第三节几种常见的磁场教学目标知识与技能1.知道什么叫磁感线。
2.知道几种常见的磁场(条形、蹄形,直线电流、环形电流、通电螺线管)及磁感线分布的情况3.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。
4.知道安培分子电流假说,并能解释有关现象5.理解匀强磁场的概念,明确两种情形的匀强磁场6.理解磁通量的概念并能进行有关计算重点与难点1.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.2.正确理解磁通量的概念并能进行有关计算(一)复习引入要点:磁感应强度B的大小和方向。
1、电场可以用电场线形象地描述,磁场可以用什么来描述呢?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(二)新课讲解1.磁感线(1)磁感线的定义2)特点:①引入磁感线的目的:②磁感线是闭合曲线,其方向③任意两条磁感线不相交。
④可以表示磁场的方向。
⑤可以表示磁感应强度的大小。
演示:用铁屑模拟磁感线的形状,加深对磁感线的认识。
同时与电场线加以类比。
注意:①磁场中并没有磁感线客观存在,而是人们为了研究问题的方便而假想的。
②区别电场线和磁感线的不同之处:电场线是不闭合的,而磁感线则是闭合曲线。
2.几种常见的磁场2、几种常见的磁场:1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线:ABC2)直线电流的磁场的磁感线:安培定则3)环形电流的磁场的磁感线:安培定则4)通电螺线管的磁场的磁感线3、磁感线的特点①用铁屑模拟磁感线的演示实验,使学生直观地明确条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电环形电流、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)各自的磁感线的分布情况(磁感线的走向及疏密分布)。
②展示:条形磁铁(图1)、蹄形磁铁(图2)、通电直导线(图3)、通电环形电流(图4)、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁) (图5)、※辐向磁场(图6)。
II(1)条形、蹄形磁铁,同名、异名磁极的磁场周围磁感线的分布情况(图1、图2)(2)电流的磁场与安培定则总结:①直线电流周围的磁场及特点,方向的判定②环形电流的磁场及特点,方向的判定③通电螺线管的磁场及特点,方向的判定④电流磁场(和天然磁铁相比)的特点:可由通断电来控制;极性由电流方向变换;磁场的强弱可由电流的大小来控制。
3.例题分析例1.如图所示,放在通电螺线内部中间处的小磁针,静止时N极指向右,试判断电源的正负极。
例2.如图所示,若一束电子沿y轴正方向移动,则在z轴上某点A的磁场方应该是[ ]A.沿x轴的正向B.沿x轴的负向C.沿z轴的正向D.沿z轴的负向例3.在同一平面内,如图放置六根通电导线,同以相同的电流;方向如图,则在abcd四个面积相等的正方形区域中,指向纸外且磁感应强度最大的区域是。
例4.如果地磁场是由于地球表面带有电荷而产生的,试问:地球表面带何种电荷?3.安培分子电流假说(1)安培分子电流假说(P92)对分子电流,结合环形电流产生的磁场的知识及安培定则,理解“它的两侧相当于两个磁极”;“这两个磁极跟分子电流不可分割的联系在一起”,这就是不存在磁单极的真正原因。
(2)安培假说能够解释的一些问题如回形针、酒精灯、条形磁铁、充磁机做好磁化和退磁的演示实验。
再如磁卡不能与磁铁放在一起等等。
(3)磁现象的电本质:磁铁和电流的磁场本质上都是电流产生的.4.匀强磁场(1)匀强磁场:(2)两种情形的匀强磁场:教材P92图3.3-7,图3.3-8。
5.磁通量(1)定义:(2)表达式:φ=BS注意①对于磁通量的计算要注意条件。
②磁通量是标量,但有正、负之分,可用磁感线来说明③在某一面积中存在完全相反的磁场时,磁通量的计算方法。
(举例说明)(3)单位:韦伯,简称韦,符号Wb 1Wb = 1T·m2(4)磁感应强度的另一种定义(磁通密度):即B =φ/S上式表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量,并且用Wb/m2做单位(磁感应强度的另一种单位)。
所以:1T = 1 Wb/m2 = 1N/A·m6.例题分析:试求出下图(1--5)中的磁通量(大圆的半径为R,小圆的半径为r),图6在线圈下落过程中通过线圈的磁通量如何变化(1)φ= (2)φ= (3)φ=(4)φ= (5)φ= (6)φ的变化情况为(三)巩固练习1、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.注意:要分清螺线管内、外部磁感线的分布与方向.2、如图,当线圈中通以电流时,小磁针的北极指向读者.试确定电流方向.第三节几种常见的磁场同步试题一、选择题:1、关于磁感线和电场线,下列说法中正确的是()A、磁感线是闭合曲线,而静电场线不一定是闭合曲线B、磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线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、磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向2、关于磁感应强度和磁感线,下列说法中错误的是()A、磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感线强度的方向B、磁感线的疏密表示磁感应强度的大小C、匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行D、磁感就强度是只有大小、没有方向的标量3、一束电子流沿水平面自西向东运动,在电子流的正上方有一点P,由于电子运动产生的磁场在P点的方向为()A、竖直向上B、竖起向下C、水平向南D、水平向北4、安培分子电流假说可用来解释()A、运动电荷受磁场力作用的原因B、两通电导体有相互作用的原因C、永久磁铁具有磁性的原因D、软铁棒被磁化的现象5、如图所示,环形导线周围有三只小磁针a、b、c,闭合开关S后,三只小磁针N极的偏转方向是()A、全向里B、全向外C、a向里,b、c向外D、a、c向外,b向里6、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