人教版高中物理选修3-1第三章3.3几种常见磁场
(2)2.0×10-4Wb
练习
思考题
如图所示,电流从A点分两路对称地通过
圆环支路再汇合与B点,则圆环中心处o点的
磁感应强度的方向是( )
c
(A)垂直圆环面指向纸内
(B)垂直圆环面指向纸外
I
(C)磁感应强度为零
O
(D)条件不足,无法判断
A
B
练习
5、在某一磁场中放了两个小磁针,发现这两个小
磁针仅在磁场力的作用下成如图所示的平行反
区域内方向是一致且向里的 ( )
A.区域I B.区域Ⅱ
A
C.区域Ⅲ
D.区域Ⅳ
17、在图中,已知磁场的方向,试画 出产生相应磁场的电流方向
X
·
N S
18、有一个垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感 应强度B=0.8T,磁场有明显的圆形边界,圆 心为O,半径为10cm,现于纸面内先后放入 a,b两个圆形线圈,圆心均在O处,a线圈半 径为10cm,b线圈半径为15cm,都为1匝, 问
三、匀强磁场
1、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2、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
3、常见的匀强磁场:
1)、距离很近的两个异名磁极之间的磁场,除 边缘部分外,可以认为是匀强磁场; 2)、通电螺线管内部的磁场 3)、相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电 时,其中间区域也是匀强磁场。
3、单位:在SI制中是韦伯,简称韦,符号Wb 1Wb=1T·m2
4、磁通密度:B=φ/S 含义:磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量
1T=1Wb/m2=1N/A·m
5、磁通量有正负 ——φ为标量
规定:任何一个面都有正反面,若规定磁感线从正 面穿过时磁通量为正值,则当磁感线从反面穿过时磁 通量为负值
度量为为B__的B__S匀_,若强使磁框场架方绕向O垂O直’,则转穿过过60平度面角的则磁穿通过线 框平面的磁通量为_B_S__/_2_,若从初始位置转过90 度角,则穿过线框平面的磁通量为___0__,若从初
始位置转过180度角,则穿过线框平面的磁通量变
化为__2_B__S_
O
O’
13、如图所示,a、b、c三枚小磁针分别
④若磁通量从φ0,变为φt.则 磁通量变化量为 △φ=︱φt- φ0︱
例5、某地地磁场的磁感应强度的水平分量是 3.0×l0-5T,竖直分量是4.0×10-5T,
求:(1)地磁场磁感应强度的大小及方向 (2)在水平面上,面积为5m2的范围内,地磁 场的磁通量
答案:(1)5.0×l0-5T
与竖直方向成37°斜向下(或斜向上)
2、匀强磁场中,当B与S不垂直时 方法一:Φ=BS⊥(S⊥表示该面积在
垂直磁场方向上的投影). 方法二:Φ=B⊥S(B⊥表示该磁场
在垂直该面积方向上的分量).
例4:如图,线圈平面与水平方向成 ,磁感线垂直
向下,设磁感应强度为B,线圈面积为S。
求:穿过线圈的磁通量 大小
S
S
S
B
B
BS BS cos BS B cos • S BS cos
5、环形电流
等效
安培定则: 让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,
伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心 轴线上磁感线的方向。
环形电流的磁场
横截面图
N
S
纵截面图
【例2】在光滑的水平杆上有两个通有同方向
的金属圆环,问:两环将怎样运动?
(回答“靠近”或“远离”) 【答案】靠近
等效
F
A
B
B
规律总结:
【例1】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 ( BC)
(A)向右飞行的正离子束
(B)向左飞行的正离子束
N
(C)向右飞行的负离子束
(D)向左飞行的负离子束
【解析】由磁场方向可以判别电流方向从右至左。 形成电流的可以是正离子,也可以是负离子。
带负电荷
四、安培分子环流假说
1.分子电流假说
任何物质的分子中都存在环形电流——分子电 流,分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。 分子电流实际上是由核外电子绕核运动形成的
2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释:
未被磁化的铁棒
磁化后的铁棒
3.磁现象的电本质:磁铁和电流的磁场本质上都是运 动电荷产生的
注意:在计算磁通量的变化量时,都要先规定磁通量 从哪个方向穿过时为正值。
注意: ①磁通量的正负值并不表示磁通量有方向,也不表示 磁通量的大小。正负号只是为了方便计算区分而引入 的量(比较磁通量大小必去掉符号) ②磁通量与线圈匝数无关 ③若磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁感线 条数为φ1,反向磁感线条数为φ2.则磁通量φ等于穿过 这一平面的磁感线的净条数(磁通量φ1、 φ2的代数 和),即φ=︱φ1- φ2︱
→小磁针指向
【讨论】此题中,各小磁针的指向还满足“同名相斥, 异名相吸”吗?为什么?
练习
1、如图,当电流通过线圈时, 磁针A的N极指向哪里?磁针B的N极指向哪里?
磁针A的N极指向外 I
磁针B的N极指向里
A
B
2、在蹄形铁芯上绕有线圈,如图根据 小磁针的指向,画出线圈的绕线方向.
