1、 3几种常见的磁场3几种常见的磁场3几种常见的磁场 教学目标教学目标1知道磁感线2知道几种常见磁场的磁感线的空间分布情况3会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向4了解安培分子电流假说5理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场3几种常见的磁场 重点难点重点安培定则的得出与应用难点 安培定则的得出重点难点3几种常见的磁场 教学建议磁场的概念比较抽象，应对几种常见的磁场加以了解、认识，学好本节内容对后面的磁场力的分析至关重要磁场概念比较抽象，学生对此难以理解，但前面已经学习过了电场，可采用类比的方法引导学生学习教学建议3几种常见的磁场 新课导入导入一引入新课教师：电场可以用电场线形象地
2、描述，磁场可以用什么来描述呢？学生：磁场可以用磁感线形象地描述教师：那么什么是磁感线？又有哪些特点呢？这节课我们就来学习有关磁感线的知识新课导入3几种常见的磁场 新课导入导入二引入新课要点：磁感应强度B的大小和方向启发学生思考电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？学生答磁场可以用磁感线形象地描述(老师)类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向，同样，也可以用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向.3几种常见的磁场 知识必备知识必备 知识点一 磁感线1磁感线是为了形象地描述磁场而引入的，磁感线是使曲线上每一点的_方向都与该点的磁感应强度的方向一致的、假想的闭合曲线2磁感线的基本特性
3、(1)磁感线的_表示磁场的强弱(2)磁感线上某点的切线方向表示该点_的方向(3)磁感线是不相交的闭合曲线；在磁体外部，从N极指向S极，在磁体内部，由S极指向N极切线疏密磁场 3几种常见的磁场 知识必备 知识点二 安培定则(又称右手螺旋定则)1安培定则是用来确定_周围磁场方向的定则2安培定则应用方法(1)直线电流周围的磁场方向如图331所示，用_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环绕的方向直线电流周围的磁感线环绕情况如图332所示电流右手弯曲的四指3几种常见的磁场 知识必备3几种常见的磁场 知识必备(2)环形电流和螺线管周围的磁场方向如图333所示，让右手_跟
4、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的轴线上磁感线的方向弯曲的四指右手弯曲的四指3几种常见的磁场 知识必备知识点三 其他常见的磁场1一对条形磁铁的磁场分布2匀强磁场：如果某个区域里磁感应强度处处_相等，且方向_，这个区域里的磁场就叫作匀强磁场大小相同3几种常见的磁场 知识必备知识点四 磁通量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，则B与S的乘积叫作穿过这个面积的_，简称磁通2定义式：BS.3单位：_，简称韦，符号Wb，1 Wb1 Tm2.4磁通量是_，但是有正负5磁通密度即磁感应强度BS.磁通量韦伯标量3几种常见的磁场 学习互动 考点一 安
5、培定则的应用想一想 大家已经知道，磁体、电流都可以产生磁场，那么这些磁场是如何分布的？我们需要分析磁场的强弱和方向，而磁场却看不见、摸不着，我们又该如何去研究呢？学习互动 要点总结 通电直导线在其周围产生的磁场不是均匀分布的，垂直于直导线方向，离直导线越远，磁场越弱，反之则越强 螺线管是由多个环形电流串联而成的，所以通电螺线管的磁场方向与环形电流的磁场方向的确定方法是相同的 通电螺线管外部跟条形磁铁外部的磁场分布情况相似，两端分别为N极和S极由于磁感线是闭合曲线，故螺线管内部的磁感线方向是由S极指向N极3几种常见的磁场 学习互动 例1 已知电流产生的磁场的磁感线方向或N、S极，请你在图335上
6、标出电流方向3几种常见的磁场 学习互动 如图所示 解析 根据安培定则，各图中的电流方向如图所示3几种常见的磁场 学习互动 例1 如图336所示，两根长直通电导线互相平行，电流方向相同它们的截面处于一个等边三角形ABC的A和B处两通电导线在C处的磁场的磁感应强度的值都是B，则C处磁场的总磁感应强度的大小和方向是()AB，竖直向上 BB，水平向右 C.B，水平向右 D.B，竖直向上3几种常见的磁场 学习互动 C解析 由安培定则可判断出它们在C处的磁场分别垂直于AC和BC，如图所示由矢量叠加原理可求出C处磁场的总磁感应强度的大小为3B，方向水平向右3几种常见的磁场 学习互动 考点二 磁通量的有关计算
