河北省石家庄二中人教版选修3-1同步课件：第3章 第3节 几种常见的磁场
文档属性
| 名称 | 河北省石家庄二中人教版选修3-1同步课件：第3章 第3节 几种常见的磁场 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 229.3KB | ||
| 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 | 2017-01-03 14:05:01 | ||
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文档简介
课件34张PPT。第3节 几种常见的磁场学 习
目 标1．知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说．
2．知道磁感线的定义和特点，了解几种常见磁场的磁感线分布．
3．会用安培定则判断电流的磁场方向．
4．知道匀强磁场、磁通量的概念．知识点一 磁感线1．定义．
在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，这样的曲线称为磁感线．
2．特点．
(1)磁感线在磁体的外部都是从北极(N极)发出进入南极(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)磁感线的切线方向为该点的磁场方向．
(4)磁感线是为了形象地研究磁场而假想的曲线，实际磁场中不存在这样的曲线．
(5)任何两条磁感线在空间中不相交或相切．?尝试应用
1．关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是正确的(B)
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错误．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错误．知识点二 几种常见的磁场1. 条形磁铁的磁感线和蹄形磁铁的磁感线．2．电流的磁场和安培定则．
(1)直线电流的磁场：用右手握住导线，让伸直的大拇指跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向，如下图所示．(2)环形电流(或通电螺线管)的磁场：用右手握住导线，让右手弯曲的四指跟电流的环绕方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴上的磁感线方向(或通电螺线管的N极)，如下图所示．3．匀强磁场．
(1)定义：磁感应强度的大小处处相等，方向处处相同的磁场称为匀强磁场．
特点：匀强磁场中的磁感线是疏密相同、方向相同的平行直线；距离很近的两个异名磁极之间的磁场和通电螺线管内部的磁场(边缘部分除外)，都可以认为是匀强磁场．?尝试应用
2．如图所示，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针静止时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．解析：如果已知电流的方向，可用右手螺旋定则判断磁感线的方向．如果已知小磁针静止时N极指向，那么小磁针N极所指方向就是磁感线方向．
答案：用安培定则来判断，分别如下图中各图所示．知识点三 安倍分子电流假说1．安培的分子电流假说：安培认为原子、分子等物质微粒的内部存在一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极．安培的假说能够解释铁棒的磁化与高温去磁等磁现象．
2．分子电流实际上是由原子内电子运动形成的．所以，一切磁现象都是起源于运动电荷．注意：①安培提出分子电流假说时，人们还不知道物质的微观结构，电子绕原子核高速旋转，所以称为假说，但现在我们知道分子电流假说是真理．②分子电流假说揭示了电和磁的本质联系．
3．磁现象的本质．
安培的分子电流假说揭示了磁性的起源，它使我们认识到磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的．?尝试应用
3．一根软铁棒被磁化是因为(D)
A．软铁棒中产生了分子电流
B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失
D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
解析：软铁棒中分子电流是一直存在的，并不因为外界的影响而产生或消失，故A、C错．根据磁化过程实质知D正确．知识点 四磁通量研究电磁现象时，往往讨论某一面积的磁感线数目的变化，这需引入新物理量——磁通量．
1．磁通量的定义．
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，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．因为用磁感线形象地描述磁场，故也可用穿过某一面积的磁感线条数来表示磁通量．2．磁通量的计算．
(1)公式：Φ＝BS.此式的适用条件：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．
如下图所示，在水平方向的匀强磁场中，平面abcd与垂直于磁感线方向的平面的夹角为θ，则穿过面积abcd的磁通量应为Φ＝B·Scos θ.
Scos θ即为面积S的垂直于磁感线方向的投影，我们称之为“有效面积”．
若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ1，反向磁感线条数为Φ2，则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即Φ＝Φ1－Φ2.
(3)磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1，其数值等于初末状态穿过某个平面磁通量的差值．
(4)磁通量是标量，它没有方向，但有正负，磁通量的正负仅表示磁感线的贯穿方向．3．磁通量的单位．
在国际单位中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是Wb.1 Wb＝1 T·m2.
