1、3.幾種常見的磁場,一、磁感線 為形象地描述磁場而引入的一些有方向的曲線，曲線上每一點(diǎn)的 都跟該點(diǎn)的 的方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線 二、幾種常見的磁場 1直線電流的磁場 直線電流的磁場方向可以用 來表示：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的 所指的方向與 一致，彎曲的四指所指的方向就是 這個規(guī)律也叫,切線方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度,安培定則,拇指,電流方向,磁感線環(huán)繞的方向,右手螺旋定則,2環(huán)形電流的磁場 環(huán)形電流的磁場可用另一種形式的安培定則表示：讓右手彎曲的四指與 的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向 3通電螺線管的磁場 右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向與電流方向一致，拇指所

2、指的方向就是螺線管 磁感線的方向或拇指指向螺線管的N極,環(huán)形電流,內(nèi)部,三、安培分子電流假說 1分子電流假說：在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在的一種 2分子電流假說意義：揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，即磁體的磁場和電流的磁場一樣，都是由 產(chǎn)生的 四、勻強(qiáng)磁場 1定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的 處處相同的磁場 2磁感線：間隔相同的 3實(shí)例：距離很近的兩個異名磁極間的磁場，很長的通電線圈，其中間區(qū)域的磁場都是勻強(qiáng)磁場,環(huán)形電流,電荷的運(yùn)動,大小、方向,平行直線,五、磁通量 1定義：勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B與和磁場方向 的平面面積S的乘積，即 . 2單位： ，簡稱韋，符號 ,1 1 Tm2 3引申：B ，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度B

3、又叫 .,垂直,BS,韋伯,Wb,Wb,磁通密度,1對磁感線的進(jìn)一步理解 (1)磁感線的特點(diǎn) 為形象描述磁場而引入的假想曲線，實(shí)際并不存在 磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱，密集的地方磁場強(qiáng)，稀疏的地方磁場弱 磁感線的方向：磁體外部從N極指向S極，磁體內(nèi)部從S極指向N極 磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷 磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場方向,(2)電場線與磁感線的比較,關(guān)于磁感線與電場線的描述，下列正確的是() A電場線起止于電荷，磁感線起止于磁極 B電場線一定不閉合，磁感線一定是閉合的 C磁感線是小磁針在磁場力作用下的運(yùn)動軌跡 D沿磁感線方向磁場逐漸減弱 解析：磁感線沒有起點(diǎn)也沒有終點(diǎn)，是

4、閉合的曲線；靜電場中的電場線不是閉合的曲線，始于正電荷(或無窮遠(yuǎn))，止于無窮遠(yuǎn)(或負(fù)電荷) 答案：B,2三種常見的電流磁場的特點(diǎn)及畫法比較 (1)直線電流的磁場：無磁極，非勻強(qiáng)，距導(dǎo)線越近，磁場越強(qiáng)，畫法如下圖所示,(2)環(huán)形電流的磁場：兩側(cè)是N極和S極，離圓環(huán)越遠(yuǎn)，磁場越弱，畫法如圖所示,(3)通電螺線管的磁場：兩端分別是N極和S極，管內(nèi)是勻強(qiáng)磁場，磁感線方向由S極指向N極，管外為非勻強(qiáng)磁場，磁感線由N極指向S極，畫法如下圖所示,【特別提醒】(1)磁場是分布在立體空間的，要熟練掌握常見磁場的磁感線的立體圖和縱、橫截面圖的畫法，以備解題時需要這是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容 (2)在畫磁感線時，應(yīng)注意

5、磁感線的疏密,如下圖所示，分別給出了導(dǎo)線中的電流方向或磁場中某處小磁針靜止時N極的指向或磁感線方向請畫出對應(yīng)的磁感線(標(biāo)上方向)或電流方向,解析：如果已知電流的方向，可用右手螺旋定則判斷磁感線的方向如果已知小磁針靜止時N極指向，那么小磁針N極所指方向就是磁感線方向 答案：用安培定則來判斷，分別如下圖所示,3對磁通量的進(jìn)一步理解 (1)磁通量的計(jì)算 公式：BS. 適用條件： a勻強(qiáng)磁場； b磁感線與平面垂直 求解磁通量的公式為BS，其中S指線圈的“有效面積”顯然，在利用公式BS求解通過某一線圈的磁通量時，不能將公式中的“S”簡單地理解為線圈的面積，而是線圈與磁場垂直的有效面積，有界磁場中“有效面

6、積”的含義是磁場范圍與線圈范圍的交界區(qū)域例如，如上圖所示，,圓形線圈平面與有界磁場垂直，線圈的半徑為R，線圈內(nèi)有界磁場為一圓形區(qū)域，其區(qū)域半徑為r，且Rr，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則通過線圈的磁通量為多大？ 依據(jù)公式BS可知，公式中的“S”為“有效面積”，本題中的有效面積即為有界磁場的區(qū)域面積，即Sr2.所以，通過線圈的磁通量BSBr2.,磁通量不是矢量而是標(biāo)量，但有正負(fù)之分，其正負(fù)表示與規(guī)定平面的正面相同還是相反當(dāng)有方向相反的磁場(磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和B)穿過同一個平面(與磁場方向垂直的面積為S)時，按照磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，B和B合矢量的大小為|BB|，穿過平面S的磁通量為|BB|S|BSBS|