7、 想一想 在同一磁场里，不同的截面，通过的磁感线的条数怎么表示？3几种常见的磁场 学习互动 要点总结 磁通量的正负是这样规定的：任何一个面都有正面和反面，若规定磁感线从正面穿入为正磁通量，则磁感线从反面穿入时磁通量为负值 磁通量的正负既不表示大小，也不表示方向，仅是为了计算方便而引入的 计算磁通量时，除了要注意正负之外，还应注意以下几点：3几种常见的磁场 学习互动(1)如 图 337所 示，若 闭 合 电 路 abcd和ABCD所在的平面均与匀强磁场B垂直，面积分别为S1和S2，且S1大于S2，但磁场区域恰好只有ABCD那么大，那么，穿过S1和S2的磁通量是相同的，因此BS中的S是指包含磁场的
8、那部分有效面积3几种常见的磁场 学习互动(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是说磁通量大小不受线圈匝数的影响，同时磁通量的变化量21也不受线圈匝数的影响(3)当平面与磁感应强度方向不垂直时的计算方法：一种方法是：将与平面夹角为的磁感应强度分解为平行于平面的分量和垂直于平面的分量，如图338所示，由于平行于平面的分量并不穿过平面，所以磁通量在数值上等于垂直于平面的分量与面积的乘积，Bsin SBSsin.3几种常见的磁场 学习互动 另一种方法是：不分解磁感应强度，而将与磁感应强度夹角为的平面的面积在磁感应强度的方向上作投影，磁通量数值上等于磁感应强度与投影面积的乘积，BSBSsin.不管用哪种方法
9、来计算磁通量的值，必须保证BS中的磁感应强度与平面垂直3几种常见的磁场 学习互动 例3 两线圈A、B同心放置且半径RARB，将一条形磁铁置于两线圈圆心处且与线圈平面垂直，如图339所示，则穿过A、B两线圈的磁通量的大小关系为()AAB BAB CAB D无法确定3几种常见的磁场 学习互动 C解析 磁通量可形象地理解为穿过某一面积里的磁感线的条数，而沿相反方向穿过同一面积的磁通量为负本题中，条形磁铁内部的所有磁感线由下往上穿过A、B两个线圈，而在条形磁铁的外部，磁感线将由上向下穿过A、B两个线圈，不难发现，由于A线圈的面积大，那么向下穿过A线圈的磁感线多，即磁通量抵消多，这样穿过A线圈的磁通量反
10、而小3几种常见的磁场 学习互动 例4 (多选)图3310为两个同心金属圆环，当有一匀强磁场垂直穿过A环面时，A环面磁通量为1，此时B环磁通量为2.若将其间的匀强磁场改为一条形磁铁，该磁铁垂直穿过圆环面，此时A环面磁通量为3，B环面磁通量为4.下列有关磁通量大小的说法，正确的是()A12 B12 C34 D343几种常见的磁场 学习互动 BC解析 磁通量定义为穿过某一面积的磁感线的条数又因磁感线是闭合曲线，当条形磁铁垂直穿过A环面时，在B环中来回抵消的磁感线多于A环面，故选项B、C正确3几种常见的磁场 学习互动3几种常见的磁场 备用习题备用习题1(多选)关于磁感线的概念，以下说法中正确的是()A
11、磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度B的方向B磁场中两条磁感线不可能相交C磁感线从磁铁的N极发出，终止于磁铁的S极上，是一条不封闭的曲线D铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是实际存在的磁感线3几种常见的磁场 备用习题解析 AB根据磁感线的定义可知，磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度B的方向，选项A正确；磁感线的切线方向表示该点磁场的方向，若磁感线相交，则同一点的切线方向有两条，这与磁场的实际情况不符，选项B正确；磁感线是没有起点和终点的闭合曲线，选项C错误；磁感线并不是实际存在的曲线，选项D错误3几种常见的磁场 备用习题2有一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上的
