(共23张PPT)
第三节 几种常见的磁场
学习目标:1.了解安培分子电流假说.
2.知道磁感线,知道几种特殊磁场的磁感线分布,会用安培定则判断电流的磁场方向.
3.知道磁通量.
重点难点:会用安培定则判断磁感线方向,能计算磁通量的大小.
易错问题:计算磁通量Φ=BS时,B与S应垂直.
一、磁感线
为了描述磁场,在磁场中画出的一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁感应强度的方向一致,这样的曲线叫做磁感线.
二、几种常见的磁场
通电直导线周围的磁场、环形电流的磁场和通电螺线管的磁场,磁感线的方向都可以用 判定.
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, 所指的方向就是磁感线的环绕方向,示意图如图3-3-1甲所示:
图3-3-1
弯曲的四指
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,示意图如图乙所示.
3.右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致,拇指所指的方向就是螺线管 磁感线的方向,或拇指指向螺线管的N极,示意图如图丙所示.
内部
1.沿磁感线的方向,磁场是减弱吗?
【思考·提示】 1.磁感线的方向与磁场的强弱没有关系,所以无法判定磁场是否减弱.
三、安培分子电流假说
1.安培认为,在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流—— ,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.
2.磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由 产生的.
分子电流
分子
电流
四、匀强磁场
1.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,两个平行放置的通电线圈,其中间区域的磁场都是匀强磁场.
2.匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的
强弱
方向
平行直线
.
五、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.
2.公式:Φ= .
3.单位:1 Wb=1 T·m2.
4.从Φ=BS可得 ,因此
磁感应强度B又叫做 .
垂直
BS
磁通密度
2.磁通量大,磁感应强度一定大吗?
【思考·提示】 2 . 不一定
一、几种常见磁场的磁感线分布
1.如图3-3-2所示为条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线.
图3-3-2
2.如图3-3-3所示为直线电流形成磁场的磁感线.
图3-3-3
图中的“×”号表示磁场方向垂直进入纸面,“·”号表示磁场方向垂直离开纸面.
3.如图3-3-4所示为环形电流形成磁场的磁感线.
图3-3-4
4.如图3-3-5所示为通电螺线管形成磁场的磁感线.
图3-3-5
1.注意整体掌握磁体周围磁感线的分布情况,特别是疏密和方向变化情况.
2.通电螺线管内部的磁场磁感线的方向是由“S”极指向“N”极.
二、电场线与磁感线的比较
电场线 磁感线
相
似
点 引入目的 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
相交 不能相交(电场中无电荷空间不相交)
不同点 起始于正电荷,终止于负电荷 闭合曲线
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.
三、对磁通量的理解
1.磁通量的定义
公式Φ=BS中的B应是匀强磁场的磁感应强度,S是与磁场方向垂直的面积,因此可以理解为Φ=BS⊥.如果平面与磁场方向不垂直,应把面积S投影到与磁场垂直的方向上,求出投影面积S⊥,代入到Φ=BS⊥中计算,应避免硬套公式.
2.磁通量是标量,但有正负,当磁感线从某一平面上穿入时,磁通量为正值,穿出时即为负值.
3.磁通量的变化ΔΦ=|Φ2-Φ1|
(1)当B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=|B·ΔS|;
(2)当B变化,S不变时,ΔΦ=|ΔB·S|;
(3)B和S同时变化,则ΔΦ=|Φ2-Φ1|.
1.平面S与磁场方向不垂直时,要把面积S投影到与磁场垂直的方向上,即求出有效面积.
2.可以把磁通量理解为穿过面积S的磁感线的净条数.相反方向穿过面积S的磁感线可以互相抵消.
3.当磁感应强度和回路面积同时发生变化时,ΔΦ=Φt-Φ 0,而不能用ΔΦ=ΔB·ΔS计算.
4.当面积S转过180°时,磁通量的变化量ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BS.