区域内方向是一致且向里的()A、区域ⅠB、区域ⅡC、区域ⅢD、区域Ⅳ7、如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图,甲棒内部各分子电流取向是杂乱杂乱无章的,乙棒内部各分子电流取向大致相同,则下列说法中正确的是()A、两棒均显磁性B、两棒均不显磁性C、甲棒不显磁性,乙棒显磁性D、甲棒显磁性,乙棒不显磁性甲乙8、关于磁通量,下列说法中正确的是()A、穿过某个平面的磁通量为零,该处磁感应强度一定为零B、穿过任何一个平面的磁通量越大,该处磁感应强度一定越大C、匝数为n的线圈放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈面积为S,且与磁感线垂直,则穿过该线圈的磁通量为BSD、穿过垂直于磁感应强度方向的某个平面的磁感线的数目等于穿过该面的磁通量9、下列关于磁通量和磁感应强度的说法中,正确的是()A、穿过某一个面的磁通量越大,该处磁感应强度也越大B、穿过任何一个面的磁通量越大,该处磁感应强度也越大C、穿过垂直于磁感应强度方向的某面积的磁感线的条数等于磁感应强度D、当平面跟磁场方向平行时,穿过这个面的磁通量必定为零二、填空题:1、如图所示,一面积为S的长方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中,这时穿过线圈的磁通量为Wb,当线圈以ab为轴从图中位置转过60°的瞬间,穿过线圈的磁通量为。
2、如图所示S1与S2分别是半径为r1和r2的同心圆环,磁感应强度为B的匀强磁场方向与环面垂直,范围以S1为边界,则穿过环S1的磁通量为,穿过环S2的磁通量为。
3、大致画出图中各电流的磁场磁感线的分布情况4、在图中,已知磁场的方向,试画出产生相应的磁场的电流方向三、计算题:1、一球冠处于磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,若球冠的底面大圆半径为r,磁场方向与球冠方向与球冠底面垂直,则穿过整个球冠的磁通量是多少?2、一个面积是40㎝2的导线框,垂直地放在匀强磁场中,穿过它的磁通量为0.8Wb,则匀强磁场的磁感应强度多大?若放入一个面积为100㎝2的导线框于该磁场中,并使线框的平面与磁场方向成30°角,则穿过该线框的磁通量多大3、有一个圆形线框面积为S,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,⑴为使通过此线框的磁通量最大,线框应如何放置?磁通量的最大值是多少?⑵为使通过此线框的磁通量最小,线框应如何放置,磁通量的最小值是多少?磁场对通电导线的作用力学案导学学习目标1、知道安培力的概念,会用左手定则判定安培力的方向,并能用左手定则解答有关问题2、学会用公式F=BIL计算安培力的大小学习重点:安培力的大小计算和方向的判定。
学习难点:用左手定则判定安培力的方向。
A、自主学习:1.定义:磁场对的作用力通常称为安培力。
2.安培力的方向:通电导线在磁场中所受安培力的方向跟方向、方向之间的关系,可以用左手定则来判定:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指,并且都跟手掌,把手放入磁场中,让磁感线,并使伸开的四指指向方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的方向。
3、安培力的大小:同一通电导线,按不同方式放在同一磁场中①导线与磁场方向垂直时安培力最大,取为F max,即②当导线与磁场方向平行时,安培力最小,③其他情况下,安培力的大小表示为学法指导:通过阅读教材掌握左手定则和安培力大小的计算学习内容一、安培力的方向1、左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都和手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直,并使指向电流的方向,那么,所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
针对练习:判断下图中导线受安培力的方向(1)分析以上各种情况B和I是否垂直?分别怎样判断?(2)经过分析你最终得出安培力F和B、I的关系如何?二、安培力的大小同一通电导线,按不同方式放在同一磁场中(1)导线与磁场方向垂直时,F=(2)当导线与磁场方向平行时,F=(3)当磁场和电流成θ时,F= ,θ为夹角(4)安培力的范围是针对练习:将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图所示,已知磁感应强度为1T。
试求出下列各图中导线所受安培力的大小。
课后练习、选择题1、如图所示,长为2l的直导线拆成边长相等、夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,当在该导线中通以大小为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为()A.0 B.0.5BIlC.BIl D.2Bil3、有两根长直导线a、b互相平行放置,图所示为垂直于导线的截面图。
在图示的平面内,O点为两根导线连线ab的中点,M、N为ab的中垂线上的两点,它们与ab的距离相等。
若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流,已知直线电流产生的磁场在某点的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比。
则关于线段M N上各点的磁感应强度的说法中正确的是()A. M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同B. M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反C.在线段M N上各点的磁感应强度都不可能为零D.若在N点放一小磁针,静止时其北极沿ON指向O点归纳总结:1、左手定则判断的是、和之间的关系2、四指一定指向的方向3、B和I垂直磁感线穿入掌心;不垂直时穿入掌心4、拇指指向方向;安培力垂直于和构成的平面5、安培力的方向向外不能用点、向里不能用叉表示4、某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示,其中正确的是()5、如图所示,A为电磁铁,B为铁芯,C为套在铁芯B上的绝缘磁环。