12、P点所产生的磁场方向是沿()A沿y轴正方向 B沿y轴负方向C沿z轴正方向 D沿z轴负方向3几种常见的磁场 备用习题解析 A由于电子流沿x轴正方向高速运动，所形成的等效电流沿x轴负方向由安培定则可得，电子流在P点处产生的磁场方向应该沿y轴正方向选项A正确3几种常见的磁场 备用习题3两个相同的绝缘导线环环面垂直放置，若通以如图所示的电流，则球心处的磁感应强度B的方向()A沿纸面向上B沿纸面向下C穿入纸内斜向下D垂直纸面向内3几种常见的磁场 备用习题解析 C球心处的磁感应强度为两个圆环电流所产生的磁场的合磁感应强度，其中竖直圆环产生的磁场的方向垂直于纸面向里，水平圆环产生的磁场的方向竖直向下，选项C
13、正确3几种常见的磁场 备用习题4如图所示，两根互相平行的长直导线分别过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()AO点处的磁感应强度为零Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同Da、c两点处磁感应强度的方向不同3几种常见的磁场 备用习题3几种常见的磁场 备用习题解析 C由安培定则可知，两导线在O点产生的磁场均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，选项A错误；由安培定则可知，两导线在
14、a、b两处产生磁场的方向均竖直向下，由于对称性，电流M在a处产生磁场的磁感应强度等于电流N在b处产生磁场的磁感应强度，同时电流M在b处产生磁场的磁感应强度等于电流N在a处产生磁场的磁感应强度，所以a、b两处磁感应强度的大小相等、方向相同，选项B错误；根据安培定则，两导线在c、d两处产生的磁场的方向垂直于c、d两点与导线的连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度的大小相等，由平行四边形定则可知，c、d两点处的磁感应强度的大小相等、方向相同，选项C正确；a、c两处磁感应强度的方向均竖直向下，选项D错误3几种常见的磁场 备用习题5如图所示，匀强磁场的磁感强度为B2.0 T，方向沿z轴正方向，且ab40
15、 cm，bc30 cm，ae50 cm，则通过面积S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量1、2、3分别是_、_、_3几种常见的磁场 备用习题答案 00.18 Wb0.18 Wb解析 因abcd与磁场平行，故10；befc与磁场垂直，又ab40 cm，ae50 cm，根据勾股定理可得be30 cm，则2BS22.00.30.3 Wb0.18 Wb；因aefd在垂直z轴方向的投影为S2，所以320.18 Wb.3几种常见的磁场 自我检测自我检测1(电流的磁场分布)图3311为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是()A BC D C解析 由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方
16、向，正确，错误和为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出错误，正确正确选项为C.3几种常见的磁场 自我检测2(磁通量的变化)如图3312所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由平移到，第二次将金属框绕cd边翻转到，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为1和2，则()A12B12C12D不能判断3几种常见的磁场 自我检测3几种常见的磁场 自我检测3(安培定则应用)通电螺线管内有一在磁场力作用下静止的小磁针，磁针指向如图3313所示，则()A螺线管的P端为N极，a接电源的正极B螺线管的P端为N极，a接电源的负极C螺线管的P端为S极，a接电源的正极D螺线管的P端为S极，a接电源的负极3几种常见的磁场 自我检测3几种常见的磁场 自我检测4(磁感应强度的叠加)如图3314所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流 I1和I2，且I1I2，M为导线某一横截面所在平面内的一点，且M点到两导线的距离相等，图中有四个不同的方向a、b、c和d，则M点的磁感应强度的方向可能为图中的()Aa方向 Bb方向Cc方向 Dd方向3几种常见的磁场 自我检测 C解析 直线电流周围的磁感应强度随电流的增大而增大，随距直线电流距离的增大而减小，结合平行四边形定则，可知C选项正确3几种常见的磁场 自我检测
