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人教版高二物理选修3-1原创课件-磁场中几种常见的磁场
点O处所产生的磁感应强度大小为B,试分析:
1)O 处实际磁感应强度BO的大小和方向?
2 ) 如图又一放入通以电流为大小I,电流向纸外c直导线,
a
O
b
且Oa=Ob=Oc,则O 处实际磁感应强度Bo' 的大小和方向?
c
匀强磁场
定义:强弱、方向处处相同的磁场 特点:磁感线是间隔相同的平行线 实例:1)相隔很近的两个异名磁极之间的磁场
安培定则的应用
例3:如图所示,水平直导线 ab 通有向右的电流 I,置于导线正下方的小磁针 S 极将
A. 向纸外偏转
B. 向纸内偏转
C. 在纸面内顺时针转过 90°
D. 不动
变式1:如图所示,为A直导线通以竖直上向的电流I,试分析:
1)a , b , c 为A直导线右侧的三点,且Aa=ab=bc
则 a , b , c三点磁场方向和大小关系?
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
B
B
B1 B2
S
S
S
Φ = BS
Φ = - BS
Φ =( B1 -B2 )S
磁通量的变化量 ΔΦ=Φ2-Φ1
末态磁通量
初态磁通量
磁通量
例4:如图所示,线圈平面与水平方向夹角θ=60°,磁感线竖直向下,线圈平面面积S =0.4 m2,匀强磁场磁感应强度B=0.6 T,则 (1)穿过线圈的磁通量Φ1为多少? (2)把线圈以cd为轴顺时针转过120°线圈磁通量Φ2为多少?
第3 章
磁场 几种常见的磁场
安培分子环流假说
内容: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 磁现象的解释:
磁化:磁体或电流作用
消磁:高温或猛烈撞击 未被磁化的铁棒
磁化后的铁棒
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。
“叉进点出”
表示磁感线垂直纸面向外 表示磁感线垂直纸面向里
表示电流垂直纸面向外 表示电流垂直纸面向里
立体图
立体图
俯视图
主视图
以导线上任意点为圆心的同心圆,越向外越稀疏,磁场越弱
几种常见的电流磁场
“叉进点出”
表示磁感线垂直纸面向外 表示磁感线垂直纸面向里
表示电流垂直纸面向外 表示电流垂直纸面向里
等效
磁感线
电场真实但抽象,如何形象地描述电场中各点电场强度的大小和方向?
电场线 切线方向:沿着电场线切线方向是场强方向 密强稀弱:电场线越密的地方,场强越大;
电场线越疏的地方,场强越小
磁感线
定义:磁场中画出一系列有方向的闭合曲线, 且使曲线上每一点的切线方向与该点 的磁场方向一致。
C B A
常见永磁体的磁感线
2)又在A直导线右侧放一平行直导线B,通以同向等大电流
且cB=Aa , 则 a , b , c 三点磁场方向和大小关系?
abc
安培定则的应用
变式2:如图所示,a、b二根平行长直导线,通以大小相同电流I,通电电流方向为:
a导线电流向纸内,b导线中电流向纸外,O点为a、b导线的连线的中点,若A导线在中
主视图
等效
立体图
几种常见的电流磁场
表示磁感线垂直纸面向外 表示磁感线垂直纸面向里
表示电流垂直纸面向外 表示电流垂直纸面向里
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,由 S 极指向 N 极;外部类似条形磁铁,由 N 极指向 S 极
安培定则的应用
例2:如图所示,放在通电螺线管内部的a小磁针 静止时 N 极指向右,试判断:
1 ) 电源的正负极?
Nb
2 ) b、c小磁针静止时N极的指向?
a
c
3 ) a、b、c小磁针所处位置磁场强弱大小关系?
N
变式:如图所示,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。若接电源后,弹簧测力计示数变小, 接电源正极的是 a 还是b?
(3)从开始到以cd为轴顺时针转过120°过程中通过线圈磁通量的变化量ΔΦ1为多少?
磁通量
例5:如图所示,两个同心放置的平面金属圆环,磁场垂直于圆环从纸面穿出,则通
过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是
A.Φa>Φb
B.Φa<Φb
b
C.Φa=Φb
D.不能确定
a
变式1:如图所示,两个同心放置的平面金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环平面
安培定则的应用
图1
图2
图3
例1:1)如图1所示,小磁针 N 极的指向右,环形电流电流方向? 2)环形电流磁感线分布如图2所示,环形电流电流方向? 3)如图3所示,环形电流电流方向为逆时针, 小磁针静止 N 极的指向 ?
变式: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
磁感线特点
假想非真:为形象描述磁场而引入的假想曲线,实际并不存在 密强稀弱: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 切线方向:磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向 不切不交:磁感线不相交,不相切 闭合不断:磁感线不中断,在磁体外部从N极指向S极,磁体内部从S极指向N极
磁感线与电场线
磁通量
定义:磁感应强度 B 与垂直磁场方向的有效面积 S 的乘积 。
Φ = B·S⊥
单位:韦伯,简称韦,符号为Wb, 1 Wb=1 T·m2
B
物理意义:表示穿过某一面积的磁感线条数
S
磁通密度:垂直穿过单位面积的磁感线条数
B= Φ/S⊥
B S
θ
磁通量
磁通量是标量,但有正、负,正、负表示穿过平面的方向
比较内容
磁感线
电场线
引入目的 形象描述场而引入的假想线,实际不存在
相似点
疏密 切线方向
相交
不同点
场的强弱
场的方向
不能相交(电场中无电荷空间不相交)
闭合曲线
不闭合, 起始于正电荷,终止于负电荷
几种常见的电流磁场
安培定则(右手螺旋定则):判定感应强度B与电流I的关系
安培定则
右手
大拇指笔直 四指弯曲
几种常见的电流磁场
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,其中间区域的磁场
I
磁通量
如何定义一个物理量来描述通过物体某一面积磁感线的条数?
B1 S
B2 S
通过面积S相同时,磁感线越密(B越大), 通过磁感线的条数越多
B
S
S SCOSθ θ
B
磁感应强度B相同时,垂直磁场方向面积越大 (SCOSθ越大),通过磁感线的条数越多