7、.磁通量的意義可以用磁感線的條數(shù)形象地說明，所以穿過平面S的磁通量為|，可以理解為與方向相反穿過平面S的磁感線相抵消之后剩余的磁感線的條數(shù)，即凈條數(shù),多匝線圈的磁通量線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān)，因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)多少，穿過線圈的磁感線條數(shù)相同，而磁感線條數(shù)即為磁通量 (2)磁通量的變化量21. 當(dāng)B不變，有效面積S變化時，BS. 當(dāng)B變化，S不變時，BS. B和S同時變化，則21.,如下圖所示，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直，則穿過平面的磁通量的情況是(),答案：ABCD,1磁感線是真實(shí)存在的嗎？ 提示：不存在磁感線是為了形象地研究磁場而人為假設(shè)的，并不是客觀存在

8、于磁場中的真實(shí)曲線實(shí)驗(yàn)時用被磁化的細(xì)鐵屑來顯示磁感線的分布，只是研究磁感線的一種方法，使看不見、摸不著的磁場變得具體形象，給研究帶來方便，但是，絕不能認(rèn)為磁感線是由細(xì)鐵屑排列而成的,2磁感線為何不能相交？ 提示：磁場確定以后，空間任意一點(diǎn)的磁場方向只有一個，也就是把小磁針放在該點(diǎn)時N極的受力方向假設(shè)有兩條磁感線在空間某點(diǎn)P相交了，則在P點(diǎn)將會有兩個切線方向，與該點(diǎn)切線方向表示磁場方向矛盾，磁場中任一點(diǎn)不可能有兩個磁場方向再者，如果兩條磁感線相交了，放在P點(diǎn)的小磁針靜止時，N極將指向何方呢？是B1的方向？還是B2的方向？如圖所示,3穿過某一面積的磁通量與線圈的匝數(shù)有關(guān)嗎？ 提示：磁通量等于穿過某

9、一面積的磁感線的條數(shù)，N匝線圈的面積和一匝線圈的面積相等，所以穿過某一面積的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān),4若磁感線沿相反方向穿過同一面積，如何求？ 提示：正向磁感線條數(shù)為1，反向磁感線條數(shù)為2，則磁通量等于穿過平面的凈條數(shù)，即12.不難得出，若12，則總磁通量0.例如，兩根平行的導(dǎo)線中通入完全一樣的電流時，位于二線正中央的線框abcd中的磁通量為零，請你用安培定則判斷一下如圖所示, 教材資料分析 做一做 1驗(yàn)證環(huán)形電流的磁場方向 點(diǎn)撥：制作實(shí)驗(yàn)裝置時應(yīng)注意漆包線應(yīng)排列緊密，固定時豎直固定通電前先根據(jù)安培定則做出判斷，再由小磁針的指向驗(yàn)證將電池的正、負(fù)極對調(diào)，重做這個實(shí)驗(yàn)，磁極相反,2用磁傳感器研究

10、磁場 點(diǎn)撥：使用前仔細(xì)閱讀磁傳感器的說明書，了解其原理、不同型號的儀器的規(guī)格、使用要求，弄清它測出的是磁感應(yīng)強(qiáng)度在哪個方向的分量還可用磁傳感器測量螺線管內(nèi)不同位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度；探究通電導(dǎo)線所形成的磁場；驗(yàn)證安培定則,磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則() Aa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，且BaBb Ba、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，且BaBb C同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大 D同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小,解析： 答案：B 【反思總結(jié)】磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，磁感線的切線方向表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,【跟蹤發(fā)散】11：關(guān)于磁感線的描述，下列說法中正確的

11、是() A磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針放在該點(diǎn)靜止時北極所指的方向一致 B磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示，因而是真實(shí)存在的 C兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場 D兩個磁場疊加的區(qū)域，磁感線就可能相交,解析：磁感線上每一點(diǎn)的切線方向表示磁場方向，即小磁針靜止時北極的受力方向，所以A正確；磁感線是為了形象地描述磁場而假想的一組有方向的閉合曲線，實(shí)際上并不存在，細(xì)鐵屑可以顯示出其形狀，但那并不是磁感線，B錯；磁感線的疏密反映磁場的強(qiáng)弱，磁感線是假想的人為畫出的曲線，兩條磁感線的空隙處也存在磁場，C錯；在磁鐵外部磁感線從N極到S極，內(nèi)部從S極到N極，磁感線不相交，所

