第三节 认识磁场
1.知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质． 2.理解掌握磁感线的概念及常见磁场磁感线的分布． 3.掌握磁感应强度、磁通量的概念，并知道什么是匀强磁场． 4.通过观察演示实验，培养观察分析能力和空间想象力．
一、磁场的产生
1．电场、磁场：带电体、磁体或电流周围空间存在着某种由电或磁产生的连续介质，起着传递电力或磁力的媒介作用．这些介质分别称为电场、磁场．
2．磁场的来源：磁场的来源有磁铁、电流等．
3．磁场的性质：对放入其中的磁极或电流有力的作用．
1．试分析什么地方存在着磁场？磁场是什么？它是人们假想的吗？我们无法看到磁场，可以通过什么感知它的存在？
提示：(1)磁体周围、电流周围都存在着磁场．
(2)磁场是一种客观存在的物质，不是人们假想的．
(3)虽然我们看不到磁场，但可以通过很多磁现象感知它的存在．
二、磁场的描述
1．磁场的方向：在磁场中任一点，小磁针北极受力方向．即小磁针静止时N极所指的方向，就是该点的磁场方向．
2．磁感线
(1)定义：在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上．
(2)特点：磁感线的疏密程度表示磁场强弱，磁场强的地方磁感线密，磁场弱的地方磁感线疏．
3．磁感应强度
(1)磁感应强度：描述磁场强弱和方向的物理量，它的符号是B，单位是特斯拉，符号是T．
(2)物理意义：在磁场中任意一点处，磁感应强度的大小代表在这点上磁场的强弱，磁感应强度的方向就是这点上的磁场方向．
2．在磁场中，放在某点的小磁针受力的方向就是该点磁场的方向，这种说法对吗？
提示：这种说法是不对的．放在磁场中某点的小磁针N极受力的方向，才是该点磁场的方向．
三、匀强磁场
1．匀强磁场
(1)定义：如果在磁场的某一区域内，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场称为匀强磁场．
(2)磁感线：是一组方向一致的等间距平行线．
(3)近似匀强磁场：
①距离很近的两个平行异名磁极间的磁场；
②通电长螺线管内部的磁场．
2．磁通量
(1)定义：在匀强磁场中有一个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面积的磁通量，用Φ表示．如图1－3－1所示．
图1－3－1
(2)单位：韦伯，简称韦，符号Wb．
一、对磁感线的进一步理解
1．磁场的分布
磁场的分布是立体空间的，要熟练掌握常见磁场的立体图和截面图的画法，条形磁铁、同名磁极间、异名磁极间磁感线分布情况如图1－3－2所示．
图1－3－2
2．磁感线的六大特征
(1)磁感线在磁体的外部都是从北极(N极)出来进入南极(S极)，在磁体的内部则是由南极通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人为假想的曲线，为形象、直观、方便地研究磁场提供了依据．
(5)磁感线在空间不能相交，若有两条磁感线相交，据磁感线定义，在交点处就有两个方向，这与事实不符．
(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而且只能画出一条磁感线．
即时应用? (即时突破，小试牛刀)
1．(单选)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
解析：选C.磁感线是为了形象描绘磁场而假设的一组有方向的曲线，曲线上的任一点的切线方向表示磁场方向，曲线疏密表示磁场的强弱，所以C正确，A不正确．在磁铁外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，磁感线不相交，所以B、D不正确．
二、对磁感应强度B的理解
磁感应强度B是一个矢量，它既有大小，又有方向．它的大小表示磁场的强弱，方向就是该点磁场的方向．磁感线越密的地方，磁感应强度B越大；磁感线越稀疏的地方，磁感应强度B越小．
即时应用? (即时突破，小试牛刀)
2．(双选)有关磁感应强度B的方向，下列说法正确的是( )
A．B的方向就是小磁针N极所指的方向
B．B的方向与小磁针在磁场中N极的受力方向一致
C．B的方向就是通电导体的受力方向
D．B的方向就是该处磁场的方向
解析：选BD.B的方向与小磁针N极的受力方向、小磁针静止时N极所指的方向一致，且磁感应强度B的方向即为磁场的方向．
eq \a\vs4\al() 对磁感线的理解
(单选)关于磁场和磁感线，下列说法正确的是( )
A．磁铁是磁场的唯一来源
B．磁感线是从磁体的北极出发而到南极终止
C．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向通电螺线管磁场的北极
D．两磁感线空隙处不存在磁场
[解析] 本题的关键是要知道磁场的产生和磁感线的性质及通电螺线管内部的磁感线方向．
磁铁周围存在磁场，电流周围也存在磁场，A项错误；磁感线是闭合曲线，磁体外部磁场的磁感线是从北极发出指向南极，内部磁场的磁感线是从南极发出指向北极，B项错误；通电螺线管内部磁场的方向是从南极指向北极，故当小磁针静止在通电螺线管内部时，小磁针N极所指的方向应跟它内部的磁场方向相同，即小磁针N极指向通电螺线管的北极，C项正确；磁感线是为了形象地描述磁场而设想出来的，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，故两磁感线间的空隙处也存在磁场，D项错误．
