(共30张PPT)
第三章
磁
场
第
三
节
几种常见的磁场
1．磁感线：在磁场中可以利用磁感线来形象地描述各点的磁场方向．所谓磁感线，是在磁场中画出的一些________的曲线，在这些曲线上，每一点的__________都在该点的磁场方向上．
2．安培定则(也叫右手螺旋定则)．
判定直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可表述为：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟____________一致，弯曲的四指所指的方向就是_______________________．
有方向
切线方向
电流的方向
磁感线的环绕方向
课前预习
判定环形电流和通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系时可表述为：让右手弯曲的四指所指的方向跟__________________一致，大拇指所指的方向就是环形电流中轴线上的磁感线的方向或螺线管__________________．
电流的方向
内部磁感线的方向
课前预习
3．安培分子电流假说：通电螺线管外部的磁场与________的磁场十分相似，法国学者________由此受到启发，提出了著名的分子电流假说．他认为，在_____________等物质微粒的内部，存在着一种________——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________．
条形磁铁
安培
原子、分子
环形电流
磁体
磁极
课前预习
4．____________与____________的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量，简称______________，磁通量的公式为Φ＝BS，适用条件为__________________________，单位为_____________，简称韦，符号_______________，
1
Wb＝____________.
磁感应强度
某一面积
磁通
磁感应强度与面积垂直
韦伯
Wb
1
T m2
课前预习
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．性质
(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．
新课教学
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)
新课教学
1．常见永磁体的磁场(如图)
二、几种常见的磁场
新课教学
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．
新课教学
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．
新课教学
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
新课教学
(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．
新课教学
新课教学
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
新课教学
新课教学
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．
新课教学
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
新课教学
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
新课教学
(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．
新课教学
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．
θ
Φ
最大
Φ
较小
Φ=0
3、标量，单位：韦伯（Wb）
1Wb=1Tm2
新课教学
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，Ba>Bb
B
．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaC．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：B
典例精析
1.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
针对训练
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
典例精析
【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．
典例精析
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
针对训练
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＝0.4
m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6
T，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·Scos
θ＝0.6×0.4×cos
60°Wb＝0.12
Wb.
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
典例精析
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
C
2．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
A
课堂练习
3．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
C
4．一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
B
课堂练习
5.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________．
课堂练习
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·cos
60°＝BS.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 BS 0 2BS
课堂练习(共31张PPT)
第三章
磁
场
第
三
节
几种常见的磁场
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
B
2、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？
复习巩固
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1】
磁场中各点的磁场方向如何判定呢
新课教学
【问题2】
如何形象地描述磁场中各点的磁场方向
1、定义：
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。
A
B
C
新课教学
2、条形磁铁的磁场
问题探究
3、蹄形磁铁的磁场
问题探究
外部从N到S，内部从S到N形成闭合曲线
总结：条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：
条形磁铁
蹄形磁铁
新课教学
4、磁感线的特点
(1)磁感线是假想的，不是真实的
(2)磁感线是闭合曲线。
在磁体的外部磁感线从N极出来，进入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
新课教学
【问题3】
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，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？
问题探究
1、直线电流的磁场
二、几种常见的磁场
问题探究
直线电流的磁场磁感线分布
问题探究
左视图
Ｉ
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)
俯视图
表示垂直于纸面向里
表示垂直于纸面向外
新课教学
2、环形电流的磁场
问题探究
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.
新课教学
3、通电螺线管的磁场
问题探究
通电螺线管的磁场的磁感线
安培定则(3):让右手握住螺线管，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通电螺线管轴线上磁感线的方向.
新课教学
1、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
BC
自我检测
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
亥姆霍兹线圈
三、匀强磁场
相互平行方向相同
间隔均匀
新课教学
【问题4】
磁体为什么会有磁性？
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磁体，它的两侧相当于两个磁极。
四、安培分子电流假说
问题探究
对一些磁现象的解释
未被磁化的铁棒
磁化后的铁棒
磁铁和电流的磁场本质
都是运动电荷产生的
问题探究
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
新课教学
2、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
自我检测
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表示磁通量。
2、在匀强磁场中，公式为
Φ=BS⊥
（S⊥表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面积）．
求该面积在垂直磁场方向上的投影面积
新课教学
3、单位：在SI制中是韦伯，简称韦，符号Wb
1Wb=1T·m2
4、磁通量是有正负的，若在某个面积有方向相反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数和．
5、磁通密度：
B=φ/S
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
新课教学
3.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_______
0.2Wb
0
4、某地地磁场的磁感应强度竖直分量是4.0×10-5T，在水平面上，面积为5m2的范围内，地磁场的磁通量____________Wb。
2.0×l0-4
自我检测
1．关于匀强磁场，下列说法中正确的是( )
A．在某一磁场中，若有无数处磁感应强度相同，这个区域里的磁场就是匀强磁场
B．只要磁感线是直线，该处的磁场一定是匀强磁场
C．匀强磁场中的磁感线，必定是相互平行且间距相等的直线
D．距离很近的两个异名磁极之间及通电螺线管内部靠近中间部分的磁场，都可视为匀强磁场
答案： CD
课堂练习
2．下列关于电场线和磁感线的说法正确的是( )
A．二者均为假想的线，实际上并不存在
B．实验中常用铁屑来模拟磁感线形状，因此磁感线是真实存在的
C．任意两条磁感线不相交，电场线也是
D．磁感线是闭合曲线，电场线是不闭合的
答案： ACD
课堂练习
解析： 两种场线均是为形象描绘场而引入的，实际上并不存在，故A对；任意两条磁感线或电场线不能相交，否则空间一点会有两个磁场或电场方向，故C对；磁体外部磁感线由N极指向S极，内部由S极指向N极，故磁感线是闭合的曲线．而电场线始于正电荷，终于负电荷，故不闭合，D对，故正确答案为ACD.
答案： ACD
课堂练习
3．下列四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是( )
A．①③
B．②③
C．①④
D．②④
答案： C
课堂练习
4、
在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向
N
S
X
·
课堂练习
5.如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法中正确的是( )
A.通过abcd平面的磁通量大小为BL2
B.通过cdFE平面的磁通量大小为
C.通过abFE平面的磁通量大小为零
D.通过整个三棱柱的磁通量为零
答案：BCD
课堂练习