N
3、假设地球的磁场是由于地球带某 种电荷而又绕地轴自转产生的,你认为 地球带有何种电荷?
A
同向电流相互吸引,异向电流相互排斥
6、通电螺线管磁场
等效
安培定则: 用右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向
跟电流方向一致,大拇指所指的方向就是螺线管 内部磁感线的方向。(大拇指指向螺线管北极)
【例3】将小磁针分别放入A、B、C处时, 问:开关闭合后,小磁针N极的指向?
A
NC
SB
解题思路: 确定电流方向→磁场方向
则φ=______
a
BScosθ
b
B
c θ
d
9、如图有一根直导线上通以恒定电流
I,方向垂直指向纸内且和匀强磁场B
垂直,则在图中圆周上磁感应强度数
值最大的点是()
A
A a点 B b点 C c点 D d点
a
d
b
c
10、 如图所示,两个同心放置的共面金 属圆环a和b,一条形磁铁穿过圆心且与环 面垂 直,则穿过两环的磁通量φa和φb大小 关系为( )
C 磁针指南的一端向东偏转,下列
判断中正确的是 ( ) A.电源的A端是正极.在电源内电流由A流向B B.电源的A端是正级.在电源内电流由B流向A C.电源的B端是正极,在电源内电流由A流向B D.电源的B端是正极,在电源内电流由B流向A
15、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
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
确的是( )
AC
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
16、如图所示,两根非常靠近且互相垂直
的长直导线,当通以如图所示方向的电流时,
电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个
11、如图所示,一矩形线框,从abcd位置移动到
a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情
况下列叙D述正确的是(线框平行于纸面移动)( )
A.一直增先增加后减少
d
c d′
c′
D.先增加,再减少到零,然后再增加,然后再减少
12、如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强
向,则该磁场可能由下列哪些来(
)
ACD
A.条形磁铁 B.两个靠得很近的异名磁极间存在的磁场 C.通电直导线 D.通电螺线管
6、长直螺线管内有一个可自由转动
的小磁针,静止时如图所示,则螺线管中
()
CD
A.一定通有由a到b的电流 B.一定通有由b到a的电 C.可能没有电流流过 D.可能通有由a到b的电流
A
A.均向上,φa>φb B.均向下,φa<φb C.均向上,φa=φb D.均向下,无法比较
磁通量的变化
▪ 磁通量变化Δφ=φ2-φ1是某两个时刻穿过 某个平面S的磁通量之差,即Δφ取决于末状 态的磁通量φ2与初状态磁通量φ1的代数差 。
▪ 磁通量的变化一般有三种形式 1、B不变,有效面积S变化 2、B变化,S不变 3、B和S同时变化
7、面积S=0.5m2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 __0_.2_W__b_;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_____0_
8、如图,线圈平面与水平方向成θ角, 磁感应线竖直向下,设匀强磁场的磁感 应强度为B,线圈面积为S,
4、直线电流 ——安培定则
——以导线上某点为 圆心的同心圆。这些 同心圆都在跟导线垂 直的平面内,分布呈 “中心密,边缘疏”
安培定则: 用右手握住导线,让伸直的 大拇指所指的方向跟电流的 方向一致,弯曲的四指所指 的方向就是磁感线的环绕方 向。
直线电流的磁场的磁感线
俯视图
表示垂直于 纸面向外
I
表示垂直于 纸面向里
A
N
S
条形磁铁
磁感应强度的方向
——曲线上每一点的切线方向 【磁思感考应】强磁度感的应大强小度的大小又该怎么表示?
人教版物理选修3-1第三章磁场:3.4通电导线在磁场中受力
把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来 ,使它的下端 刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成如图所示的电 波,当开关接通后,将看到的现象 是( ) C
A.弹簧向上收缩 B.弹簧被拉长
S
C.弹簧上下振动 D.弹簧仍静止不动
如图所示,导线abc为垂直折线,其中电流为I,ab=bc=L, 导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强 度为B,求导线abc所受安培力的大小和方向.
课堂练习
12、如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的 上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂 直纸面向外的电流,则( ) A A.磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用 B.磁铁对桌面压力减小,受到桌面的摩擦力作用 C.磁铁对桌面压力增大,不受桌面的摩擦力作用 D.磁铁对桌面压力增大,受到桌面的摩擦力作用
则它们的大小关系是(
A. Φ1 > Φ2 > Φ3 C. Φ1 < Φ2 < Φ3
1
2
C)
D. Φ1 < Φ2 = Φ3
3
B. Φ1 > Φ2 = Φ3
N
S
第3章 第4节 通电导线在磁场中受到的力
一、知识回顾
如何描述磁场强弱?
F B IL
(B I )
安培力(Ampere force)的方向
θ
Φ 最大 Φ 较小 Φ=0
思考:哪些情况可以引起磁通量的变化?
c
d b
a
如上图,若磁感应强度为B,面积为S,则以 cd为轴转过900,磁通量怎样变化?转过1800磁通 量怎样变化?
