《2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 磁場 3 幾種常見的磁場課件 新人教版選修3-1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 磁場 3 幾種常見的磁場課件 新人教版選修3-1.ppt（45頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、3幾種常見的磁場,,1知道磁感線 2知道幾種常見磁場的磁感線的空間分布情況 3會(huì)用安培定則判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向 4了解安培分子電流假說 5理解勻強(qiáng)磁場的概念，明確兩種情形的勻強(qiáng)磁場,教學(xué)目標(biāo),,,【重點(diǎn)】 安培定則的得出與應(yīng)用 【難點(diǎn)】 安培定則的得出,重點(diǎn)難點(diǎn),,,磁場的概念比較抽象，應(yīng)對幾種常見的磁場加以了解、認(rèn)識，學(xué)好本節(jié)內(nèi)容對后面的磁場力的分析至關(guān)重要磁場概念比較抽象，學(xué)生對此難以理解，但前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過了電場，可采用類比的方法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),教學(xué)建議,,,【導(dǎo)入一】 教師：電場可以用電場線形象地描述，磁場可以用什么來描述呢？ 學(xué)生：磁場可以用磁感線形象地描述 教師：那么
2、什么是磁感線？又有哪些特點(diǎn)呢？這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)磁感線的知識,新課導(dǎo)入,,,【導(dǎo)入二】 要點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向 啟發(fā)學(xué)生思考電場可以用電場線形象地描述，磁場可以用什么來描述呢？ 學(xué)生答磁場可以用磁感線形象地描述 (老師)類比電場線可以很好地描述電場強(qiáng)度的大小和方向，同樣，也可以用磁感線來描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向.,新課導(dǎo)入,,1.概念:磁感線是為了形象地描述磁場而引入的假想的閉合曲線,曲線上每一點(diǎn)的 方向都與該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致. 2.特點(diǎn) (1)磁感線的表示磁場的強(qiáng)弱. (2)磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的方向. (3)磁感線是不相交的閉合曲線;在磁體外部,從N極指向S
3、極,在磁體內(nèi)部,由S極指向N極.,磁感線,,知識必備,知識點(diǎn)一,切線,疏密,磁場,1.安培定則是用來確定周圍磁場方向的定則. 2.安培定則應(yīng)用方法. (1)直線電流周圍的磁場方向 如圖3-3-1所示,用握住導(dǎo)線,讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致, 所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向.直線電流周圍的磁感線環(huán)繞情況如圖3-3-2所示.,安培定則(又稱右手螺旋定則),,知識必備,知識點(diǎn)二,電流,右手,彎曲的四指,圖3-3-1 圖3-3-2,,知識必備,(2)環(huán)形電流和螺線管周圍的磁場方向 如圖3-3-3所示,讓右手跟環(huán)形電流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線的軸線上磁感
4、線的方向. 圖3-3-3,,彎曲的四指,知識必備,內(nèi)容:安培認(rèn)為,在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部,存在著一種電流分子電流.分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè).如圖3-3-4所示. 圖3-3-4,安培分子電流假說,,知識必備,知識點(diǎn)三,環(huán)形,磁體,磁極,1.定義:設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,有一個(gè)與磁場方向垂直的平面,面積為S,則B與S的乘積叫作穿過這個(gè)面積的,簡稱磁通. 2.定義式:=BS. 3.單位:,簡稱韋,符號Wb,1 Wb=1 Tm2. 4.磁通量是,但是有正負(fù). 5.磁通密度即磁感應(yīng)強(qiáng)度B= .,磁通量
5、,,知識必備,知識點(diǎn)四,磁通量,韋伯,標(biāo)量,想一想 磁感線和電場線相比較,共同點(diǎn)是什么?不同點(diǎn)是什么? 要點(diǎn)總結(jié),對磁感線的理解,,學(xué)習(xí)互動(dòng),考點(diǎn)一,,例1 磁場中某區(qū)域的磁感線如圖3-3-5所示,則() A. a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不相等,BaBb B. a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不相等,Ba
