高中物理选修3-1课件：3.3几种常见的磁场【新授课】 （共64张PPT）

课件64张PPT。第三章《磁场》§3.3 几种常见的磁场复习回顾：1、 为描述磁场的强弱和方向，我们引入了什么物理量？磁感应强度 B2、电场线可以形象的描述电场强度E的大小和方向，那么我们怎样形象地描述磁感应强度的大小和方向呢？一. 磁感线 将一个小磁针放在磁场中某一点,小磁针静止时,北极N所指的方向,就是该点的磁场方向.【问题】磁场中各点的磁场方向如何判定呢? 一. 磁感线 如何形象地描述磁场中各点的磁场方向? 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、定义：2、磁感线的特点 (1)磁感线是假想的，不存在的，不是真实的(2)磁感线是闭合曲线。
在磁体的外部磁感线由N极出发，回到S极。在磁体的内部磁感线则由S极指向N极 (4)磁感线的疏密表示磁场的强弱(3)磁感线不能相交或相切(5)磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向(6)没有磁感线的地方，并不表示就没有磁场存在，通过磁场中的任一点总能且只能画出一条磁感线。问:磁感线和电场线它们有何相同和区别?
2、磁感线
（1）为形象描述磁场而假想的曲线，实际不存在
（2）疏密表示强弱，切线方向表示磁场方向
（3）磁铁外部从N极到S极，内部从S极到N极，形成闭合曲线
（4）不相交二、几种常见的磁场：1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：条形磁铁蹄形磁铁外部从N到S，内部从S到N形成闭合曲线二、几种常见的磁场：1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：条形磁铁蹄形磁铁2.异名磁极和同名磁极直线电流，环形电流，通电螺线管的磁场磁感线分布有什么特点？它们遵循什么定则呢？安培定则除了磁铁,直线电流、环形电流、通电螺线管的周围空间也能产生磁场3.直线电流的磁场的磁感线：安培定则(1):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.(右手螺旋定则)表示垂直于纸面向里表示垂直于纸面向外4.环形电流的磁场的磁感线安培定则(2):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.环形电流的磁场几种图 5.通电螺线管的磁场的磁感线通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加.所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场,这时,拇指所指的方向是螺线管内部的磁场的方向.5.通电螺旋管周围磁感线等效安培定则：
用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺旋管北极）通电螺线管磁场的几种图 6.地磁场例1、如图，当电流通过线圈时，磁针A的N极指向哪里? 磁针B的N极指向哪里?磁针A的N极指向外磁针B的N极指向里例2：如图所示,a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧,当这些小磁针静止时,小磁针N极的指向是 （ ）
A． a、b、c均向左
B． a、b、c均向右　
C． a向左,b向右,c向右
D． a向右,b向左, c向右C小结
安培定则：内容分三种不同情况。
1、直线电流：伸直大拇指与___方向一致
弯曲四指指的方向就是 _____ 的方向
2、环形电流:右手弯曲的四指与环形电流的
方向一致伸直的大拇指所指的方向就是
___________磁感线的方向
的方向。
3、通电螺线管：类似环形电流、条形磁铁。电流磁感线环绕环形导线轴线上 随堂练习：1、在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向X·磁体和电流都能产生磁场, 它们的磁场是否有什么联系?磁体为什么会有磁性?思考法国学者安培提出了
著名的分子电流假说在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流一分子电流.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.三、安培分子电流假说分子电流实际上是由核外电子绕核运动形成的1、内容：未被磁化的铁棒磁化后的铁棒三、安培分子电流假说2、应用：解释磁现象NS利用安培的假说解释一些磁现象安培分子电流假说意义1.成功的解释了磁化现象和磁体消磁现象2.安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系3.安培的分子电流假说揭示了磁性的起源，认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的磁现象的电本质：一切磁场都是由运动电荷产生； 一切磁现象都是运动电荷周围磁场间的相互作用.关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是( )
A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁
B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动
C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的
D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性 B练习3一根软铁棒在磁场中被磁化.是因为( )
A．软铁棒中产生了分子电流
B．软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失了
D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同D练习4四、匀强磁场：1、定义： 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、磁感线的特点 ：匀强磁场的磁感线是间距相等的平行直线 2.常见的匀强磁场:①.相隔很近的两个异名磁极之间的磁场②.通电螺线管内部的磁场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。亥姆霍兹线圈▲匀强磁场磁场强弱、方向处处相同的磁场▲磁感线分布特点:匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线▲常见的匀强磁场:1.相隔很近的两个异名磁极之间的磁场2.通电螺线管内部的磁场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。BC练习5、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是（ ）
A.向右飞行的正离子束
B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束
D.向左飞行的负离子束 练习6、如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿y轴正向运动，则由此产生的在z轴上A点和x轴上B点的磁场方向是（ ）