3.如图所示,套在条形磁铁外的三个线圈,其面积
之间的关系为 S1 > S2 = S3 ,且 “3”线圈在磁铁的
3.3 几种常见的磁场 1(人教版选修3-1)
第3章31.关于磁通量的描述,下列说法正确的是()A.置于磁场中的一个平面,当平面垂直于磁场方向时,穿过平面的磁通量最大B.穿过平面的磁通量最大时,该处的磁感应强度一定最大C.如果穿过某一平面的磁通量为零,则该处的磁感应强度一定为零D.将一平面置于匀强磁场中的任何位置,穿过该平面的磁通量总相等解析:磁通量Φ=BS cos θ,其中θ为线圈平面和该平面沿垂直磁场方向的投影面之间的夹角.因此,磁通量为零,磁感应强度不一定为零;磁通量最大,磁感应强度也不一定最大.故只有A正确.答案: A2.(2011·淮安高二检测)关于磁现象的电本质,安培提出了分子电流假说.他提出此假说的背景是()A.安培通过精密仪器观察到分子电流B.安培根据原子结构理论,进行严格推理得出的结论C.安培根据环形电流的磁性与磁铁相似提出的一种假说D.安培凭空想出来的答案: C3.下图表示磁场的磁感线,依图分析磁场中a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大的是()解析:磁感线的疏密可表示磁感应强度的大小.答案:AC4.(2011·福州高二检测)关于电场和磁场,下列说法正确的是()A.我们虽然不能用手触摸到电场的存在,却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱B.电场线和磁感线是可以形象描述场强弱和方向的客观存在的曲线C.磁感线和电场线一样都是闭合的曲线D.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,都是客观存在的物质解析:电场和磁场都是客观存在的物质,电场线和磁感线都是假想的曲线,实际并不存在.电场线和磁感线的最大区别在于:磁感线是闭合的,而电场线不是闭合的.故正确答案为A、D.答案:AD5.如下图所示,两个同心放置且共面的金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直,通过两环的磁通量Φa、Φb比较,则()A.Φa>Φb B.Φa<ΦbC.Φa=Φb D.不能确定解析:磁感线是闭合曲线,在条形磁铁外部从N极到S极,在内部从S极到N极.由于圆环a的面积小于圆环b的面积,因此从外部N极到S极穿过a面的磁感线条数少,而内部从S极到N极的磁感线条数一样,于是穿过a面的总磁通量大,选项A正确.答案: A6.如右图所示为某磁场的一条磁感线,其上有A,B两点,则()A.A点的磁感应强度一定大B.B点的磁感应强度一定大C.因为磁感线是直线,A、B两点的磁感应强度一样大D.条件不足,无法判断解析:由磁场中一根磁感线无法判断磁场强弱.答案: D7.下列说法中正确的是()A.通过某面的磁感线条数为零则此面处磁感应强度一定为零B.空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向C.平行放置的两条形磁铁间异名磁极间的磁场为匀强磁场D.磁感应强度为零,则放在该处的某面通过的磁感线条数一定为零解析:磁感应强度反映磁场的强弱和方向,它的方向就是该处磁场的方向,故B正确;磁感应强度为零,放在该处的某面就无磁感线穿过,故D正确;但是若某面无磁感线穿过,可能磁场很强而平面平行于磁场放置导致磁感线穿过该面的条数为零,所以A错误;两平行放置异名磁极间的磁场不是匀强磁场,近距离两异名磁极间的磁场才是匀强磁场,C 错误.答案:BD8.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 轴负方向解析: 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,在P 点处的磁场方向应该沿y 轴的正方向.答案: A9.如右图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T 的匀强磁场中,以导线截面的中心为圆心,半径为r 的圆周上有a 、b 、c 、d 四个点,已知a 点的实际磁感应强度为零,则下列叙述正确的是( )A .直导线中的电流方向垂直纸面向里B .b 点的实际磁感应强度为 2 T ,方向斜向上,与B 的夹角为45°C .c 点的实际磁感应强度也为零D .d 点的实际磁感应强度跟b 点的相同解析: 由a 点合磁感应强度为零知,该电流在a 点的磁感应强度方向向左,大小为1 T ,由安培定则知A 项对,另由平行四边形定则知B 项也正确.答案: AB10.弹簧测力计下挂一条形磁铁,其中条形磁铁的N 极一端位于未通电的螺线管正上端,如右图所示,下列说法正确的是( )A .若将a 接电源正极,b 接电源负极,弹簧测力计示数将不变B .若将a 接电源正极,b 接电源负极,弹簧测力计示数将增大C .若将b 接电源正极,a 接电源负极,弹簧测力计示数将减小D .若将b 接电源正极,a 接电源负极,弹簧测力计示数将增大解析: a 接正,b 接负――→螺线管安培定则内部磁感线自下而上――→等效上端N 极,下端S 极――→磁极间的相互作用条形磁铁受排斥力―→弹簧测力计示数减小b 接正,a 接负――→螺线管安培定则内部磁感线自上而下――→等效上端S 极,下端N 极――→磁极间的相互作用条形磁铁受吸引力―→弹簧测力计示数增大答案: D11.