3.3 几种常见的磁场 课件（人教选修3-1）
文档属性
| 名称 | 3.3 几种常见的磁场 课件（人教选修3-1） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2012-12-28 15:31:21 | ||
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文档简介
课件61张PPT。名师课堂
·一点通第三章
磁场新知预习·巧设计要点一要点二第3节
几种常见的磁场创新演练
·大冲关随堂检测归纳小结课下作业综合提升要点三1．知道磁感线的概念和用途，能正确
区分几种常见磁场的磁感线分布。
2．会用安培定则判断电流磁场的
方向，了解分子电流假说。
3．了解磁通量的概念，并会求它
的大小及变化量。[读教材·填要点]
1．磁感线
(1)定义：在磁场中画出的一些有方向的曲线，使这些曲线上每一点的切线方向都跟这点的 的方向一致，这样的曲线就叫磁感线。磁感应强度 (2)特点：
①每一点的切线方向就是该点的 方向。
②疏密表示磁场的强弱，磁感线 的地方磁场强，反之磁场弱。
③任何两磁感线不相交、不相切、不中断。磁场密 ④任何一条磁感线均为闭合曲线，在磁体外部由
，在磁体内部由 。
⑤磁感线是一种理想化模型，实际并不存在。S→NN→S 2．几种常见电流的磁场
(1)通电直导线的磁场：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的环绕方向。(如图3－3－1甲)
(2)通电环形电流的磁场：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3－3－1乙) (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跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说，拇指指向通电螺线管的北极，如图3－3－1丙。 图3－3－1 [关键一点] 直线电流的磁场无磁极，磁场强弱与距导线的距离有关，距导线越远，磁场越弱。 3．安培分子电流假说
(1)内容：安培认为：在原子、分
子等物质微粒的内部，存在着一种
电流——分子电流。分子电流
使每个物质微粒都成为微小的 ，
它的两侧相当于两个 。(如图3－3－2所示)环形磁体磁极图3－3－2 ①磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向 ，它们的磁场互相抵消，对外不显 ；当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得 ，两端对外界显示较强的磁作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了。杂乱无章磁性大致相同(2)对磁现象的解释： ②磁体的消磁：磁体受到 或猛烈敲击时，即在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流取向又变得 ，磁体磁性 。
[关键一点] 分子电流假说揭示了电和磁的本质联系，指出了磁性的起源：一切磁现象都是由运动的电荷产生的。高温杂乱无章消失4．匀强磁场
(1)定义：磁感应强度的 处处相同的磁场。
(2)磁感线的特点：间隔相同的 。强弱、方向平行直线 5．磁通量
(1)在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向 的平面S，B和S的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通。垂直BS磁通密度 [关键一点] 磁通量为零时，磁感应强度不一定为零，但是若该区域无磁场即B＝0，则磁通量一定为零。[试身手·夯基础]
1．下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是 ( )
A．磁感线可以形象地描述各点磁场的方向
B．磁感线是磁场中客观存在的线
C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止
D．实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线解析：磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但它不是客观存在的线，可用细铁屑模拟。在磁铁外部磁感线由N极到S极，但内部是由S极到N极，故只有A正确。
答案：A2．磁感线是磁场中具有________的曲线，磁感线上每一点
的切线方向为该点________方向，磁感线实际不存在。
答案：方向 磁场3．匀强磁场是________、________处处相同的磁场。距
离很近的两个异名磁极之间的磁场，相隔适当距离的两个平行放置的________，其中间区域的磁场都是匀强磁场。
答案：强弱 方向 通电线圈4．如图3－3－3所示，一个矩形线圈与通
有相同大小电流的两根平行直导线在
同一平面且处于两条导线的中央，
则 ( )
A．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零
B．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零图3－3－3C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都为零
D．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过
线圈的磁通量是否为零解析：两电流同向时，一根导线在线圈中产生向里的磁通量，另一根产生的磁通量向外，二者大小相等，相互抵消，故合磁通量为零。电流反向时，两电流产生的磁通量均向里或均向外，合磁通量不为零，由于线圈放置位置具有对称性，虽然电流产生的磁场不是均匀的，但穿过线圈的两个方向的磁感线的条数是相同的，所以本题只有A正确。
答案：A[名师点睛]
(1)从电场、磁场的概念理解两种场线的相似点：
矢量性——线的切线；强弱——线的疏密；
