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1、第三章第三章 磁场磁场3 3 磁场的形的描述磁场的形的描述 经全国中小学教材审定委员会经全国中小学教材审定委员会2004年初审通过年初审通过物理选修物理选修 31复习：复习：1 1、为描述磁场的强弱和方向，我们引为描述磁场的强弱和方向，我们引入了什么物理量？入了什么物理量？磁感应强度磁感应强度 B B2 2、电场线可以形象的描述电场强度、电场线可以形象的描述电场强度E E的的大小和方向，那么我们怎样形象地描述大小和方向，那么我们怎样形象地描述磁感应强度的大小和方向呢？磁感应强度的大小和方向呢？一、磁感线一、磁感线 1 1、磁感线：在磁场中画出一系列有方向、磁感线：在磁场中画出一系列有方向 的闭
2、的闭合曲线（从合曲线（从N N极出来到极出来到S S极进去），且使曲线上每极进去），且使曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。也就是在一点的切线方向表示该点的磁场方向。也就是在该点放上小磁针，静止时该点放上小磁针，静止时N N极的指向或极的指向或N N极的受力极的受力方向。方向。ABC在两极附近，磁场在两极附近，磁场较强，磁感线较密。较强，磁感线较密。磁感线是不存在、不相交的闭合曲线。磁感线是不存在、不相交的闭合曲线。磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向。磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线的疏密表示磁场的强弱。匀强磁场的磁感应强度的大小、方向都一样
3、，磁感线是一匀强磁场的磁感应强度的大小、方向都一样，磁感线是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线，存在于两异名磁组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线，存在于两异名磁极间和通电螺线管的内部极间和通电螺线管的内部磁感线都是闭合曲线磁感线都是闭合曲线.在磁体外，磁感线都是由在磁体外，磁感线都是由N N极出发，极出发，进入进入S S极，在磁体内部磁感线由极，在磁体内部磁感线由S S极指向极指向N N极极.二、几种常见磁场二、几种常见磁场NS条形磁铁条形磁铁直线电流周围磁场直线电流周围磁场（右手螺旋定则）（右手螺旋定则）安培定则：安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方用右手握住导线，让伸直的
4、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。向就是磁感线的环绕方向。磁感线为以导线上的各磁感线为以导线上的各点为圆心的同心圆，且点为圆心的同心圆，且在跟导线垂直的平面上在跟导线垂直的平面上直线电流直线电流 直线电流的磁场的立体、顶视、底视、正视图直线电流的磁场的立体、顶视、底视、正视图环形电流周围磁场环形电流周围磁场安培定则安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，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。心轴线上磁感线的方向。环
5、形电流的环形电流的磁场可等效磁场可等效为小磁针或为小磁针或条形磁铁条形磁铁通电螺旋管周围磁场通电螺旋管周围磁场等效等效安培定则：安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电用右手握住螺旋管，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旋管内部磁流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。感线的方向。（大拇指指向螺旋管北极）（大拇指指向螺旋管北极）三三.安培分子环流假说安培分子环流假说1.1.1.1.分子电流假说分子电流假说分子电流假说分子电流假说 任任何何物物质质的的分分子子中中都都存存在在环环形形电电流流分分子子电电流流，分分子子电电流流使使每每个个分分
6、子子都都成成为为一一个个微微小小的的磁磁体体。分分子子电电流流实实际上是由核外电子绕核运动形成的。际上是由核外电子绕核运动形成的。2.2.2.2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释：安培分子环流假说对一些磁现象的解释：安培分子环流假说对一些磁现象的解释：安培分子环流假说对一些磁现象的解释：未被磁化的铁棒未被磁化的铁棒磁化后的铁棒磁化后的铁棒3.3.磁现象的电本质：磁现象的电本质：磁现象的本质是电流，物质磁现象的本质是电流，物质的磁性来源于物质内部的分子电流。的磁性来源于物质内部的分子电流。例：根据安培假说的物理思想：磁场来源于例：根据安培假说的物理思想：磁场来源于运动电荷运动电荷.如果用这种思
7、想解释地球磁场的形成，如果用这种思想解释地球磁场的形成，根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实实.那么由此推断，地球上总体应该是：（那么由此推断，地球上总体应该是：（）A.A.带负电带负电 B.B.带正电带正电 C.C.不带电不带电 D.D.不能确定不能确定A四、匀强磁场四、匀强磁场 1 1、磁场强弱、方向处处相同的磁场、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2 2、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线方向相同、疏密均匀的直线3 3、产生方法：距离很近的两个异名磁极之间的、产生方法：距离很近的两个异
8、名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为是匀强磁场。都可认为是匀强磁场。五、磁通量五、磁通量1 1、定义：磁感应强度、定义：磁感应强度B B与垂直磁场方向的面积与垂直磁场方向的面积S S的乘积的乘积 =BS (=BS (条件：条件：BS)BS)单位：单位：WbWb 1W 1Wb b=1T=1T m m2 2=1V=1V s=1kgs=1kg m m2 2/(A/(A s s2 2)2 2、物理意义：穿过某一面积的磁感线条数、物理意义：穿过某一面积的磁感线条数 3 3、磁通密度：垂直穿过单位面积的磁感线条数、磁通密度：垂直穿过单位面
9、积的磁感线条数 B=/SB=/S，1T=11T=1Wb/m2=1N/Am=BScosBScos课堂练习课堂练习A BA C B 1 1、将小磁针分别放入、将小磁针分别放入A A、B B、C C处时，问：处时，问：小磁针小磁针N N极的指向？极的指向？。A 2 2、在光滑的水平杆上有两个通有同方向、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？的金属圆环，问：两环将怎样运动？（靠近或远离）（靠近或远离）3 3、面积、面积 S S0.5m0.5m2 2的闭合金属圆线圈处于的闭合金属圆线圈处于磁感应强度磁感应强度 B B=0.4T=0.4T的匀强磁场中，当磁的匀强磁场中，当磁场与
10、环面垂直时，穿过环面的磁通量是场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是_；当金属圆环转过；当金属圆环转过9090，环面，环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量是与磁场平行时，穿过环面的磁通量是_0.2Wb0.2Wb04 4、如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，、如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积其面积S S1 1S S2 2=S=S3 3，且，且 “3 3”线圈在磁铁的线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为正中间。设各线圈中的磁通量依次为1 1、2 2、3 3则它们的大小关系是（则它们的大小关系是（）A A、1 12 23 3 B B、1 12 2=3 3 c c、1 12 23 3 D D、1 12 2=3 3C