如下图所示,匀强磁场的磁感应强度B =0.8 T ,矩形线圈abcd 的面积S =0.5 m 2,B 与S 垂直,线圈一半在磁场中,则当线圈从图示位置绕ad 边绕过60°时,线圈中的磁通量为________,在此过程中磁通量的改变量为________;当线圈再绕ad 边转过30°时,线圈中的磁通量为________,在此过程中磁通量的改变量为________.解析: 图示位置的磁通量Φ1=B S 2=0.2 Wb.当线圈从图示位置绕ad 边转过60°时,线圈垂直磁场方向的面积S ⊥=S cos 60°=14 m 2=12S ,恰好都在磁场区域内,所以Φ2=BS ⊥=0.2 Wb ,因此ΔΦ1=Φ2-Φ1=0.当线圈再绕ad 边转过30°时,线圈与磁场方向平行,Φ3=0,此过程中磁通量的改变量为ΔΦ2=|Φ3-Φ2|=0.2 Wb.答案: 0.2 Wb 0 0 0.2 Wb12.已知山东地面处的地磁场水平分量约为3×10-5 T ,某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验.他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上,如下图所示.小磁针静止时N 极指向y 轴正方向,当接通电源后,发现小磁针N 极指向与y 轴正方向成60°角的方向.请在图上标明螺线管导线的绕向,并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小.(保留一位有效数字)解析: 接通电源后,小磁针N 极指向是地磁场和螺线管的磁场的叠加磁场的方向,由此可判定螺线管的磁场在小磁针处方向水平向右,由安培定则判定螺线管导线绕向如图所示.由题意知地磁场水平分量B y =3×10-5 T ,设通电螺线管产生的磁场为B x .由图知B x B y=tan 60°得B x =3×10-5× 3 T ≈5×10-5 T.答案:5×10-5 T。
高二物理选修3-1第三章磁场知识点总结复习
第三章磁场教案3.1 磁现象和磁场第一节、磁现象和磁场1.磁现象磁性:能吸引铁质物体的性质叫磁性.磁体:具有磁性的物体叫磁体.磁极:磁体中磁性最强的区域叫磁极。
2.电流的磁效应磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.(与电荷类比)电流的磁效应:电流通过导体时导体周围存在磁场的现象(奥斯特实验)。
3.磁场磁场的概念:磁体周围存在的一种特殊物质(看不见摸不着,是物质存在的一种特殊形式)。
磁场的基本性质:对处于其中的磁极和电流有力的作用.磁场是媒介物:磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的.磁场对电流的作用,电流与电流的作用,类比于库仑力和电场,形成磁场的概念,磁场虽然看不见、摸不着,但是和电场一样都是客观存在的一种物质,我们可以通过磁场对磁体或电流的作用而认识磁场.4.磁性的地球地球是一个巨大的磁体,地球周围存在磁场———地磁场.地球的地理两极与地磁两极不重合(地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近),其间存在磁偏角.地磁体周围的磁场分布情况和条形磁铁周围的磁场分布情况相似。
宇宙中的许多天体都有磁场。
月球也有磁场。
例1、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、电流与电流的相互作用是通过电场产生的C、磁极与电流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例2、如图表示一个通电螺线管的纵截面,ABCDE在此纵截面内5个位置上的小磁针是该螺线管通电前的指向,当螺线管通入如图所示的电流时,5个小磁针将怎样转动?例3、有一矩形线圈,线圈平面与磁场方向成 角,如图所示。
设磁感应强度为B,线圈面积为S,则穿过线圈的磁通量为多大?例4、如图所示,两块软铁放在螺线管轴线上,当螺线管通电后,两软铁将(填“吸引"、“排斥”或“无作用力”),A端将感应出极。
3。
2 磁感应强度第二节 、 磁感应强度1.磁感应强度的方向:小磁针静止时N 极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向 思考:能不能用很小一段通电导体来检验磁场的强弱呢?2.磁感应强度的大小匀强磁场:如果磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫匀强磁场。
课堂设计14-15物理(人教版)选修3-1配套课件3.3几种常见的磁场
图3-3-6
典例精析
解析:初始位置 Φ1=BS;框架转过 60° 角时 1 Φ2= BS⊥= BScos 60° = BS 2 框架转过 90° 时 Φ3= BS⊥= BScos 90° =0 若规定初始位置磁通量为“正”,则框架转过 180° 角时磁感线从反面穿出,故末态磁通量为“负”,即 Φ4 =- BS 所以 ΔΦ= Φ4- Φ1= (- BS)- BS=-2BS.
