第3 4节几种常见的磁场通电导线在磁场中受力.doc

选修模块3-1第三章第3节第三节 几种常见的磁场年级：高二 编写人：赵中凡 审核：高二物理组一、学习目标1、知道磁感线及几种常见磁场磁感线的空间分布情况，知道磁通量；2、会用安倍定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向；3、 了解安倍分子电流假说； 二、重难点点拨 会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向，能正确理解磁通量的概念并能进行有关计算（一）磁感线思考：通过上节课的学习我们已经知道在磁场中的每一点，磁感应强度的B都有一定的方向，那么我们如何描述磁感应强度的方向呢？（可以类比前面我们学过的电场的描述并结合课本图3.3-1）小结：1、磁感线的定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，使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、磁感线的特点：磁感线是为了形象地描述磁场而假想出来的一系列有方向的曲线，实际并不存在；磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密集的地方表示磁场越强，越稀疏的地方表示磁场越弱；磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向；磁感线是闭合的，在磁体外部由N极指向S极，在内部由S极指向N极，任意两条磁感线不相交、不相切、不中断；3、比较磁感线和电场线（二）几种常见的磁场的磁感线1、 条形磁铁和蹄形磁铁磁场的磁感线（如图）外部从N到S，内部从S到N形成闭合曲线2、 通电直导线周围的磁场（1）安倍定则：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。这个规律也叫右手螺旋定则（2）磁感线分布：（3）通电直导线周围的磁场的特点：通电直导线周围的磁场是无磁极的非均匀磁场；通电直导线周围的磁场的磁感线是以直导线上各点为圆心的同心圆，并且都在与导线垂直的平面上；通电直导线周围的磁场的磁感线越靠近直导线越密集，越远离直导线越稀疏；3、 环形电流的磁场处理方法：环形通电导线可以等效为无数段通电直导线，所以环形电流的磁场可以用通电直导线周围的磁场来判断，也可以根据安倍定则直接判断用安倍定则判断：让右手弯曲的四指所指的方向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。环形电流磁场的磁感线特点：环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形电流的闭合曲线，在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线平面垂直；环形电流的磁场类似于条形磁铁的磁场；由于环形电流的磁场的磁感线均为闭合曲线，所以环内磁感线条数与环外磁感线条数相等，故环内磁场强，环外磁场弱；4、 通电螺线管的磁场判断方法：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指的方向与电流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管中心轴线上磁感线的方向。通电螺线管的磁场特点：通电螺线管的磁场可以认为是很多环形电流的磁场的叠加；通电螺线管的磁场的磁感线分布与条形磁铁的磁场的磁感线分布十分相似；通电螺线管内（除边缘外）可视为运强磁场，管外是非匀强磁场；5、匀强磁场 磁场强弱、方向处处相同的磁场 匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线（三）安倍分子电流假说思考：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场是否有什么联系？1、 安倍分子电流假说的建立为了说明磁场都是有电荷运动产生的，安倍认为，在院子分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，微粒的两侧相当于两个磁极，并且这两个磁极跟分子电流不可分割的联系在一起。2、用安倍分子电流假说解释一些现象（1）为什么有些物质有磁性、有些物质没有磁性？（2）为什么有些本来没有磁性的物质有的可以被磁化？本来有磁性的物质在高温或者受到猛烈撞击时会失去磁性（退磁）？（3）磁现象的电本质是什么？（四）磁通量1、定义：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，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用字母表示磁通量。2、表达式：在匀强磁场中，公式为 =BS（S表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面积）在国际单位制中单位是：韦伯（Wb）对磁通量的理解：磁通量为标量，但有正负，其正负不表示方向，仅表示磁感线的贯穿方向（即从哪个面穿入，从哪个面穿出）若两个面同时都有穿入则总的磁通量应该等于二者代数和（要带正负号）磁感应强度为描述磁场强弱的物理量，是指空间某点垂直于磁场方向单位面积的磁感线条数，因此又叫磁通密度。磁通量变化的三种类型：B变，S不变；S变，B不变；S和B都变化课堂练习1、一细长的小磁针，放在一螺线管的轴线上，N 极在管内，S 极在管外。若此小磁针可左右自由移动，则当螺线管通以图所示电流时，小磁针将怎样移动？ 2、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是 （ ）A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束3、如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿y轴正向运动，则由此产生的在z轴上A点和x轴上B点的磁场方向是（ ）A.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴负方向B.A点磁场沿x轴负方向，B点磁场沿z轴正方向C.A点磁场沿z轴正方向，B点磁场沿x轴负方向D.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴正方向4、如图所示，弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是（ ）A.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将减小B.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将增大C.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将增大D.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将减小5、关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是（ ）A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此，任何磁体都不会失去磁性6、面积 S0.5m2的闭合金属圆线圈处于磁感应强度 B=0.4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是_；当金属圆环转过90，环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量是_7、某地地磁场的磁感应强度竖直分量是4.010-5T，在水平面上，面积为5m2的范围内，地磁场的磁通量_Wb。8、如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1S2= S3，且 “3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为1、2、3则它们的大小关系是 A、123 B、12=3 c、123 D、12=3