6、不同,C錯(cuò)誤.磁感線是用來描述磁場的,不可能在存在磁場的區(qū)域內(nèi)全部畫出磁感線,D錯(cuò)誤.,想一想 大家已經(jīng)知道,磁體、電流都可以產(chǎn)生磁場,那么這些磁場是如何分布的?我們需要分析磁場的強(qiáng)弱和方向,而磁場卻看不見、摸不著,我們又該如何去研究呢?,安培定則的應(yīng)用,,學(xué)習(xí)互動(dòng),考點(diǎn)二,例2 電路未接通時(shí)三個(gè)小磁針方向如圖3-3-6所示,試確定電路接通后三個(gè)小磁針的轉(zhuǎn)向及最后的指向. 圖3-3-6,,學(xué)習(xí)互動(dòng),,答案小磁針1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),N極水平向左;小磁針3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),N極水平向右;小磁針2基本不動(dòng),N極豎直向上 解析 接通電路后,螺線管的磁場為:內(nèi)部從左指向右,外部從
7、右指向左,故小磁針1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),小磁針3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),小磁針2基本不動(dòng).,,學(xué)習(xí)互動(dòng),圖3-3-7,,答案 C 解析 由安培定則可判斷出它們在C處產(chǎn)生的磁場分別垂直于AC和BC,由矢量疊加原理可求出C處磁場的總磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B,方向水平向右.,想一想 在同一磁場里,不同的截面中通過的磁感線的條數(shù)怎么表示? 要點(diǎn)總結(jié) 磁通量的正負(fù)是這樣規(guī)定的:任何一個(gè)面都有正面和反面,若規(guī)定磁感線從正面穿入時(shí)為正磁通量,則磁感線從反面穿入時(shí)磁通量為負(fù)值. 圖3-3-8,磁通量的有關(guān)計(jì)算,,學(xué)習(xí)互動(dòng),考點(diǎn)三,磁通量的正負(fù)既不表示大小,也不表示方向,僅是為了計(jì)算方便而引入的.
8、計(jì)算磁通量時(shí),除了要注意正負(fù)之外,還應(yīng)注意以下幾點(diǎn): (1)如圖3-3-8所示,若閉合電路abcd和ABCD所在的平面均與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直,面積分別為S1和S2,且S1大于S2,但磁場區(qū)域恰好只有ABCD那么大,則穿過abcd和ABCD的磁通量是相同的,因此=BS中的S是指包含磁場的那部分有效面積. (2)磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān),也就是說磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響,同時(shí)磁通量的變化量=2-1也不受線圈匝數(shù)的影響.,,學(xué)習(xí)互動(dòng),(3)當(dāng)平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不垂直時(shí)磁通量的計(jì)算方法: 一種方法是:將與平面夾角為的磁感應(yīng)強(qiáng)度分解為平行于平面的分量和垂直于平面的分量,如圖3-3-9甲所示
9、,由于平行于平面的分量并不穿過平面,所以磁通量在數(shù)值上等于垂直于平面的分量與面積的乘積,=Bsin S=BSsin . 圖3-3-9,,學(xué)習(xí)互動(dòng),另一種方法是:不分解磁感應(yīng)強(qiáng)度,而將與磁感應(yīng)強(qiáng)度夾角為的平面的面積在垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向上作投影,如圖乙所示,磁通量在數(shù)值上等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與投影面積的乘積,=BS=BSsin . 不管用哪種方法來計(jì)算磁通量的值,都必須保證=BS中的磁感應(yīng)強(qiáng)度與平面垂直.,,學(xué)習(xí)互動(dòng),例4 如圖3-3-10所示,有兩個(gè)同心放置的平面金屬圓環(huán)a、b,且半徑rab B.a
10、 圖3-3-10,,學(xué)習(xí)互動(dòng),,答案 A 解析 條形磁鐵的磁感線在磁體的內(nèi)部是從S極到N極,在磁體的外部是從N極到S極,內(nèi)部有多少根磁感線,外部的整個(gè)空間就有多少根磁感線同內(nèi)部磁感線構(gòu)成閉合曲線.對兩個(gè)圓環(huán),磁體內(nèi)部的磁感線全部穿過圓環(huán),外部的磁感線穿過多少,磁通量就抵消多少,所以面積越大,磁通量反而越小.,例5 如圖3-3-11所示,線框面積為S,線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直,則穿過線框平面的磁通量為多少?若使線框繞OO軸轉(zhuǎn)過60角,則穿過線框平面的磁通量為多少?若從初始位置轉(zhuǎn)過90角,則穿過線框平面的磁通量為多少?若從初始位置轉(zhuǎn)過
11、180角,則穿過線框平面的磁通量變化了多少? 圖3-3-11,,學(xué)習(xí)互動(dòng),,學(xué)習(xí)互動(dòng),,1. (多選)一束離子沿水平方向飛行，平行于地面飛過小磁針上方，如圖3314所示，發(fā)現(xiàn)圖中小磁針的N極向紙外轉(zhuǎn)，這個(gè)離子可能是() A向右飛行的正離子束 B向左飛行的正離子束 C向右飛行的負(fù)離子束 D向左飛行的負(fù)離子束 圖3314,,備用習(xí)題,,答案 BC 解析 由題意可知，小磁針N極向紙外轉(zhuǎn)，則小磁針?biāo)谔幍拇艌龇较虼怪奔埫嫦蛲?，由安培定則可判斷出產(chǎn)生磁場的電流方向?yàn)樗较蜃?，如果離子帶正電，則離子應(yīng)向左運(yùn)動(dòng)，如果離子帶負(fù)電，則離子應(yīng)向右運(yùn)動(dòng)，B、C正確,2. 19世紀(jì)20年