典例精析
如图3-3-7所示为某磁场的 一条磁感线,其上有A,B两点,则 ( ) A.A点的磁感应强度一定大 B.B点的磁感应强度一定大
图3-3-7
C.因为磁感线是直线,A,B两点的磁感 应强度一样大 D.条件不足,无法判断 解析:由磁场中一根磁感线无法判断磁场 强弱. 答案:D
典例精析
安培定则的应用 【例2】 如图3-3-8所示,放在通 电螺线管内部中间处的小磁针,静止时 N极指向右,试判定电源的正、负极. 思路点拨:
方向 相 似 点 疏密 特点
磁感线 形象地描述磁场方 向和相对强弱而假 想的线 线上各点的切线方 向即该点的磁场方 向,是磁针N极的 受力方向 表示磁场强弱 在空间不相交、不 中断
电场线 形象地描述电场方向和 相对强弱而假想的线 线上各点的切线方向即 该点的电场方向,是正 电荷受电场力的方向 表示电场强弱 除电荷处外,在空间不 相交不中断 静电场中,电场线始于 正电荷或无穷远处,止 于负电荷或无穷远处, 是不闭合的曲线
典例精析
对磁通量的理解及怎样计算磁通量的 变化? 1.对磁通量的理解 (1)磁通量是穿过某一面积的磁感线条数,是标量.但 是磁通量也有正、负之分,它的正、负号并不表示磁通 量的方向,仅表示磁感线的贯穿方向.一般来说,若磁 感线从线圈的正面穿过,磁通量就为“+”;磁感线从 线圈的反面穿过,磁通量就为“-”,反之亦然. (2)磁感线是闭合曲线(不同于静电场的电场线),所以穿 过任意闭合曲面的磁通量一定为零,即Φ=0.例如一个球 面,磁感线只要穿入球面,就一定穿出球面,穿过磁感 线的净条数为零,即磁通量为零.
人教版高中物理选修3-1:难点_理解【分子电流假说】的主要内容
理解【分子电流假说】的主要内容
制作:华渔学研中心学研二部理综处 时间:2018它们的磁场是否有什么联系?
类比
教学过程
通电螺线管使小磁针发生偏转,对小磁针有力的作用。
通电前
通电后
通过螺线管周围存在磁场。
教学过程
条形磁铁使小磁针发生偏转,对小磁针有力的作用。
放入前
放入后
条形磁铁周围存在磁场。
教学过程
螺线管周围 存在磁场
电流产生磁场
线圈中有电流通过
教学过程
条形磁铁周 围存在磁场
电流产出磁场
磁铁内部存在电流
教学过程
分子电流假说的主要内容:
为了说明磁场都是由运动电荷产生的,安培认为在原 子、分子等物质微粒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一个微小磁 体,它的两侧相当于两个小磁极。
人教版高中物理选修知识点——第三章《磁场》
人教版高中物理选修知识点——第三章《磁场》人教版高中物理选修3-1部分学问点内部资料第三章《磁场》一、磁现象和磁场1)磁体分为自然磁石和人造磁体。
磁体吸引铁质物体的性质叫做磁性。
磁体磁性最强的区域叫做磁极。
同名磁极互相排斥;异名磁极互相吸引。
2)电流的磁效应奥斯特发觉,电流能使磁针偏转,因此,电流就等效成磁体。
3)磁场①磁场与电场一样,都是看不见摸不着,客观存在的物质。
电流和磁体的周围都存在磁场。
①磁体与磁体之间、磁体与电流之间,以及电流与电流之间的互相作用,是通过磁场发生的。
①地球的磁场地球的地理两极与地磁两极并不重合,其间有一个夹角,这就是地磁偏角。
地理南极附近是地磁北极;地理北极附近是地磁南极。
二、磁感应强度B1)物理意义:磁感应强度B 为矢量,它是描述磁场强弱的物理量。
2)方向:小磁针静止时N 极所指的方向或者小磁针N 极的受力方向规定为该点的磁感应强度的方向。
3)大小:ILF B ,单位:特斯拉(T )条件:磁场B 的方向与电流I 的方向垂直。
其中:IL 为电流元,F 为电流元受到的磁场力。
三、几种常见的磁场1)磁感线为了形象地描述磁场,曲线上每一点的切线方向都是该点的磁感应强度B 的方向。
2)安培定则(右手螺旋定则)①第一种描述:对于直线电流,右手握住导线,1、拇指指向电流的方向;2、弯曲的四指指向磁感线的方向。
直线电流的磁感线都是以电流为轴的同心圆,越远离电流磁场越弱。
①其次种描述:对于环形电流,1、弯曲的四指指向环形电流的方向;2、拇指指向环内部的磁感线方向。
环形电流内部的磁场恰好与外部的磁场反向。
3)安培分子电流假说分子电流使每个物质微粒都成为极小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。
安培分子电流假说揭示了磁的电本质。
一条铁棒未被磁化的时候,内部分子电流的取向是杂乱无章的;当分子电流的取向全都时,铁棒被磁化。
磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性。
4)磁通量Φ①定义式:BS =φ,单位:韦伯(Wb )其中:S 为在磁场中的有效面积。
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场3.3几种常见的磁场教学课件(16张PPT)
3. 每年的诺奖季,村上春树都会被预 测为热 门得主 ,曾几 何时, 连声称“喜欢的 日本作 家只有 村上春 树”的 石黑一 雄都已 获奖, 而村上 仍与诺 奖擦肩 而过。
4. 中国正在经历一场从“吃饱”向“ 吃好” 、“吃 健康” 的转变 ,在这 一历史 进程中 ,能否 保证公 众的食 品安全 ,取决 于政府 的执政 水平, 事关老 百姓的 切身利 益。
第三节 几种常见的磁场
一、磁感线
二、电流的磁场
磁感线和电场线有何异同点?