12、以D不正確 答案：A,如下圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于南、北方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過程中在兩云的尖端之間形成了一個放電通道，發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關(guān)于A、B的帶電情況說法中正確的是(),A帶同種電荷B帶異種電荷 CB帶正電 DA帶正電 解析：云層間放電必須發(fā)生在異種電荷之間，故B對；在云層間放電時，形成的強(qiáng)電場和高溫將空氣電離成正離子和負(fù)離子，并在強(qiáng)電場的作用下做定向移動，形成電流，相當(dāng)于通電直導(dǎo)線形成磁場由題意知，從南往北看，磁場是逆時針的，根據(jù)安培定則可以判斷電流是從A流向B的故可知A帶正電，B帶負(fù)電所以D選項(xiàng)正確 答案：BD

13、,【跟蹤發(fā)散】21：如圖所示為磁場、磁場作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈，當(dāng)在線圈中心處掛上一個小磁針，且與線圈在同一平面內(nèi)，則當(dāng)赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時() A小磁針N極向里轉(zhuǎn) B小磁針N極向外轉(zhuǎn) C小磁針在紙面內(nèi)向左擺動 D小磁針在紙面內(nèi)向右擺動 答案：A,三根平行的直導(dǎo)線，分別垂直地通過一個等腰直角三角形的三個頂點(diǎn)，如右圖所示，現(xiàn)使每條通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)O所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如何？,【思路點(diǎn)撥】 解析：根據(jù)安培定則，I1與I3在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同，I2在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與B1(B3)垂直，如下圖所示，,【反思總結(jié)

14、】磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，計(jì)算時與力的計(jì)算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進(jìn)行合成與分解,【跟蹤發(fā)散】31：取兩根完全相同的長導(dǎo)線，用其中一根繞成如圖甲所示的螺線管，當(dāng)在該螺線管中通以電流強(qiáng)度為I的電流時，測得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.若將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如圖乙所示的螺線管，并通以電流強(qiáng)度也為I的電流，則在該螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(),A0 B0.5B CB D2B 解析：長導(dǎo)線對折后繞成的螺線管相當(dāng)于兩個反向流動的電流繞成的螺線管，根據(jù)右手定則判定管內(nèi)中部兩個反向電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反、大小相等，矢量和為零所以A正確 答案：A,如圖所示是等腰直角三棱柱，其中底面

15、abcd為正方形，邊長為L，它們按圖示位置放置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下面說法中正確的是(),答案：BCD,【跟蹤發(fā)散】41：如右圖所示，是兩個同心閉合線圈的俯視圖，若內(nèi)線圈中通以圖示方向的電流I，則當(dāng)I增大時，穿過外線圈中的磁通量將_(填“增大”、“減小”或“不變”),解析：內(nèi)線圈內(nèi)部的磁感線為“”，外部為“”，開始時外線圈的磁通量為內(nèi)部磁感線“”的條數(shù)減去外部磁感線向外穿過線圈的條數(shù)當(dāng)電流增大時，內(nèi)部磁感線增加，增加的磁感線全部垂直紙面向里穿過線圈，但外部增加的磁感線就不一定穿過線圈，雖然向里和向外穿過線圈的磁感線都增加，但穿過線圈的外部磁感線條數(shù)極少，抵消之后磁通量是增

16、加的 答案：增大,1關(guān)于勻強(qiáng)磁場，下列說法中正確的是() A在某一磁場中，若有無數(shù)處磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，這個區(qū)域里的磁場就是勻強(qiáng)磁場 B只要磁感線是直線，該處的磁場一定是勻強(qiáng)磁場 C勻強(qiáng)磁場中的磁感線，必定是相互平行且間距相等的直線 D距離很近的兩個異名磁極之間及通電螺線管內(nèi)部靠近中間部分的磁場，都可視為勻強(qiáng)磁場 答案：CD,2下列關(guān)于電場線和磁感線的說法正確的是() A二者均為假想的線，實(shí)際上并不存在 B實(shí)驗(yàn)中常用鐵屑來模擬磁感線形狀，因此磁感線是真實(shí)存在的 C任意兩條磁感線不相交，電場線也是 D磁感線是閉合曲線，電場線是不閉合的,解析：兩種場線均是為形象描繪場而引入的，實(shí)際上并不存在，故A對；

17、任意兩條磁感線或電場線不能相交，否則空間一點(diǎn)會有兩個磁場或電場方向，故C對；磁體外部磁感線由N極指向S極，內(nèi)部由S極指向N極，故磁感線是閉合的曲線而電場線始于正電荷，終于負(fù)電荷，故不閉合，D對，故正確答案為ACD. 答案：ACD,3(2011廈門高二檢測)下列四圖為電流產(chǎn)生磁場的分布圖，正確的分布圖是() AB C D 解析：由安培定則可以判斷出直線電流產(chǎn)生的磁場方向，正確錯誤和為環(huán)形電流注意讓彎曲的四指指向電流的方向，可判斷出正確錯誤，故正確選項(xiàng)為C. 答案：C,4.如右圖所示，三條長直導(dǎo)線都通以垂直于紙面向外的電流，且I1I2I3，則距三導(dǎo)線等距的A點(diǎn)的磁場方向?yàn)?) A向上 B向右 C向左 D向下 解析：