《状元之路》2017-2018学年高中物理人教版选修3-1全册学案:第三章磁场第3讲几种常见的磁场正式版 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/19 1:48:49星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

几种常见的磁场

[目标定位]1.知道磁感线,并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点.2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.3.知道磁通量的概念,并会计算磁通量.4.知道安培分子电流假说,并能解释简单的磁现象.

一、磁感线

1.定义:用来形象描述磁场的假想曲线. 2.特点:

(1)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱.

(2)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁感应强度方向.

(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. 深度思考

(1)用磁感线描述磁场时,总有一些区域没有磁感线通过,这些区域是否一定没有磁场存在? (2)倘若空间某区域的磁场是由两个或两个以上的磁体或电流产生的,用磁感线描述该区域的磁场时,磁感线能否相交?

答案 (1)不是.用磁感线描述磁场时,只是定性地画出一些磁感线用来描述该区域的磁场分布,不可能让所有的区域都有磁感线通过,没有磁感线通过的区域仍然可以有磁场分布. (2)不能.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合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.

例1 关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是() A.磁感线总是从磁铁的N极出发,到S极终止的

B.磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致

C.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的 D.两个磁场的叠加区域,磁感线可能相交

解析 条形磁铁内部磁感线的方向是从S极指向N极,A不正确;磁感线上每一点切线方向表示磁场方向,磁感线的疏密表示磁场的强弱,小磁针静止时北极受力方向和静止时北极的指向均为磁场方向,选项B正确;磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一组有方向的闭合曲线,实际上并不存在,选项C不正确;叠加区域合磁场的方向也具有唯一性,故磁感线不可能相交,D选项错误.

答案 B

磁感线与电场线的比较

比较项目 方向 相同点 疏密 特点 磁感线 线上各点的切线方向就是该点的磁场方向 表示磁场强弱 静电场的电场线 线上各点的切线方向就是该点的电场方向 表示电场强弱 在空间不相交、不相切、除电荷处外,在空间不相交、不中断 不相切、不中断 始于正电荷或无穷远处,止不同点 闭合曲线 于负电荷或无穷远处,不闭合的曲线 二、几种常见的磁场

1.直线电流的磁场

安培定则: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.

安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 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 2.环形电流的磁场 环形电流的磁场可用另一种形式的安培定则表示: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.

安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏 3.通电螺线管的磁场 通电螺线管是由许多匝环形电流串联而成的.所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电

螺线管的磁场,这时拇指所指的方向就是螺线管内部磁场的方向.

安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 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 深度思考 磁体和电流都可以产生磁场,环形电流和通电螺线管的磁场与哪种磁体的磁场相似? 答案 环形电流相当于小磁针,通电螺线管相当于条形磁铁.

例2 如图1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(标上方向)或电流方向.

图1

解析 如果已知电流的方向,可用右手螺旋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极所指方向就是磁感线方向. 答案 用安培定则来判断,分别如下列各图所示.

例3 如图2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()

图2

A.O点处的磁感应强度为零