引入 目的
相 疏密 似 意义 点 切线
方向
是否 相交不同点Fra bibliotek磁感线
电场线
磁感线和电场线有何异同点?
引入 目的
相 疏密 似 意义 点 切线
方向
是否 相交
不同点
磁感线
电场线
描述场的强弱和方向
场的强弱
场的方向
否
闭合
不闭合
三、安培分子电流假说
8、横向立意:就是在思考问题的过程 中,思 维顺着 原材料 所告诉 读者的 指向去 考虑。 我们无 论做什 么事, 都不能 脱离实 际。这 种立意 的好处 是能紧 扣材料 的基本 倾向、 主要观 点,因 而不会 出现偏 题、走 题的现 象。
感谢观看,欢迎指导!
断,地球上总体应该是:( )A
A.带负电
B.带正电
C.不带电
D.不能确定
1. 一个情商较高的人,不仅能够妥善 管理自 己的情 绪,还 能够准 确地解 读他人 的情绪 表征, 诸如面 部表情 、肢体 语言等 ,进而 做出恰 当的反 映。
2. 肖邦的创作是如此博大精深,又是 如此有 意识地 自成一 体,因 此,可 以毫无 愧色地 说,他 的艺术 是世界 文化的 不容质 疑的组 成部分 。
高中物理选修三3.3几种常见的磁场
变式训练 1 关于电场线和磁感线的说法,正确的是( ) A.电场线越密的地方,同一电荷的电势能越大 B.电场线方向一定与电荷受力方向相同 C.磁感线起始于 N 极,终止于 S 极;电场线起始于正电荷, 终止于负电荷 D.磁感线是闭合曲线,而静电场中电场线不是闭合曲线
解析:A 错:电场线密的地方电场强度 E 大,电场强度 E 大的 地方电势不一定高,同一电荷的电势能不一定大.
【思考辨析】
(1)用铁屑可以演示磁体周围磁感线的分布,所以磁感线是客观 存在的.( × )
(2)磁感线所指的方向就是磁场的磁感应强度方向.( × ) (3)磁体的磁场和电流的磁场本质是一样的. ( √ ) (4)磁感应强度的单位是 T,也可以是 Wb/m2.( √ ) (5)某平面与磁场平行时,通过它的磁通量为零. ( √ ) (6)磁通量是矢量,其正、负表示磁通量的方向. ( × )
2.磁感线与电场线的比较: (1)从电场、磁场的概念理解两种场的相似点:都是切线表示 方向,疏密程度表示强弱. (2)从两种场线的区别理解两种场的区别:电场线有始终,磁感 线是闭合曲线.
警示 磁感线只是描述磁场的工具,没有磁感线的地方磁场可以照样 存在.磁场中每一点磁场的大小和方向是唯一确定的,所以不存在 磁感线相交的情况.
C 对:对于 U 形螺线管,左端为 S 极,右端为 N 极,故小磁 针 c 的 N 极指向正确.
D 错:对于直导线 AB,左侧磁感线垂直纸面向里,右侧磁感 线垂直纸面向外,因此小磁针 d 的 N 极指向错误.
【答案】 BC
变式训练 3 当导线中分别通以图示方向的电流,小磁针静止 时北极指向读者的是( )
解析:通电直导线电流从左向右,根据右手螺旋定则,则有小 磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里,所以小磁针静止时北极背 离读者,故 A 错误;通电直导线电流竖直向上,根据右手螺旋定则, 磁场的方向为逆时针(从上向下看),因此小磁针静止时北极背离读 者,故 B 错误;环形导线的电流方向如题图 C 所示,根据右手螺 旋定则,则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外,所以小磁 针静止时北极指向读者,故 C 正确;根据右手螺旋定则,结合电流 的方向,则通电螺线管的内部磁场方向由右向左,则小磁针静止时 北极指向左,故 D 错误.