磁通量是通过闭合线圈的磁感线的条数，它是标量．但是磁通量也有“正、负”，磁通量的正、负号并不表示磁通量的方向，它的符号仅表示磁感线的贯穿方向．一般来说，如果磁感线从线圈的正向穿过线圈，线圈的磁通量就为“＋”；如果磁感线从线圈的反面穿过线圈，线圈的磁通量就为“－”．解析：因为线圈匝数为单匝，且线圈平面垂直于磁场方向，由磁通量公式得：Φ＝BS＝2.0×102×0.5 Wb＝1.0×102 Wb，故A对，B、C、D错．题型1 安培定则题型2 安培分子电流假说题型3 磁通量的计算
目 标1．知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说．
2．知道磁感线的定义和特点，了解几种常见磁场的磁感线分布．
3．会用安培定则判断电流的磁场方向．
4．知道匀强磁场、磁通量的概念．知识点一 磁感线1．定义．
在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，这样的曲线称为磁感线．
2．特点．
(1)磁感线在磁体的外部都是从北极(N极)发出进入南极(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)磁感线的切线方向为该点的磁场方向．
(4)磁感线是为了形象地研究磁场而假想的曲线，实际磁场中不存在这样的曲线．
(5)任何两条磁感线在空间中不相交或相切．?尝试应用
1．关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是正确的(B)
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错误．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错误．知识点二 几种常见的磁场1. 条形磁铁的磁感线和蹄形磁铁的磁感线．2．电流的磁场和安培定则．
(1)直线电流的磁场：用右手握住导线，让伸直的大拇指跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向，如下图所示．(2)环形电流(或通电螺线管)的磁场：用右手握住导线，让右手弯曲的四指跟电流的环绕方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴上的磁感线方向(或通电螺线管的N极)，如下图所示．3．匀强磁场．
(1)定义：磁感应强度的大小处处相等，方向处处相同的磁场称为匀强磁场．
特点：匀强磁场中的磁感线是疏密相同、方向相同的平行直线；距离很近的两个异名磁极之间的磁场和通电螺线管内部的磁场(边缘部分除外)，都可以认为是匀强磁场．?尝试应用
2．如图所示，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针静止时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．解析：如果已知电流的方向，可用右手螺旋定则判断磁感线的方向．如果已知小磁针静止时N极指向，那么小磁针N极所指方向就是磁感线方向．
答案：用安培定则来判断，分别如下图中各图所示．知识点三 安倍分子电流假说1．安培的分子电流假说：安培认为原子、分子等物质微粒的内部存在一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极．安培的假说能够解释铁棒的磁化与高温去磁等磁现象．
2．分子电流实际上是由原子内电子运动形成的．所以，一切磁现象都是起源于运动电荷．注意：①安培提出分子电流假说时，人们还不知道物质的微观结构，电子绕原子核高速旋转，所以称为假说，但现在我们知道分子电流假说是真理．②分子电流假说揭示了电和磁的本质联系．
3．磁现象的本质．
安培的分子电流假说揭示了磁性的起源，它使我们认识到磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的．?尝试应用
3．一根软铁棒被磁化是因为(D)
A．软铁棒中产生了分子电流
B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失
D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
解析：软铁棒中分子电流是一直存在的，并不因为外界的影响而产生或消失，故A、C错．根据磁化过程实质知D正确．知识点 四磁通量研究电磁现象时，往往讨论某一面积的磁感线数目的变化，这需引入新物理量——磁通量．
1．磁通量的定义．
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，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．因为用磁感线形象地描述磁场，故也可用穿过某一面积的磁感线条数来表示磁通量．2．磁通量的计算．
(1)公式：Φ＝BS.此式的适用条件：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．
如下图所示，在水平方向的匀强磁场中，平面abcd与垂直于磁感线方向的平面的夹角为θ，则穿过面积abcd的磁通量应为Φ＝B·Scos θ.
Scos θ即为面积S的垂直于磁感线方向的投影，我们称之为“有效面积”．
若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ1，反向磁感线条数为Φ2，则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即Φ＝Φ1－Φ2.
(3)磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1，其数值等于初末状态穿过某个平面磁通量的差值．
(4)磁通量是标量，它没有方向，但有正负，磁通量的正负仅表示磁感线的贯穿方向．3．磁通量的单位．
在国际单位中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是Wb.1 Wb＝1 T·m2.
磁通量是通过闭合线圈的磁感线的条数，它是标量．但是磁通量也有“正、负”，磁通量的正、负号并不表示磁通量的方向，它的符号仅表示磁感线的贯穿方向．一般来说，如果磁感线从线圈的正向穿过线圈，线圈的磁通量就为“＋”；如果磁感线从线圈的反面穿过线圈，线圈的磁通量就为“－”．解析：因为线圈匝数为单匝，且线圈平面垂直于磁场方向，由磁通量公式得：Φ＝BS＝2.0×102×0.5 Wb＝1.0×102 Wb，故A对，B、C、D错．题型1 安培定则题型2 安培分子电流假说题型3 磁通量的计算