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第三章磁场本讲稿第一页，共二十九页复习回顾：复习回顾：1 1、为描述磁场的强弱和方向，我们引入了为描述磁场的强弱和方向，我们引入了什么物理量？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的大小的大小和方向，那么我们怎样形象地描述磁感应强和方向，那么我们怎样形象地描述磁感应强度的大小和方向呢？度的大小和方向呢？本讲稿第二页，共二十九页一一.磁感线磁感线 将一个小磁针放在磁场中某一点将一个小磁针放在磁场中某一点,小磁小磁针针静止静止时时,北极北极N N所指的方向所指的方向,就是该点的磁场方就是该点的磁场方向向.【问题】【问题】磁场中各点的磁场方向如何判定呢磁场中各点的磁场方向如何判定呢?本讲稿第三页，共二十九页一一.磁感线磁感线 如何如何形象地描述形象地描述磁场中各点的磁场方向磁场中各点的磁场方向?磁感线是在磁场中画出一些有方向的曲磁感线是在磁场中画出一些有方向的曲线线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。感应强度的方向一致。ABC1 1、定义：、定义：本讲稿第四页，共二十九页外部从外部从N N到到S S，内部从，内部从S S到到N N形成形成闭合闭合曲线曲线二、几种常见的磁场：二、几种常见的磁场：1 1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：条形磁铁条形磁铁蹄形磁铁蹄形磁铁本讲稿第五页，共二十九页直线电流，环形电流，通电螺线管的磁场磁感直线电流，环形电流，通电螺线管的磁场磁感线分布有什么特点？线分布有什么特点？它们遵循什么定则呢？它们遵循什么定则呢？安培定则安培定则除了磁铁除了磁铁,直线电流、环形电流、通电螺线管直线电流、环形电流、通电螺线管的周围空间也能产生磁场的周围空间也能产生磁场本讲稿第六页，共二十九页左视图左视图2 2）直线电流的磁场的磁感线）直线电流的磁场的磁感线：安培定则安培定则(1):(1):右手握住导线右手握住导线,让伸直的拇指所让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向向就是磁感线环绕的方向.(.(右手螺旋定则右手螺旋定则)俯视图俯视图表示垂直于纸面向里表示垂直于纸面向外本讲稿第七页，共二十九页3 3）环形电流的磁场的磁感线）环形电流的磁场的磁感线安培定则安培定则(2):(2):让让右手弯曲的四指与环形电流的右手弯曲的四指与环形电流的方向一致方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴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线上磁感线的方向.本讲稿第八页，共二十九页4 4）通电螺线管的磁场的磁感线）通电螺线管的磁场的磁感线通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加.所以环形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电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场,这时这时,拇拇指所指的方向是螺线管指所指的方向是螺线管内部内部的磁场的方向的磁场的方向.I I本讲稿第九页，共二十九页三、磁感线的特点三、磁感线的特点(1)磁感线是假想的，不是真实的(2)磁感线是闭合曲线。在磁体的外部磁感线由N极发出，回到S极。在磁体的内部磁感线则由S极指向N极(4)磁感线的疏密表示磁场的强弱(3)磁感线不能相交或相切(5)磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向本讲稿第十页，共二十九页例题例题1 1：如图所示，一束带电粒子沿水平方向：如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的针的N N极转向读者，那么这束带电粒子可能是（极转向读者，那么这束带电粒子可能是（）A.A.向右飞行的正离子束向右飞行的正离子束 B.B.向左飞行的正离子束向左飞行的正离子束C.C.向右飞行的负离子束向右飞行的负离子束D.D.向左飞行的负离子束向左飞行的负离子束BCBC本讲稿第十一页，共二十九页 例题例题2 2：如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿沿y y轴正向运动，则由此产生的在轴正向运动，则由此产生的在z z轴上轴上A A点和点和x x轴上轴上B B点的磁点的磁场方向是（场方向是（）A.A.A A点磁场沿点磁场沿x x轴正方向，轴正方向，B B点磁场沿点磁场沿z z轴负方向轴负方向B.B.A A点磁场沿点磁场沿x x轴负方向，轴负方向，B B点磁场沿点磁场沿z z轴正方向轴正方向C.C.A A点磁场沿点磁场沿z z轴正方向，轴正方向，B B点磁场沿点磁场沿x x轴负方向轴负方向D.D.A A点磁场沿点磁场沿x x轴正方向，轴正方向，B B点磁场沿点磁场沿z z轴正方向轴正方向A A本讲稿第十二页，共二十九页例题3：如图，当电流通过线圈时，磁针A的N极指向哪里？磁针B的N极指向哪里？