【人教版】选修(3-1)3.3《几种常见的磁场》ppt课件
顺序式 学习
冲刺式 学习
什么是学习力-高效学习必 备习惯
积极 主动
以终 为始
分清 主次
不断 更新
高效学习模型
高效学习模型-学习的完 整过程
方向
资料
筛选
认知
高效学习模型-学习的完 整过程
消化
固化
模式
拓展
小思 考
TIP1:听懂看到≈认知获取;
TIP2:什么叫认知获取:知道一些概念、过程、信息、现象、方法,知道它们 大 概可以用来解决什么问题,而这些东西过去你都不知道;
(图片来自网络)
1 费曼学习法--实操步骤 获取并理解
2 根据参考复述
费
3 仅靠大脑复述
曼
4 循环强化
学
5 反思总结
习
6 实践检验
法
费曼学习法--
实操
第一步 获取并理解你要学习的内容
(一) 理 解 并 获 取
1.知识获取并非多多益善,少而精效果反而可能更好,建议入门时选择一个概念或 知识点尝试就好,熟练使用后,再逐渐增加,但也不建议一次性数量过多(根据自 己实际情况,参考学霸的建议进行筛选); 2.注意用心体会“理解”的含义。很多同学由于学习内容多,时间紧迫,所以更 加急于求成,匆匆扫一眼书本,就以为理解了,结果一合上书就什么都不记得了。 想要理解,建议至少把书翻三遍。
TIP3:认知获取是学习的开始,而不是结束。
为啥总是听懂了, 但不会做,做不好?
高效学习模型-内外脑 模型
2
内脑- 思考内化
思维导图& 超级记忆法& 费曼学习法
1
外脑- 体系优化
知识体系& 笔记体系
内外脑高效学习模型
【高中物理】高中物理(人教版)选修3-1同步教师用书:-第3章-3-几种常见的磁场
3 几种常见的磁场学习目标知识脉络1.知道磁现象的电本质,了解安培分子电流假说.2.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.(重点)3.会用安培定则判断电流的磁场方向.(难点)4.知道匀强磁场、磁通量的概念.(重点)磁感线安培定则[先填空]1.磁感线(1)定义:用来形象描述磁场的强弱及方向的曲线.(2)特点:①磁感线的疏密表示磁场的强弱.②磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向.2.安培定则(1)直线电流的磁场: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,如图3-3-1甲所示.图3-3-1(2)环形电流的磁场: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3-3-1乙所示.(3)通电螺线管的磁场: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内部磁感线的方向,或拇指指向螺线管的N极,如图3-3-1丙所示.3.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部,存在着一种环形电流,即分子电流.分子电流使每个物质微粒都成为小磁体,它的两侧相当于两个磁极.(2)意义:能够解释磁化以及退磁现象,解释磁现象的电本质.(3)磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由电荷的运动产生的.[再判断]1.通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环.(√)2.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的.(×)3.磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断.(√)4.除永久性磁铁外,一切磁场都是由运动电荷产生的.(×)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.(√)[后思考]1.有同学认为磁感线总是从磁体北极指向南极,你认为对吗?【提示】不对,在磁体外部磁感线从磁体北极指向南极,而在磁体内部,磁感线是从南极指向北极.2.怎样可以使磁铁的磁性减弱或失去磁性?【提示】高温或猛烈的撞击可以使分子电流取向变得杂乱无章,从而失去磁性.[合作探讨]如图3-3-2所示,螺线管内部小磁针静止时N极指向右方.图3-3-2探讨1:螺线管内部磁场沿什么方向?螺线管c、d端,哪端为N极?【提示】由c指向d.d端为N极.探讨2:小磁针放在螺线管上方e处,静止时N极指向什么方向?【提示】向左.探讨3:电源的a、b端,哪端为正极?【提示】a端.[核心点击]1.磁感线的特点(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线,实际并不存在.(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱,密集的地方磁场强,稀疏的地方磁场弱.(3)磁感线的方向:磁体外部从N极指向S极,磁体内部从S极指向N极.(4)磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断.(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向.2.磁感线与电场线的比较两种线磁感线电场线相似点引入目的形象描述场而引人的遐想线,实际不存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)不同点闭合曲线不闭合,起始于正电荷,终止于负电荷3.常见永磁体的磁场图3-3-34.三种常见的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垂直于导线的多组同心圆,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极指向S极(1)磁化现象:一根软铁棒,在未被磁化时,内部各分子电流的取向杂乱无章,它们的磁场互相抵消,对外不显磁性;当软铁棒受到外界磁场的作用时,各分子电流取向变得大致相同时,两端显示较强的磁性作用,形成磁极,软铁棒就被磁化了,即磁化的实质是分子电流由无序变为有序.(2)磁体的消磁:磁体受到高温或猛烈撞击状况时,即在激烈的热运动或机械运动影响下,分子电流的取向又会变得杂乱无章,使得磁体磁性消失.1.