方向的唯一性——空间任一点场线不相交。
(2)从两种场线的区别理解两种场的区别：
电场线——电荷有正、负——电场线有始终；
磁感线——N、S极不可分离——磁感线闭合。1．关于磁感线的性质和概念，下面说法错误的是 ( )
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不相交
C．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线
D．磁体外部磁感线总是从磁体的N极指向S极 [解析] 磁感应强度的方向就是磁场的方向，磁感线的切线方向就是磁场方向，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是正确的。磁感线是为形象描述磁场的磁感应强度分布而画出的一簇簇曲线，不是真实存在的，而铁屑的分布曲线只能证明用磁感线描述磁场的方法是正确的，铁屑本身不是磁感线，选项C是错误的。在磁体外部的磁感线都是从N极指向S极，选项D正确。
[答案] C [名师点睛]
(1)环形电流的磁场，两侧是N极和S极，离圆环中心越远磁场越弱。
(2)通电螺线管的磁场外部与条形磁铁外部的磁场相同，两端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，方向由S极指向N极。 2．电路没接通时三个小磁针方向如图3－3－4所示，试确定电路接通后三个磁针的转向及最后的指向。图3－3－4 [思路点拨] 本题考查怎样运用安培定则确定磁场方向，解题时需注意：(1)正确画出电流的磁场。(2)小磁针N极受安培力的方向。 [解析] 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，如图所示，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。最后指向如解析图所示。 放置在螺线管内的小磁针受力方向按磁感线方向判断，不能根据螺线管的极性判断。 1．物理意义
穿过某一面的磁感线条数，且为穿过平面的磁感线的净条数。
2．公式：Φ＝BS
(1)公式运用的条件：
①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。 (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＝BScos θ
式中Scos θ即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称为“有效面积”(如图3－3－5所示)。图3－3－5 3．磁通量是标量，但有正、负之分
磁通量的正、负既不表示大小，也不表示方向，仅表示磁感线是怎么穿过某一平面的，若规定磁感线向里穿过某一平面的磁通量为正，则向外为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线条数的代数和。 [名师点睛] 磁通量是针对某个面来说的，与给定的线圈的匝数多少无关。 3．如图3－3－6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′轴转过30°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的变化是________。图3－3－6[审题指导] 解答本题时应把握以下两点：
(1)明确磁感线方向与平面的关系。
(2)明确磁感线穿过平面的方向。 (4)从初始位置转过180?的过程中：规定初始位置时穿过方向为正，则Φ1＝BS，Φ2＝－BS，
故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－2BS。 对磁通量的问题求解注意以下三方面：
(1)明确磁感线的方向与平面的关系；
(2)明确磁感线的穿过方向，即明确其正负；
(3)注意是什么因素变化引起的磁通量的变化。1．(对应要点一)关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是正
确的 ( )
A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止
B．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指
向螺线管的北极
C．磁感线的方向就是磁场方向
D．两条磁感线的空隙处不存在磁场解析：磁感线与电场线不同，它是一条闭合曲线，在磁体的外部由N极到S极，而在磁体的内部则由S极到N极，故选项A是不正确的。
螺线管内部的磁感线和条形磁铁相似，是由S极到N极的，即磁场方向也是从S极指向N极，所以放置其中的小磁针N极必然是指向磁场方向，即螺线管的北极。故选项B正确。只有磁感线是直线时，磁感线的方向才与磁场方向一致；如果磁感线是曲线，那么，某点的磁场方向是用该点的切线方向来表示的，所以选项C不正确。
磁感线是为研究问题方便而假想的曲线。磁场中磁感线有无数条，故提出两条磁感线之间是否有空隙、是否存在磁场等类似的问题是毫无意义的。故选项D不正确。
答案：B2．(对应要点二)如图3－3－7所示，a、b是直线电流的磁
场，c、d是环形电流的磁场，e、f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的方向。图3－3－7解析：根据安培定则，可以确定a中电流方向垂直纸面向里，b中电流的方向自下而上，c中电流方向是逆时针，d中磁感线的方向向下，e中磁感线方向向左，f中磁感线的方向向右。
答案：见解析3．(对应要点三)有一个矩形线圈，线
圈平面与磁场方向成α角，如图
3－3－8所示。设磁场为匀强磁场，
磁感应强度为B，线圈面积为S，则
穿过线圈的磁通量为多大？图3－3－8解析：这是一种线圈平面与磁场方向不垂直的情况，不能直接使用公式Φ＝BS来计算，应该把S投影到与B垂直的方向上，投影面积为Ssin α，所以Φ＝BSsin α。
答案：BSsin α （1）磁感线切线方向表示该点磁场方向，疏密表示磁场强弱，不相交，不中断，是闭合曲线。
(2）几种常见磁场的分布
如图3－3－9所示图3－3－9 （3）磁铁的磁场和电流的磁场本质一样都是由电荷的运动产生的。
