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第三章磁场3几种常见的磁场1．定义：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强度的方向一致，这样的曲线就叫做磁感线．一、磁感线2．特点(1)磁感线在磁体的外部从北极(N极)指向南极(S极)，在磁体的内部则是由南极指向北极，形成一条闭合曲线．(2)磁感线密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱．(3)磁感线的切线方向即为该点的磁场方向．(4)任意两条磁感线不能相交．3．磁感线与电场线的比较两种线比较内容磁感线电场线不同点闭合曲线不闭合，起始于正电荷或无限远，终止于负电荷或无限远相似点引入目的为形象描述场而引入的假想线，实际不存在疏密场的强弱切线方向场的方向是否相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)1．常见永磁体的磁场(如图)二、几种常见的磁场2．电流的磁场(1)直线电流的磁场①安培定则(右手螺旋定则)：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图甲所示．②直线电流的磁场几种不同的画法，如图乙所示(图中“×”号表示磁场方向垂直纸面向里，“·”表示磁场方向垂直纸面向外)直线电流的磁场强弱与距离导线的距离有关，离导线越近，磁场越强，离导线越远，磁场越弱．N(2)环形电流的磁场①(环形电流的)安培定则：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，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，如图丙所示．丙②环形电流的磁场可有几种不同的画法，如图丁所示．环形电流的磁场类似于条形磁铁的磁场，其两侧分别对应是磁场的N极和S极．由于磁感线均为闭合曲线，所以环内、外磁感线条数相等，故环内磁场强、环外磁场弱(3)通电螺线管的磁场①(通电螺线管的)安培定则：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，大拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线方向．(如图a所示)．②几种常用的磁感线不同的画法，如图b所示．1．内容：所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间通过磁场而发生的相互作用．在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电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．如图所示．三、安培分子电流假说2．对有关磁现象的解释(1)磁化：软铁棒未被磁化前，内部分子电流取向杂乱无章，磁场相互抵消，对外界不显磁性；在外界磁铁的磁化下，内部各分子电流取向一致，形成磁极．对外显示磁性，是磁铁的N极对外显示磁性，是磁铁的S极对外不显示磁性(2)失磁：由于激烈的分子热运动或机械运动使分子电流取向变得杂乱无章的结果．1．如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场．2．产生方法(1)距离很近的两个异名磁极之间的磁场(除边缘部分外)；(2)通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)(3)相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场．四、匀强磁场1．定义：设在磁感应强度为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B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示．2．公式：Φ＝BS.(1)适用条件：a.匀强磁场；b．磁感线与平面垂直．五、磁通量(2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积．Φ＝BScosθ.式中Scosθ即面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称为“有效面积”．S在垂直于磁感线方向的投影磁通量也可理解为穿过某面积的磁感线的条数，当有方向相反的两簇条数相同的磁感线穿过某面积时，该面积上的磁通量为零．4．物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数．对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大．当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零．θΦ最大Φ较小Φ=03.标量，单位：韦伯（Wb）1Wb=1Tm2例1.磁场中的磁感线如图所示，则（）A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏不知通电导线在磁场中的放置方向，没法确定受力大小磁感线是用来描述磁场的，不可能在存在磁场的区域内全部画出磁感线答案：B1.下列关于磁感线的叙述，正确的是()A．磁感线是真实存在的,细铁屑撒在磁铁附近，我们看到的就是磁感线B．磁感线始于N极，终于S极C．磁感线和电场线一样，不能相交D．沿磁感线方向磁场减弱C例2.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向里确定电流方向确定磁场方向确定小磁针N极受力方向思维流程顺时针方向环内向里、环外向外N极受力b向里，a、c向外D【方法总结】(1)几个方向的一致性：磁感线方向、磁场方向和能自由转动的小磁针静止时N极所指的方向，三者是一致的．(2)分清“因”和“果”：在判定直线电流的磁场的方向时,大拇指指“原因”——电流方向，四指指“结果”——磁场绕向在判定环形电流磁场方向时，四指指“原因”——电流绕向，大拇指指“结果”——环内沿中心轴线的磁感线方向，即指N极．2.如图各图中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针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．答案例3．如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？解析：把S投影到与B垂直的方向，则Φ＝B·Scosθ＝0.6×0.4×cos60°Wb＝0.12Wb.思维流程：S向与B垂直的方向做投影求投影面积求磁通量1.关于磁感线，下列说法中正确的是()A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场B．磁感线总是从N极到S极C．磁感线上任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交C2．如图所示，水平直导线ab通有向右的电流I，置于导线正下方的小磁针S极将()A．向纸外偏转B．向纸内偏转C．在纸面内顺时针转过90°D．不动A3．关于磁通量，下列说法中正确的是()A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感应强度越大C．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D．磁通量就是磁感应强度C4．一块磁铁从高处掉到地上，虽然没有断，但磁性变弱了，这是因为()A．磁铁被磁化了B．磁铁因剧烈震动而退磁了C．磁铁是非磁性物质D．磁铁是软磁性材料B5.如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为________．若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量变化量大小为________．解析在图示位置，磁感线与框架平面垂直时，Φ＝BS.当框架绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上向下看的图，如图Φ＝BS⊥＝BS·cos60°＝𝟏𝟐BS.转过90°时，框架由与磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0.框架转过180°时，磁感线仍然垂直穿过框架，只不过穿过另一面了．因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS.答案BS02BS12BS