12、代，以塞貝克為代表的科學(xué)家已認(rèn)識到，溫度差會(huì)引起電流，安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假說：地磁場是由繞地球的環(huán)形電流引起的則該假說中的電流方向是() A由西向東垂直于磁子午線 B由東向西垂直于磁子午線 C由南向北沿磁子午線方向 D由赤道向兩極沿磁子午線方向,,備用習(xí)題,,備用習(xí)題,,答案 B 解析 地球內(nèi)部磁場方向由地理北極指向地理南極，由安培定則可判定電流方向如圖3315所示，從上往下看，由安培定則可知，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，即自東向西 圖3315,3.如圖所示，兩根互相平行的長直導(dǎo)線分別過紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)
13、線中通有大小相等、方向相反的電流a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場，下列說法正確的是() AO點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 Ba、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反 Cc、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同 Da、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同,,備用習(xí)題,,備用習(xí)題,,答案 C解析 由安培定則可知，兩導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場均豎直向下，合磁感應(yīng)強(qiáng)度一定不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由安培定則可知，兩導(dǎo)線在a、b兩處產(chǎn)生磁場的方向均豎直向下，由于對稱性，電流M在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于電流N在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度
14、，同時(shí)電流M在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于電流N在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，所以a、b兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)安培定則，兩導(dǎo)線在c、d兩處產(chǎn)生的磁場方向均垂直于c、d兩點(diǎn)與導(dǎo)線的連線方向向下，且產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同，選項(xiàng)C正確；a、c兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均豎直向下，選項(xiàng)D錯(cuò)誤,4. (多選)如圖3317所示，A和B為兩根互相平行的長直導(dǎo)線，通以同方向等大的電流，虛線C為在A和B所確定的平面內(nèi)與A、B等距的直線，則下列說法正確的是() A兩導(dǎo)線間的空間不存在磁場 B虛線C處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 C
15、AC間磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里 DCB間磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向外,,備用習(xí)題,,備用習(xí)題,,答案 BCD 解析 設(shè)電流A、B在空間產(chǎn)生的磁場分別為BA、BB，根據(jù)安培定則，電流A在AB間產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里，而電流B在AB間產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外，又因IAIB，故在AC區(qū)，BABB，合磁場方向垂直于紙面向里，在BC區(qū)，BABB，合磁場方向垂直于紙面向外，中線C處，BABB，合磁場為零，故選項(xiàng)B、C、D正確,5.如圖3318所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由位置平移到位置，第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置，設(shè)先、后兩次通過金屬框的磁通量變化分別為1和2，則() A12