[答案] C
eq \a\vs4\al()
要知道磁场的来源有二，其一是磁体(铁)；其二是电流；要理解磁感线的意义及常见磁场的磁感线．
eq \a\vs4\al() 对磁通量的理解
(单选)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．过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零
D．磁通量就是磁感应强度
[思路点拨] 磁通量Φ是由磁感应强度B和垂直于磁感应强度B方向上线圈的面积S共同决定，Φ没有方向是标量．
[解析] 磁通量是标量，没有方向，故A不对；由Φ＝BS知Φ是由B和S两个因素决定的，Φ大，有可能是由于S较大造成的．所以，磁通量越大，磁感应强度越大是错误的；由Φ＝BS⊥知，当线圈平面与磁场平行时，S⊥＝0，Φ＝0，但磁感应强度B不为零，故C对；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故D不对．
[答案] C
地球上某处地磁场的磁感应强度B在竖直方向上的分量为B0＝0.54×10－4 T，求通过在水平面上面积为2.0 m2线圈的磁通量Φ.
解析：由磁通量的定义得Φ＝B0·S＝0.54×10－4×2.0 Wb＝1.08×10－4 Wb.
答案：1.08×10－4 Wb
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6第三节 认识磁场
1．(单选)以下说法中正确的是( )
A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B．通电导体与通电导体间的相互作用是通过电场产生的
C．磁极与通电导体间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的
D．磁场和电场是同一种物质
解析：选A.
2．(双选)下列说法正确的是( )
A．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极
B．磁感线可以表示磁场的方向和强弱
C．磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场
D．放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极
答案：BC
3．(单选)关于磁通量，下列说法正确的是( )
A．磁通量不仅有大小而且有方向，是矢量
B．在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈面积大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大
C．磁通量大，磁感应强度不一定大
D．把某线圈放在磁场中的M、N两处，若放在M处的磁通量比在N处的大，则M处的磁感应强度一定比N处的大
解析：选C.磁通量是标量，Φ的大小与B、S均有关，故C正确．
4．(双选)条形磁铁上部一小磁针平衡时N极指向如图1－3－3所示，假定磁铁内部也有一小磁针，平衡时如图所示，则下列说法正确的是( )
图1－3－3
A．磁铁c端是N极，d端是S极
B．磁铁c端是S极，d端是N极
C．小磁针a端是N极，b端是S极
D．小磁针a端是S极，b端是N极
解析：选BD.小磁针静止时N极的指向即为该处的磁场方向，而条形磁铁外部磁感线方向是由N极指向S极，而内部是由S极指向N极，由小磁针静止时N极所指的方向可判定磁铁d端是N极，c端是S极；磁铁内部的小磁针，由内部磁场方向可判定，a端是S极，b端是N极．
5．地球上某地点地磁感应强度B的水平分量Bx＝0.18×10－4 T，竖直分量By＝0.54×10－4 T．求：
(1)地磁场B的大小及它与水平方向的夹角；
(2)在水平面内2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ.
解析：(1)根据平行四边形定则，可知
B＝eq \r(B＋B)＝×10－4 T＝0.57×10－4 T
B的方向和水平方向的夹角(即磁倾角)
α＝arctan＝arctan＝71°34′
(2)题中地磁场竖直分量与水平面垂直，故磁通量
Φ＝B·S＝0.54×10－4×2.0 Wb＝1.08×10－4 Wb.
答案：(1)0.57×10－4 T 71°34′
(2)1.08×10－4 Wb
[课时作业]
一、单项选择题
1．下列关于磁场的说法中，正确的是( )
A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的
C．磁体与磁体之间是直接发生作用的
D．磁场只有在磁体与磁体、磁体与电流发生作用时才产生
解析：选A.磁体与磁体、通电导体与通电导体间、磁体与通电导体间是通过磁场产生相互作用，磁场是一种客观存在的物质，只要磁体或电流存在，其周围一定存在磁场，故A正确，B、C、D错误．
2．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
解析：选C.磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示磁场方向，曲线疏密表示磁场强弱，在磁铁外部磁感线从N极出来进入S极，在磁铁内部从S极到N极，磁感线不相交，故选C.