（4）穿过某一面积的磁通量Φ由B、S及B与S的夹角共同决定。
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·一点通第三章
磁场新知预习·巧设计要点一要点二第3节
几种常见的磁场创新演练
·大冲关随堂检测归纳小结课下作业综合提升要点三1．知道磁感线的概念和用途，能正确
区分几种常见磁场的磁感线分布。
2．会用安培定则判断电流磁场的
方向，了解分子电流假说。
3．了解磁通量的概念，并会求它
的大小及变化量。[读教材·填要点]
1．磁感线
(1)定义：在磁场中画出的一些有方向的曲线，使这些曲线上每一点的切线方向都跟这点的 的方向一致，这样的曲线就叫磁感线。磁感应强度 (2)特点：
①每一点的切线方向就是该点的 方向。
②疏密表示磁场的强弱，磁感线 的地方磁场强，反之磁场弱。
③任何两磁感线不相交、不相切、不中断。磁场密 ④任何一条磁感线均为闭合曲线，在磁体外部由
，在磁体内部由 。
⑤磁感线是一种理想化模型，实际并不存在。S→NN→S 2．几种常见电流的磁场
(1)通电直导线的磁场：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的环绕方向。(如图3－3－1甲)
(2)通电环形电流的磁场：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3－3－1乙) (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跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说，拇指指向通电螺线管的北极，如图3－3－1丙。 图3－3－1 [关键一点] 直线电流的磁场无磁极，磁场强弱与距导线的距离有关，距导线越远，磁场越弱。 3．安培分子电流假说
(1)内容：安培认为：在原子、分
子等物质微粒的内部，存在着一种
电流——分子电流。分子电流
使每个物质微粒都成为微小的 ，
它的两侧相当于两个 。(如图3－3－2所示)环形磁体磁极图3－3－2 ①磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向 ，它们的磁场互相抵消，对外不显 ；当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得 ，两端对外界显示较强的磁作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了。杂乱无章磁性大致相同(2)对磁现象的解释： ②磁体的消磁：磁体受到 或猛烈敲击时，即在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流取向又变得 ，磁体磁性 。
[关键一点] 分子电流假说揭示了电和磁的本质联系，指出了磁性的起源：一切磁现象都是由运动的电荷产生的。高温杂乱无章消失4．匀强磁场
(1)定义：磁感应强度的 处处相同的磁场。
(2)磁感线的特点：间隔相同的 。强弱、方向平行直线 5．磁通量
(1)在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向 的平面S，B和S的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通。垂直BS磁通密度 [关键一点] 磁通量为零时，磁感应强度不一定为零，但是若该区域无磁场即B＝0，则磁通量一定为零。[试身手·夯基础]
1．下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是 ( )
A．磁感线可以形象地描述各点磁场的方向
B．磁感线是磁场中客观存在的线
C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止
D．实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线解析：磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但它不是客观存在的线，可用细铁屑模拟。在磁铁外部磁感线由N极到S极，但内部是由S极到N极，故只有A正确。
答案：A2．磁感线是磁场中具有________的曲线，磁感线上每一点
的切线方向为该点________方向，磁感线实际不存在。
答案：方向 磁场3．匀强磁场是________、________处处相同的磁场。距
离很近的两个异名磁极之间的磁场，相隔适当距离的两个平行放置的________，其中间区域的磁场都是匀强磁场。
答案：强弱 方向 通电线圈4．如图3－3－3所示，一个矩形线圈与通
有相同大小电流的两根平行直导线在
同一平面且处于两条导线的中央，
则 ( )
A．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零
B．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零图3－3－3C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都为零
D．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过
线圈的磁通量是否为零解析：两电流同向时，一根导线在线圈中产生向里的磁通量，另一根产生的磁通量向外，二者大小相等，相互抵消，故合磁通量为零。电流反向时，两电流产生的磁通量均向里或均向外，合磁通量不为零，由于线圈放置位置具有对称性，虽然电流产生的磁场不是均匀的，但穿过线圈的两个方向的磁感线的条数是相同的，所以本题只有A正确。
答案：A[名师点睛]
(1)从电场、磁场的概念理解两种场线的相似点：
矢量性——线的切线；强弱——线的疏密；
方向的唯一性——空间任一点场线不相交。
(2)从两种场线的区别理解两种场的区别：
电场线——电荷有正、负——电场线有始终；
磁感线——N、S极不可分离——磁感线闭合。1．关于磁感线的性质和概念，下面说法错误的是 ( )
