义单位物理意义形象描述矢量性及方向利用磁感线的疏密描述场的强弱，能否从这个角度，重新定义磁感应强度？小结磁感线及典型磁场的磁感线电流形成的磁场的方向判断__安培定则使用条件看因果关系：电流产生磁场已知电流，判定磁场；已知磁场，判定电流匀强磁场分子电流假说及磁通量的定义、磁场的叠加例一、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（）A、全向里B、全向外C、a向里，b、c向外D、a、c向外，b向里例二、如图所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的（）A、区域ⅠB、区域ⅡC、区域ⅢD、区域Ⅳ例三：在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应的磁场的电流方向ABCDE例四.有一束电子流沿x轴正方向高速运动,如图3-3-3所示,电子流在z轴上的P点处所产生的磁场方向是沿()A.y轴正方向B.y轴负方向C.z轴正方向D.z轴负方向答案:A第四节通电导线在磁场中受到的力课标定位学习目标：1.通过实验探究的方法知道安培力大小的决定因素．2．理解并掌握安培力的计算公式F＝ILB.3．知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向．4．了解电动机、磁电式电流表的构造及原理．重点难点：安培力方向的判断及安培力的计算．课前自主学案一、安培力1．探究影响通电导线受力的因素(1)将一根________水平悬挂在磁铁的两极间，导线的方向与磁场的方向______．(2)控制变量法直导线垂直(3)结论：通电直导线与磁场_________时，磁场对通电导线作用力的大小与_________和________都成正比．方向垂直导线长度电流大小IIII∥B时，F安=0I⊥B时，F安最大I与B斜交时，0＜F安＜F安最大结论：安培力的特点（3）公式适用条件：（4）在非匀强磁场中,导线所在平面垂直磁感线:2．安培力的大小（1）通电导线跟磁场垂直时：安培力最大，F＝____.作用点：（2）通电导线跟磁场平行时：安培力最小，F＝__.ILB0①匀强磁场②导线与磁场方向垂直。公式F=BIL仅适用于很短的一段通电导线。可以用切割、矢量叠加的方法计算力通电导线几何中心1．一根长为0.2m、电流为2A的通电导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是()A．0.4NB．0.2NC．0.1ND．0N解析：选BCD.当磁感应强度B与通电电流I方向垂直时，磁场力有最大值为Fm＝BIL＝0.5×2×0.2N＝0.2N.当两者方向平行时，磁场力有最小值为0N.(2)通电导线在磁场中受到的安培力方向，既与_________垂直，又与_________垂直，即垂直于_________和__________所确定的平面．电流方向磁场方向通电导线磁感线3．安培力的方向(1)左手定则：伸出左手，四指并拢，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让_______垂直穿过手心，四指指向_____方向，则大拇指所指方向就是_________所受安培力的方向.电流通电导线磁感线左手定则适用现象：电流在磁场中受力原因结果BFIFF╳BBBFI大小：F=BILF、B、I三垂直现象例：将通电导线垂直磁感线置于匀强磁场中。若已知磁感应强度B、电流I、安培力F中的两个，判定第三个量的方向例题：如图一所示，用外力F拉住通电导体棒，导体棒保持静止。若导体棒内的电流形成的磁场如图所示，则：试判断导体棒中电流由_______到_________ABF例：如图二所示，将通电导线置于匀强磁场中。若已知磁感应强度B和通电导线受安培力F的方向，则：判定导线内电流由_____到_______ABF图一图二ABBA因——————果规律电流产生磁场------安培定则；电流在磁场中受力-------左手定则BBBBFFFF大小：F=BILF、B、I三垂直现象例：通电导线在匀强磁场中，若已知磁感应强度B、电流I、安培力F中的两个，判定第三个量的方向AB通电导线A、B，试判断导线A受导线B的作用力的方向？判断导线B受导线A的作用力的方向？AB电流间相互作用的结论：安培定则：电生磁左手定则：电受力因果关系注意的问题同向相互吸引反向相互排斥例五.如图3-3-8所示,一个正电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动,则此正电子的运动()A.不产生磁场B.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向里C.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向外D.只有圆周内侧产生磁场答案:C随堂验收1.下列关于磁感线的说法中,正确的是()A.磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向B.磁感线总是从磁铁的N极发出,到S极终止C.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线D.沿磁感线的方向磁场逐渐减弱答案:A2.如图3为某磁场的一条磁感线,其上有A､B两点,则()A.A点的磁场较强B.B点的磁场较强C.因为磁感线是直线,A､B两点的磁场强弱相同D.条件不足,无法判断答案:D3.利用安培分子电流假说可以解释下列现象中的()A.永久磁铁的磁场B.直线电流的磁场C.环形电流的磁场D.软铁被磁化产生磁场答案:AD4.磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性,根据安培的分子电流假说,其原因是()A.分子电流消失B.分子电流取向变得大致相同C.分子电流取向变得杂乱D.分子电流减弱答案:C5.根据图中标出的磁场方向,在图中标出通电导线中电流的方向.答案:(a)图中电流方向从b到a.(b)图中电流方向从a到b(c)图中电流方向从a到b.