3．下列说法中不正确的是( )
A．磁体在空间能产生磁场，磁场使磁体间不必接触便能相互作用
B．在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向，就是这一点的磁场方向
C．当两个磁体的同名磁极相互靠近时，两条磁感线有可能相交
D．磁体周围的磁感线都是闭合的曲线
解析：选C.磁体间的作用力是通过磁场传递的，可不用接触便产生相互作用，A对．小磁针静止时北极指向是北极受力方向，所以B对．磁感线是闭合的曲线且不能相交，所以C错，D对．
4．下面是某位同学列出的磁体和磁体、磁体和电流、电流和电流之间相互作用的流程图，其中不正确的是( )
A．磁体——磁场——磁体
B．磁体——磁场——电流
C．电流——电场——电流
D．电流——磁场——电流
解析：选C.磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间的作用力都是通过磁场传递的，所以C错，A、B、D正确．
5．一个蹄形磁铁从中间断开后，每一段磁铁的磁极个数是( )
A．一个 B．两个
C．四个 D．没有
解析：选B.一个磁铁无论断成几段，每一段还是有两个磁极，原因是不存在磁单极子．选项B正确．
6．假设将指南针移到地球球心处，则指南针的指向( )
A．由于地球球心处无磁场，故指南针自由静止方向不确定
B．根据“同名磁极相斥，异名磁极相吸”可判定指南针N极指向地球北极附近
C．根据“小磁针N极受力方向沿该处磁场方向”可判定N极指向地球南极附近
D．地球对指南针通过地磁场作用，但指南针对地球不产生磁场作用
解析：选C.地球内部地磁场的方向是由地理的北极指向南极，故C正确．
7．磁场中任一点的磁场方向规定小磁针在磁场中( )
A．受磁场力的方向
B．北极受磁场力的方向
C．南极受磁场力的方向
D．受磁场力作用转动的方向
解析：选B.磁场中某点磁场方向，我们这样规定：小磁针N极受力方向，小磁针静止时N极指向，磁感线某点切线方向，这三个方向就是磁场方向表达的不同形式，但实质是一样的．
8．如图1－3－4所示，A、B是一条磁感线上的两点，下列关于这两点的磁场强弱判断正确的是( )
图1－3－4
A．A点磁场比B点磁场强
B．B点磁场比A点磁场强
C．因为磁感线为直线，A、B两点磁场一样强
D．条件不足，无法判断
解析：选D.磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线分布越密的地方，磁场越强，磁感线分布越疏的地方，磁场越弱，根据一条磁感线无法看出疏密，因此无法判断磁场强弱，选D.
二、双项选择题
9．关于磁场的下列说法正确的是( )
A．磁场的基本性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用
B．磁场看不见摸不着，实际不存在，是人们假想出来的一种物质
C．磁场是客观存在的，是物质的一种特殊的存在形态
D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无
解析：选AC.磁场是客观存在的一种物质，不以人的意志转移，只不过不同于常见到的分子组成的物体，它看不见，摸不着，但是客观存在的，所以C对，B错，D错．磁场的性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用，A对．
10．如图1－3－5所示是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是( )
图1－3－5
A．图甲中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极
B．图甲中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极
C．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极
D．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极
解析：选AD.图甲是条形磁铁外部磁感线分布示意图，外部磁场的磁感线是从磁铁的N极出来，进入磁铁的S极，故A正确，B错．图乙是两异名磁极间的磁感线分布示意图，磁感线仍然是从N极出来，进入磁铁的S极，故C错，D正确．
三、非选择题
11．磁体的周围存在着磁场，磁场的基本性质是对放入其中的________有力的作用，这种力的作用又是通过________产生的．
答案：磁极或电流 磁场
12．如图1－3－6所示，平面的面积S＝0.6 m2，它与匀强磁场方向垂直，若磁感应强度B＝0.4 T，求通过平面的磁通量．
图1－3－6
解析：由Φ＝BS得Φ＝0.4×0.6 Wb＝0.24 Wb.
答案：0.24 Wb
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6(共23张PPT)
第一章 电与磁
第三节 认识磁场
第一章 电与磁
磁体
介质
电流
电力
磁力
电流
电流
受力
N极
切线方向
磁场强弱
磁感线疏
强弱
方向
B
特斯拉
T
强弱
磁场
大小
方向
相同
等间距
平行异名
内部
乘积
韦伯
韦
Wb
新知初探,自学导引
梳理知识·夯实基础
N
N
甲条形磁铁的磁感线分布
要点突破·思维启动
突破疑难·讲练提升
典题示例·讲练互动
以例说法·触类旁通