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不相交
C．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线
D．磁体外部磁感线总是从磁体的N极指向S极 [解析] 磁感应强度的方向就是磁场的方向，磁感线的切线方向就是磁场方向，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是正确的。磁感线是为形象描述磁场的磁感应强度分布而画出的一簇簇曲线，不是真实存在的，而铁屑的分布曲线只能证明用磁感线描述磁场的方法是正确的，铁屑本身不是磁感线，选项C是错误的。在磁体外部的磁感线都是从N极指向S极，选项D正确。
[答案] C [名师点睛]
(1)环形电流的磁场，两侧是N极和S极，离圆环中心越远磁场越弱。
(2)通电螺线管的磁场外部与条形磁铁外部的磁场相同，两端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，方向由S极指向N极。 2．电路没接通时三个小磁针方向如图3－3－4所示，试确定电路接通后三个磁针的转向及最后的指向。图3－3－4 [思路点拨] 本题考查怎样运用安培定则确定磁场方向，解题时需注意：(1)正确画出电流的磁场。(2)小磁针N极受安培力的方向。 [解析] 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，如图所示，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。最后指向如解析图所示。 放置在螺线管内的小磁针受力方向按磁感线方向判断，不能根据螺线管的极性判断。 1．物理意义
穿过某一面的磁感线条数，且为穿过平面的磁感线的净条数。
2．公式：Φ＝BS
(1)公式运用的条件：
①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。 (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＝BScos θ
式中Scos θ即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称为“有效面积”(如图3－3－5所示)。图3－3－5 3．磁通量是标量，但有正、负之分
磁通量的正、负既不表示大小，也不表示方向，仅表示磁感线是怎么穿过某一平面的，若规定磁感线向里穿过某一平面的磁通量为正，则向外为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线条数的代数和。 [名师点睛] 磁通量是针对某个面来说的，与给定的线圈的匝数多少无关。 3．如图3－3－6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′轴转过30°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的变化是________。图3－3－6[审题指导] 解答本题时应把握以下两点：
(1)明确磁感线方向与平面的关系。
(2)明确磁感线穿过平面的方向。 (4)从初始位置转过180?的过程中：规定初始位置时穿过方向为正，则Φ1＝BS，Φ2＝－BS，
故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－2BS。 对磁通量的问题求解注意以下三方面：
(1)明确磁感线的方向与平面的关系；
(2)明确磁感线的穿过方向，即明确其正负；
(3)注意是什么因素变化引起的磁通量的变化。1．(对应要点一)关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是正
确的 ( )
A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止
B．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指
向螺线管的北极
C．磁感线的方向就是磁场方向
D．两条磁感线的空隙处不存在磁场解析：磁感线与电场线不同，它是一条闭合曲线，在磁体的外部由N极到S极，而在磁体的内部则由S极到N极，故选项A是不正确的。
螺线管内部的磁感线和条形磁铁相似，是由S极到N极的，即磁场方向也是从S极指向N极，所以放置其中的小磁针N极必然是指向磁场方向，即螺线管的北极。故选项B正确。只有磁感线是直线时，磁感线的方向才与磁场方向一致；如果磁感线是曲线，那么，某点的磁场方向是用该点的切线方向来表示的，所以选项C不正确。
磁感线是为研究问题方便而假想的曲线。磁场中磁感线有无数条，故提出两条磁感线之间是否有空隙、是否存在磁场等类似的问题是毫无意义的。故选项D不正确。
答案：B2．(对应要点二)如图3－3－7所示，a、b是直线电流的磁
场，c、d是环形电流的磁场，e、f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的方向。图3－3－7解析：根据安培定则，可以确定a中电流方向垂直纸面向里，b中电流的方向自下而上，c中电流方向是逆时针，d中磁感线的方向向下，e中磁感线方向向左，f中磁感线的方向向右。
答案：见解析3．(对应要点三)有一个矩形线圈，线
圈平面与磁场方向成α角，如图
3－3－8所示。设磁场为匀强磁场，
磁感应强度为B，线圈面积为S，则
穿过线圈的磁通量为多大？图3－3－8解析：这是一种线圈平面与磁场方向不垂直的情况，不能直接使用公式Φ＝BS来计算，应该把S投影到与B垂直的方向上，投影面积为Ssin α，所以Φ＝BSsin α。
答案：BSsin α （1）磁感线切线方向表示该点磁场方向，疏密表示磁场强弱，不相交，不中断，是闭合曲线。
(2）几种常见磁场的分布
如图3－3－9所示图3－3－9 （3）磁铁的磁场和电流的磁场本质一样都是由电荷的运动产生的。
（4）穿过某一面积的磁通量Φ由B、S及B与S的夹角共同决定。
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