1、学习目标(1)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(2)会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向(3)知道磁通量的定义和 BS 的适用条件.知识图解课前自主学习一、磁感线和几种常见的磁场1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跟这点的磁感应强度的方向一致(2)特点：磁感线是为研究磁场方便而假想的具有方向的曲线，实际并不存在磁感线的疏密程度表示磁场强弱，磁场强的地方磁感线密集，磁场弱的地方磁感线稀疏磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向磁感线在空间不能相交，也不能相切和中断磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部
2、由 N极指向 S 极，在磁体内部由 S 极指向 N 极2安培定则电流的磁感线方向可以用安培定则(右手螺旋定则)判断各种电流的磁场磁感线判断方法如下：(1)直线电流：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向如图(甲)(2)环形电流：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(乙)(3)通电螺线管：右手握住螺线管，让弯曲的四指跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部的磁场的方向或者说拇指所指的就是通电螺线管北极的方向如图(丙)二、安培分子电流假说1内容：安培认为，在原子、分子等物质微粒的内
3、部，存在着一种电流，即分子电流分子电流的两侧相当于两个磁极(如图)2分子电流假说意义：能够解释磁化以及退磁现象，解释磁现象的电本质3磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的三、匀强磁场和磁通量1匀强磁场(1)定义：强弱、方向处处相同的磁场(2)磁感线：间隔相同的平行直线(3)实例：距离很近的两个异名磁极间的磁场，相隔适当距离的两平行放置的通电线圈，其中间区域的磁场都是匀强磁场2磁通量(1)定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积 S 的乘积，即 S.(2)拓展：磁场 B 与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积 S与 B 的乘积表示磁通量(3
4、)单位：国际单位制中单位是韦伯，简称韦，符号是 Wb,1 Wb1_Tm2.(4)引申：BS，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度 B 又叫磁通密度判一判：(1)磁感线是闭合的曲线，没有起始终了的位置()(2)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的()(3)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环()(4)通 电 螺 线 管 周 围 的磁 场 类 似 于条 形 磁 体 周 围 的 磁场()(5)一般的物体不显磁性是因为物体内的分子电流取向杂乱无章()(6)大小恒定的匀强磁场中，平面面积越大，穿过平面的磁通量一定越大()(7)线圈平面与磁场方向平行时，磁通量 0.()课堂互动探
5、究知识点一 对磁感线的理解1磁感线特点(1)磁感线是假想的，不是真实存在的线(2)磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场方向(3)磁感线是闭合曲线(4)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱(5)磁感线不能相交或相切2磁感线与电场线的比较 1关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是正确的()A磁感线总是从磁体的 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 N 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，磁感线是闭合曲线，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 是不正确的通电螺线内
6、部的磁感线和条形磁铁相似，是由 S极到 N 极的，即其内部磁场方向也是从 S 极指向 N 极，所以放在其中的小磁针 N 极必然指向磁场方向，即螺线管的 N 极，故选项 B 正确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 不正确答案：BC变式训练1关于磁感线与电场线的描述，下列说法正确的是()A电场线起始于电荷，磁感线起始于磁极B静电场电场线一定不闭合，磁感线一定是闭合的C磁感线是小磁针在磁场力作用下的运动轨迹D沿磁感线方向磁场逐渐减弱解析：磁感线是假想的线，没有起点也没有终点，是闭合的曲线，磁感线的
7、疏密表示磁场强弱静电场中的电场线不是闭合的曲线，始于正电荷(或无穷远)，止于无穷远(或负电荷)答案：B2(多选)磁场中某区域的磁感线如图所示，a、b、c、d、e是磁场中的 5 个点，其中 c、d 两点关于直线对称，下面说法正确的是()A这 5 个位置中，e 点的磁感应强度最大Ba 点没有磁感线穿过，所以 a 点磁感应强度一定为零Cc、d 两点关于直线对称，所以 c、d 两点磁感应强度方向相同Db、e 两点在同一直线上，所以 b、e 两点磁感应强度方向相同解析：从磁感线分布情况看，e 点位置的磁感线分布最密集，磁感应强度最大，A 正确；a 处磁感线相对其他位置比较稀疏，a 处磁感应强度较小，但并
8、不是零，B 错误；在 c、d 两点的切线方向表示 c、d 点的磁感应强度方向，所以 c、d 两点磁感应强度方向并不相同，C 错误；b、e 两点的切线在同一直线上，所以 D正确答案：AD误区警示：认识磁感线的两个误区：(1)在没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在(2)若多个磁体或电流的磁场在空间某区域叠加，磁感线描述的是叠加后的磁场的磁感线分布情况，不能认为该区域有多条磁感线相交知识点二 利用安培定则判断电流的磁场1常见电流的磁场安培定则立体图横截面图纵截面图 直线电流以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱 环形电流内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 通电螺线管内部为匀强磁