I IAB磁针A的N极指向外磁针B的N极指向里本讲稿第十三页，共二十九页例题4：如图所示,a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧,当这些小磁针静止时,小磁针N极的指向是 （）A a、b、c均向左 B a、b、c均向右C a向左,b向右,c向右 D a向右,b向左,c向右C C本讲稿第十四页，共二十九页磁体为什么会有磁性？法国学者安培提出了著名的分子电流假说在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种电流-分子电流.分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极NS四、安培分子电流假说本讲稿第十五页，共二十九页NS利用安培的假说解释一些磁现象本讲稿第十六页，共二十九页安培分子电流假说意义安培分子电流假说意义1.成功的解释了磁化现象和磁体消磁现象2.安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系3.安培的分子电流假说揭示了磁性的起源，认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的本讲稿第十七页，共二十九页例题5：关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是()A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性 B B本讲稿第十八页，共二十九页例题6：一根软铁棒在磁场中被磁化.是因为()A软铁棒中产生了分子电流B软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章C软铁棒中分子电流消失了D软铁棒中分子电流取向变得大致相同D D本讲稿第十九页，共二十九页五、匀强磁场五、匀强磁场磁场强弱、方向处处相同的磁场磁感线分布特点:匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线常见的匀强磁场:1.相隔很近的两个异名磁极之间的磁场2.通电螺线管内部的磁场I I3.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。本讲稿第二十页，共二十九页 例题7：在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向NSX本讲稿第二十一页，共二十九页六、磁通量定义：在磁感应强度为B的匀强磁场当中，有一个与磁场方向垂直的平面S，B和S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量公式:BS单位：韦伯符号：Wb 1Wb=1Tm2由于其单位也可写为故磁感应强度也叫做故磁感应强度也叫做磁通密度磁通密度本讲稿第二十二页，共二十九页对公式的理解对公式的理解1.B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度2.公式只适用于SB，若S与B不垂直，则S为垂直与磁场方向的投影面积当磁场BS垂直,磁通量最大=BS当BS时,磁通量最小=0当磁场B与面积S不垂直,BS本讲稿第二十三页，共二十九页例题8：面积S0.5m2的闭合金属圆线圈处于磁感应强度 B=0.4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是_；当金属圆环转过90，环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量是_0.2Wb0本讲稿第二十四页，共二十九页例题9：如图，线圈平面与水平方向成角，磁感应线竖直向下，设匀强磁场的磁感应强度为B，线圈面积为S，则_dbcaBBScosBScos本讲稿第二十五页，共二十九页4.磁通量的意义可以用磁感线形象的说明3.是标量，但有方向，若取某方向穿入平面的磁通量为正，则反方向穿入该平面的磁通量为负5.过一个平面若有方向相反的两个磁通量，这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通)对公式的理解对公式的理解本讲稿第二十六页，共二十九页例题10：如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂 直，则穿过两环的磁通量a和b大小关系为()A.均向上，ab B.均向下，abC.均向上，ab D.均向下，无法比较A A本讲稿第二十七页，共二十九页6.磁通量的变化磁通量变化 21是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差，即取决于末状态的磁通量2与初状态磁通量1的代数差磁通量的变化一般有三种形式 1、B不变，有效面积S变化 2、B变化，S不变 3、B和S同时变化本讲稿第二十八页，共二十九页例题11：如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过平面的磁通量为_,若使框架绕OO转过60度角则穿过线框平面的磁通量为_,若从初始位置转过90度角,则穿过线框平面的磁通量为_,若从初始位置转过180度角,则穿过线框平面的磁通量变化为_OOBSBSBS/2BS/20 02BS2BS本讲稿第二十九页，共二十九页