如图3-3-4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()图3-3-4A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a>B bB.a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a<B bC.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D.a处没有磁感线,所以磁感应强度为零【解析】由题图可知b处的磁感线较密,a处的磁感线较疏,所以B a<B b,故A错,B对;磁感线是闭合曲线,没有起点和终点,故C错;在没画磁感线的地方,并不表示没有磁场存在,故D错.【答案】 B2.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是()【解析】地磁场是从地球的南极附近出来,进入地球的北极附近,除两极外地表上空的磁场都具有向北的磁场分量,由安培定则,环形电流外部磁场方向向北、可知,B正确.A图地表上空磁场方向向南,A错误.C、D在地表上空产生的磁场方向是东西方向,C,D错误.故选B.【答案】 B安培定则记忆口诀“直对直,弯对弯”.即在应用安培定则时,四指始终弯曲,拇指始终伸直,当是直线电流时,拇指指向电流方向,四指指向磁场方向;当是环形电流时,四指弯曲指向电流方向,拇指指向磁场方向.匀强磁场和磁通量[先填空]1.匀强磁场(1)定义:强弱、方向处处相同的磁场.(2)磁感线特点:疏密均匀的平行直线.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Φ=BS.(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B方向的投影面积S′与B的乘积表示磁通量.(3)单位:国际单位制是韦伯,简称韦,符号是Wb,1 Wb=1_T·m2.(4)引申:B=ΦS,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.[再判断]1.在匀强磁场中面积越大,磁通量一定越大.(×)2.磁感应强度等于垂直穿过单位面积的磁通量.(√)3.磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量.(×)4.将一平面置于匀强磁场中的任何位置,穿过该平面的磁通量总相等.(×) [后思考]若通过某面积的磁通量等于零,则该处一定无磁场,你认为对吗?【提示】不对.磁通量除与磁感应强度、面积有关外,还与环面和磁场夹角有关,当环面与磁场平行时,磁通量为零,但仍能存在磁场.[合作探讨]如图3-3-5所示,匀强磁场B0竖直向下,且与平面BCFE垂直,已知平面BCFE的面积为S.图3-3-5探讨1:平面BCFE的磁通量是多大?【提示】B0S.探讨2:平面ABCD的磁通量是多大?【提示】B0S.探讨3:平面AEFD的磁通量是多大?【提示】0.[核心点击]1.磁通量的物理意义:表示磁场中穿过某一平面的磁感线条数,且为穿过的磁感线的净条数.2.磁通量的计算(1)匀强磁场,磁感线与平面垂直时:Φ=BS.(2)匀强磁场,磁感线与平面不垂直时:Φ=BS sin θ,公式中的θ是平面与磁感线的夹角,S sin θ是平面在垂直于磁感线方向的投影面积.3.磁通量的正、负值含义(1)磁通量是标量,但有正、负.若规定磁感线从某平面穿入时,磁通量为正值,则磁感线从该平面穿出时即为负值.(2)若某一平面有正反两个方向的磁感线穿过,穿过正向的磁通量为Φ1,反向的磁通量为Φ2,则穿过该平面的磁通量Φ=Φ1-Φ2.4.磁通量与磁感应强度的关系(1)磁感应强度的另一种定义:由Φ=BS得B=ΦS,此为磁感应强度的另一定义式,表示穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁感线条数,所以B又叫作磁通密度.(2)磁感应强度的另一个单位:由B=ΦS得磁感应强度的另一个单位是Wbm2,且1 T=1 Wbm2=1NA·m.3.如图3-3-6所示,在条形磁铁中部垂直套有A、B两个圆环,设通过线圈A、B的磁通量为ΦA、ΦB,则()【导学号:34522039】图3-3-6A.ΦA=ΦBB.ΦA<ΦBC.ΦA>ΦBD.无法判断【解析】在条形磁铁的周围,磁感线是从N极出发,经外空间磁场由S 极进入磁铁内部.在磁铁内部的磁感线从S极指向N极,又因磁感线是闭合的平滑曲线,所以条形磁铁内外磁感线条数一样多,从下向上穿过A、B环的磁感线条数一样多,而从上向下穿过A环的磁感线多于B环,则从下向上穿过A环的净磁感线条数小于B环,所以通过B环的磁通量大于通过A环的磁通量.【答案】 B4.如图3-3-7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为多少?若使框架绕OO′轴转过60°角,则穿过线框平面的磁通量为多少?若从初始位置转过90°角,则穿过线框平面的磁通量为多少?图3-3-7若从初始位置转过180°角,则穿过线框平面的磁通量变化为多少?【解析】在图示位置时,磁感线与线框平面垂直,Φ=BS.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.Φ=BS⊥=BS·cos 60°=12BS.转过90°时,线框由磁感线垂直穿过变为平行,Φ=0.线框转过180°时,磁感线仍然垂直穿过线框,只不过穿过方向改变了.因而Φ1=BS,Φ2=-BS,ΔΦ=Φ2-Φ1=-2BS.即磁通量变化了2BS.【答案】BS 12BS02BS求ΔΦ的三种方法导致磁通量变化的原因不同,求解磁通量变化量的方法也有差异,常见以下三种情景:(1)磁感应强度B不变,由于有效面积S发生变化导致磁通量变化,这种情况的ΔΦ利用BΔS求解.(2)面积S不变,由于磁感应强度B发生变化导致磁通量变化,这种情况的ΔΦ利用ΔBS求解.(3)磁感应强度B和有效面积S均发生变化,这种情况的ΔΦ=B2S2-B1S1,不能用ΔB·ΔS求解磁通量变化量.高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上,时间就是我们致胜的法宝,与其犹犹豫豫不知如何落笔,倒不如多学习答题技巧。