9、场且比外部强，方向由 S 极指向 N 极；外部类似条形磁铁，由 N 极出发回到 S 极2.安培定则中的“因果”关系(1)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(2)在判定环形电流磁场方向时，四指指“原因”电流方向，拇指指“结果”环内沿中心轴线的磁感线方向2如下图所示，a、b 是直线电流的磁场，c、d 是环形电流的磁场，e、f 是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向解析：根据安培定则，可以确定 a 中电流方向垂直纸面向里，b 中电流方向从下向上，c 中电流方向沿逆时针，d 中磁感线方向向下，e 中磁感线方向向左
10、，f 中磁感线方向向右答案：如图所示3如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的 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解析：由安培定则分别画出两直导线在 a、b、c、d、O 点的磁场方向，如图所示由平行四边形定则可得：O 点的磁感应强度不为零，选
11、项 A 错误；a、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，选项 B 错误；c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向均竖直向下，选项 C 正确；a、c 两点处磁感应强度的方向都竖直向下，方向相同，选项 D 错误答案：C变式训练 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或电流方向解析：如果已知电流的方向，可用安培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 极所指方向就是磁场方向答案：用安培定则来判断，分别如图所示反思总结(1)磁感应强度为矢量，空间某点的磁感应强度为各场源在此点产生的磁感应强度的矢量和(2)
12、当小磁针处于磁体产生的磁场，或环形电流、通电螺线管外部时，可根据同名磁极相斥，异名磁极相吸来判断小磁针的受力方向(3)当小磁针处于直线电流的磁场中，或处于环形电流、通电螺线管内部时，应该根据小磁针 N 极所指方向与通过该点的磁感线的切线方向相同来判断小磁针的受力方向知识点三 磁通量的理解和计算1磁通量的计算(1)公式：BS.适用条件：匀强磁场；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 BS中的 S 应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积如果磁场 B 不与我们研究的对象垂直，例如图中的 S，则有SScos，BScos式中 Scos 即为面积 S 在垂直于磁感线方向上的
13、投影，我们称为“有效面积”2磁通量的正、负(1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为 1，反向磁通量为 2，则穿过该平面的磁通量 12.3磁通量的变化量 21(1)当 B 不变，有效面积 S 变化时，BS.(2)当 B 变化，S 不变时，BS.(3)B 和 S 同时变化，则 21.44如图所示的磁场中垂直磁场放置两个面积相同的闭合线圈S1(左)、S2(右)，由图可知穿过线圈 S1、S2 的磁通量大小关系正确的是()A穿过线圈 S1 的磁通量比较大B穿过线圈 S2 的磁通量比较大C
14、穿过线圈 S1、S2 的磁通量一样大D不能比较解析：穿过线圈 S1 的磁感线条数多，故穿过线圈 S1 的磁通量比较大答案：A5(多选)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的情况是()A如图位置时等于 BSB若使框架绕 OO转过 60角，磁通量为12BSC若从初始位置转过 90角，磁通量变化为零D若从初始位置转过 180角，磁通量变化为零解析：如题图位置时，磁感线与框架平面垂直，BS，A正确；当框架绕 OO轴转过 60时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示，所以 BSBScos6012BS，B正确；转过 90时，框架由与磁感线垂直穿
15、过变为平行，穿过框架的磁通量变化了 BS，C 错误；框架转过 180时，磁感线仍然垂直穿过框架，只不过穿过方向改变了，因而 1BS，2BS，|21|2BS，D 错误答案：AB误区警示,应用公式 BS 的两点注意：(1)磁通量 BS 的 S 是指闭合回路的有效面积(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响同理，磁通量的变化量也不受线圈匝数的影响所以，直接用公式时，不必考虑线圈匝数变式训练 如图所示，在条形磁铁外套有 A、B 两个大小不同的圆环，穿过 A 环的磁通量 A 与穿过 B 环的磁通量 B 相比较()AAB BAB.故 A 正确，B、C、D 都错误答案：A随堂达标演练
16、 1.如图所示表示蹄形磁铁周围的磁感线，磁场中有 a、b 两点，下列说法正确的是()Aa、b 两处的磁感应强度的大小不等，BaBbBa、b 两处的磁感应强度的大小不等，BaBbC蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的 N 极，终止于蹄形磁铁的 S 极Da 处没有磁感线，所以磁感应强度为零答案：B2如图所示，一个面积为 S 的矩形线圈 abcd 静止在倾角为 的斜面上，整个装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中要使通过线圈的磁通量 最大，则磁感应强度的方向可能为()A竖直向上 B垂直斜面向上C平行斜面向上D水平向左解析：根据公式 BS，当线圈所在平面和磁场垂直时，磁通量最大，选项 B 正确答案：B3下
17、列各图中，由电流产生的磁场方向正确的是()解析：A 图中，电流方向向上，由安培定则可知，磁感线应与图示方向相反，故选项 A 错误；B 图中，由安培定则可知，线圈内磁场方向向外，则线圈外磁场方向向里，由此可知选项 B正确；C 图中线圈中电流由左侧流入，右侧流出，由安培定则可知线圈内磁场方向向下，故选项 C 错误；D 图中电流由上侧流入，由安培定则可知，内部磁感线向左，故选项 D 错误答案：B4如图所示，a、b、c 三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当这些小磁针静止时，小磁针 N 极的指向是()Aa、b、c 均向左Ba、b、c 均向右Ca 向左，b 向右，c 向右Da 向右，b 向左
18、，c 向右解析：小磁针静止时 N 极的指向与该点磁感线方向相同，如果 a、b、c 三处磁感线方向确定，那么三枚小磁针静止时 N极的指向也就确定所以，只要画出通电螺线管的磁感线如图所示，即可知 a 磁针的 N 极在左边，b 磁针的 N 极在右边，c 磁针的 N 极在右边答案：C5两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边ABC 的 A 和 B 处，如图所示两通电导线在 C 处产生磁场的磁感应强度大小都是 B，则 C 处磁场的磁感应强度大小是()A0 BBC.3BD2B解析：根据安培定则可知，导线 A、B 在 C 处产生的磁场方向如图所示，根据平行四边形定则可知，C 处的总磁感应强度为B 总2Bcos30 3B，选项 C 正确答案：C