A.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴负方向
B.A点磁场沿x轴负方向，B点磁场沿z轴正方向
C.A点磁场沿z轴正方向，B点磁场沿x轴负方向
D.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴正方向A1.地球是一个巨大的磁体2.地球周围空间存在的磁场叫地磁场3.地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近,但两者并不完全重合,它们之间的夹角称为磁偏角地磁场假设地球的磁场是由于地球带某种电荷而又绕地轴自转产生的，你认为地球带有何种电荷？带负电荷练习7在某一磁场中放了两个小磁针,发现这两个小磁针仅在磁场力的作用下成如图所示的平行反向,则该磁场可能由下列哪些来产生 ( )
A．条形磁铁
B．两个靠得很近的异名磁极间存在的磁场
C．通电直导线
D．通电螺线管ACD练习8A．一定通有由a到b的电流
B．一定通有由b到a的电
C．可能没有电流流过
D．可能通有由a到b的电流 长直螺线管内有一个可自由转动的小磁针,静止时如图所示,则螺线管中( )CD练习9实验室有一旧的学生直流电源,输出端的符号
模糊不清,无法辨认正、负极,某同学设计了
下面的判断电源极性的方法:在桌
面上放一个小磁针,在磁针东面放
螺线管,如图所示,闭合开关后,
磁针指南的一端向东偏转,下列
判断中正确的是 （ ）
A．电源的A端是正极.在电源内电流由A流向B
B．电源的A端是正级.在电源内电流由B流向A
C．电源的B端是正极,在电源内电流由A流向B
D．电源的B端是正极,在电源内电流由B流向AC 如图所示，弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是（ ）
A.若将a接电源正极，b接负极，
弹簧秤的示数将减小
B.若将a接电源正极，b接负极，
弹簧秤的示数将增大
C.若将b接电源正极，a接负极，
弹簧秤的示数将增大
D.若将b接电源正极，a接负极，
弹簧秤的示数将减小AC（适用条件：匀强磁场、S⊥B）3、意义：磁通量可理解为穿过垂直于磁场某一个面的磁感线的条数。五、磁通量φ2、定义式：φ=BS1、定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量。对公式的理解1.B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度2.公式只适用于S⊥B，若S与B不垂直，则S为垂直与磁场方向的投影面积当磁场B⊥S垂直,磁通量最大Φ=BS当B∥S时,磁通量最小Φ=0当磁场B与面积S不垂直, Φ 1Wb=1T·m2五、磁通量Φ（ S⊥：投影面积）5.标量：有方向（有正负），仅表示磁感线贯穿方向。
若取某方向穿入平面的磁通量为正，则反方向穿入该平面的磁通量为负五、磁通量Φ6、磁通密度：垂直磁场的单位面积上的磁通量φ/S称为磁通密度。表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量

1T=1Wb/m2=1N/(A·m)面积S＝0.5m2的闭合金属圆线圈处于磁感应强度 B=0.4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是_______；当金属圆环转过90°，环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量是_______0.2Wb0如图，线圈平面与水平方向成θ角，磁感应线竖直向下，设匀强磁场的磁感应强度为B，线圈面积为S，则Ф＝_________BScosθ如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂 直，则穿过两环的磁通量Фa和Фb大小关系为( )A.均向上，Фa＞Фb
B.均向下，Фa＜Фb?
C.均向上，Фa＝Фb
D.均向下，无法比较A7.过一个平面若有方向相反的两个磁通量，这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通)五、磁通量Φ8. Φ与线圈的匝数无关。思考1：哪些情况可以引起磁通量的变化？思考2：如上图，若磁感应强度为B，面积为S，则以cd为轴转过900，磁通量变化量为多少？转过1800磁通量变化量是多少？转过3600磁通量变化量为多少？ 一个面积20cm2的圆环，放在匀强磁场中，磁场方向与圆环平面成300角，磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中穿过圆环的磁通量变化是 4×10-4Wb6.磁通量的变化磁通量变化ΔФ ＝Ф2－Ф1是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差，即ΔФ取决于末状态的磁通量Ф2与初状态磁通量Ф1的代数差磁通量的变化一般有三种形式
1、B不变，有效面积S变化
2、B变化，S不变
3、B和S同时变化如图所示,一矩形线框,从.abcd位置移动到
a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( )
A.一直增加
B.一直减少
C.先增加后减少
D.先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减少adcba′b′d′c′D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度角则穿过线框平面的磁通量为_________,若从初始位置转过90度角,则穿过线框平面的磁通量为_____,若从初始位置转过180度角,则穿过线框平面的磁通量变化为_______BSBS/202BS某地地磁场的磁感应强度的水平分量是3.0×l0-5T，竖直分量是4.0×10-5T，则地磁场磁感应强度的大小为__________，方向为_______________________________，在水平面上，面积为5m2的范围内，地磁场的磁通量为____________Wb5.0×l0-5T与竖直方向成37O斜向下(或斜向上)2.0×10-4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I
B.区域Ⅱ
C.区域Ⅲ
D.区域ⅣA 铁环上绕有绝缘的通电导线,电流方向如图所示.则有铁环中心O处的磁场方向为( )
A．向下
B．向上
C．垂直纸面向里
D．垂直纸面向外 A如图所示，A为橡胶圆盘，其盘面竖直.B为紧贴A的毛皮.在靠近盘的中轴上有一个小磁针静止于图示位置.当沿图中箭头的方向转动把手C时，小磁针将发生什么现象小磁针的N极将发生偏转，N极向右，S极向左. 如图所示.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线,四根导线中电流I1=I3＞I2＞I4.要使0点处磁场增强,则应切断哪一根导线中的电流 （ 　 ）
A．切断I1
B．切断I2
C．切断I3
D．切断I4D如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1＞S2= S3，且 “3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为Ф1、Ф2、Ф3则它们的大小关系是( )
A、 Ф1>Ф2>Ф3
B、 Ф1>Ф2=Ф3
C、 Ф1<Ф2<Ф3
D、 Ф1<Ф2=Ф3C