16、B12 C12 D不能判斷 圖3318,,備用習(xí)題,,備用習(xí)題,,答案 C 解析 通電導(dǎo)線MN周圍的磁場并非勻強(qiáng)磁場，靠近MN處的磁場強(qiáng)些，磁感線密一些，遠(yuǎn)離MN處的磁感線疏一些，當(dāng)金屬框在位置時(shí)，穿過金屬框的磁通量為，當(dāng)金屬框平移至位置時(shí)，磁通量為，則磁通量的變化量為1||.當(dāng)金屬框翻轉(zhuǎn)到位置時(shí)，磁感線相當(dāng)于從“反面”穿過金屬框，則磁通量為，故磁通量的變化量是2||，所以12.,6. (多選)如圖3319所示，空間存在兩個(gè)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO為其對稱軸一導(dǎo)線折成邊長為l的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定
17、速度v0向右運(yùn)動(dòng)，則() A當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO對稱的位置時(shí)，穿過回路的磁通量為零 B當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO對稱的位置時(shí)，穿過回路的磁通量向里 C在從左邊磁場運(yùn)動(dòng)到右邊磁場的過程中，穿過回路的磁 通量一直減少 D在從左邊磁場運(yùn)動(dòng)到右邊磁場的過程中，穿過回路的磁 通量先減少后增加,,備用習(xí)題,,備用習(xí)題,,答案 AD 解析 正方形閉合回路運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO對稱的位置時(shí)，穿過回路的兩個(gè)方向相反的磁場面積相等，且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，故穿過回路的磁通量為零，A正確，B錯(cuò)誤；正方形閉合回路在從左邊磁場運(yùn)動(dòng)到右邊磁場的過程中，穿過回路的磁通量先減少后增加，C錯(cuò)誤，D正確,7. (多選)如圖3320所示，A為通電線圈，
18、電流方向如圖所示，B、C為與A在同一平面內(nèi)的兩同心圓，B、C分別為穿過兩圓面的磁通量的大小，下列判斷中正確的是() A穿過兩圓面的磁通量方向垂直紙面向外 B穿過兩圓面的磁通量方向垂直紙面向里 CBC DBC,,備用習(xí)題,,備用習(xí)題,,答案 AC 解析 對通電線圈A，由安培定則判斷，凡是垂直紙面向外的磁感線都集中在線圈A內(nèi)，因磁感線是閉合曲線，則必有相應(yīng)條數(shù)的磁感線垂直紙面向里，這些磁感線分布在線圈A外，所以B、C圓面都有垂直紙面向里和向外的磁感線穿過，垂直紙面向外的磁感線條數(shù)相同，垂直紙面向里的磁感線條數(shù)不同，B圓面的較少，C圓面的較多，但都比垂直紙面向外的少，所以穿過B、C的磁通量方向應(yīng)垂直
19、紙面向外，且BC.,1.(對磁感線的理解)(多選)關(guān)于磁感線的性質(zhì)和概念,下面說法正確的是() A.磁感線上各點(diǎn)的切線方向就是各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 B.磁場中任意兩條磁感線均不相交 C.鐵屑在磁場中的分布曲線就是磁感線 D.磁感線總是從磁體的N極指向S極,,自我檢測,,,自我檢測,答案 AB 解析 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是磁場的方向,磁感線上各點(diǎn)的切線方向就是各點(diǎn)的磁場方向,A正確;若兩條磁感線相交則說明在兩線相交處有兩個(gè)切線方向,即有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向,這是不可能的,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向只有一個(gè),因此兩條磁感線不能相交,B正確;磁感線是為形象描述磁場而畫出的一簇簇曲線,不是真實(shí)存在的,而鐵屑的分布
20、曲線只能顯示磁感線的分布,C錯(cuò)誤;在通電螺線管內(nèi)部和條形磁鐵內(nèi)部的磁感線應(yīng)是從S極指向N極,D錯(cuò)誤.,2.(電流的磁場分布)圖3-3-12為電流產(chǎn)生磁場的分布圖,正確的分布圖是() 圖3-3-12 A. B. C. D.,,自我檢測,,答案 C 解析 由安培定則可以判斷出直線電流產(chǎn)生的磁場方向,正確,錯(cuò)誤.和為環(huán)形電流,注意讓彎曲的四指指向電流的方向,可判斷出錯(cuò)誤,正確.,3.(安培定則的應(yīng)用)如圖3-3-13所示,當(dāng)開關(guān)閉合后,小磁針在通電導(dǎo)線的磁場中指向正確的是() 圖3-3-13,,自我檢測,,答案 D 解析 根據(jù)安培定則可判斷出電流的磁場方向,再根據(jù)小磁
21、針靜止時(shí)N極的指向?yàn)榇艌龅姆较蚩芍?D正確.,4.(磁通量的計(jì)算)面積為S的矩形線框abcd處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與線框平面成角,如圖3-3-14所示,當(dāng)線框以ab為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90時(shí),穿過abcd的磁通量變化量=. 圖3-3-14,,自我檢測,,,自我檢測,答案 -BS(cos +sin ) 解析 畫出主視圖如圖甲所示,作出平面的法線如圖所示. B與法線的夾角為(90-),則穿過線框的磁通量 1=BScos(90-)=BSsin 當(dāng)線框順時(shí)針轉(zhuǎn)過90角時(shí),主視圖如圖乙所示. B與法線的夾角為(180-),則穿過線框的磁通量2=BScos(180-)=-BScos 所以磁通量的變化量為=2-1=-BScos -BSsin =-BS(cos +sin ).,,,自我檢測,甲 乙,
2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 磁場 3 幾種常見的磁場課件 新人教版選修3-1.ppt
