【公开课】磁场+磁感线+课件-高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

磁场磁场 磁感线磁感线第二课时第二课时描述磁场描述磁场磁感应强度磁感应强度 B B方向方向形象的描述电场形象的描述电场电场线电场线每一点的每一点的切线方向切线方向为该为该点的点的磁感应强度的方向磁感应强度的方向两级附近，磁场两级附近，磁场较较强强，磁感线，磁感线较密。较密。A AB BC C磁感线是闭合曲线磁感线是闭合曲线用铁屑模拟磁感线用铁屑模拟磁感线一、磁感线一、磁感线磁感线磁感线的的的的特点：特点：特点：特点：1)1)1)1)磁感线是假想的，不是真实的。磁感线是假想的，不是真实的。磁感线是假想的，不是真实的。磁感线是假想的，不是真实的。2)2)2)2)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。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。磁感线较密的地方磁场较强。没磁感线较密的地方磁场较强。没磁感线较密的地方磁场较强。没磁感线较密的地方磁场较强。没磁感线较密的地方磁场较强。没磁感线较密的地方磁场较强。没有画到磁感线的地方不表示那里没有磁场存在有画到磁感线的地方不表示那里没有磁场存在有画到磁感线的地方不表示那里没有磁场存在有画到磁感线的地方不表示那里没有磁场存在有画到磁感线的地方不表示那里没有磁场存在有画到磁感线的地方不表示那里没有磁场存在3)3)3)3)磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。4)4)4)4)磁感线是闭合曲线。磁感线是闭合曲线。磁感线是闭合曲线。磁感线是闭合曲线。在磁体的外部是从在磁体的外部是从在磁体的外部是从在磁体的外部是从在磁体的外部是从在磁体的外部是从N N N NN N极出来，进入极出来，进入极出来，进入极出来，进入极出来，进入极出来，进入S S S S S S极，在内极，在内极，在内极，在内极，在内极，在内部则由部则由部则由部则由部则由部则由S S S S S S极回到极回到极回到极回到极回到极回到N N N NN N极，形成闭合曲线。极，形成闭合曲线。极，形成闭合曲线。极，形成闭合曲线。极，形成闭合曲线。极，形成闭合曲线。5)5)5)5)磁感线不能相交或相切。磁感线不能相交或相切。磁感线不能相交或相切。磁感线不能相交或相切。6)6)与电场线的区别与电场线的区别:磁感线磁感线是是闭合曲线闭合曲线电场线电场线不是不是闭合曲线闭合曲线用铁屑模拟磁感线用铁屑模拟磁感线外部外部从从N N到到S S，内部内部从从S S到到N N形成形成闭合曲线闭合曲线二、几种常见的磁场二、几种常见的磁场直线电流，环形电流，通电螺线管的磁场磁感线分布有什么特点?它们遵循什么定则呢?安培定则安培定则(右手螺旋定则右手螺旋定则)3.3.直线电流周围磁感线直线电流周围磁感线磁感线特点磁感线特点：磁感线是以导线上的各点为圆心的：磁感线是以导线上的各点为圆心的同心圆同心圆，且在，且在 跟导线垂直跟导线垂直的平面上。的平面上。安培定则（安培定则（也叫也叫右手螺旋定则）右手螺旋定则）：用：用右手右手握住导线握住导线,让伸直的让伸直的大拇指大拇指所指的方向跟所指的方向跟电流的方向一致电流的方向一致,弯曲的四指弯曲的四指所指的方向所指的方向就是就是磁感线的环绕方向磁感线的环绕方向。立体图俯视图正视图表示表示磁感线磁感线垂直纸面垂直纸面向里向里 表示表示磁感线磁感线垂直纸面垂直纸面向外向外 表示表示电流电流垂直纸面垂直纸面向里向里 表示表示电流电流垂直纸面垂直纸面向外向外 【例例1 1】如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞过磁针上方如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞过磁针上方时，磁针的时，磁针的N N极向纸内偏转，则这束带电离子可能是（）极向纸内偏转，则这束带电离子可能是（）A.A.向右飞行的正粒子束向右飞行的正粒子束B.B.向左飞行的正离子束向左飞行的正离子束C.C.向右飞行的负粒子束向右飞行的负粒子束D.D.向左飞行的负离子束向左飞行的负离子束ADAD【小试身手】【小试身手】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，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。4.4.环形电流周围磁感线环形电流周围磁感线I立体图正视图侧视图 例例2 2 如图，当电流通过线圈时，磁针如图，当电流通过线圈时，磁针A A的的N N极指向哪里极指向哪里?磁磁针针B B的的N N极指向哪里极指向哪里?I IA AB B磁针磁针A A的的N N极指向外极指向外磁针磁针B B的的N N极指向里极指向里【小试身手】【小试身手】例例3 3 如图所示，环形导线周围有三只小磁针如图所示，环形导线周围有三只小磁针a a、b b、c c，闭合，闭合开关开关S S后后,三只小磁针三只小磁针N N极的偏转方向是极的偏转方向是()()A A、全向里、全向里 B B、全向外、全向外 C C、a a向里，向里，b b、c c向外向外 D D、a a、c c向外，向外，b b向里向里D D【小试身手】【小试身手】5.5.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.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等效等效安培定则：用右手握住螺线管，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线管内部的磁场的方向（N极）。通电螺线管周围的磁感线分布图通电螺线管周围的磁感线分布图三种电流磁场磁感线的分布 例例4 4 如图所示如图所示,a,b,c,a,b,c三枚小磁针分别在通电螺线管的三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧正上方、管内和右侧,当这些小磁针静止时当这些小磁针静止时,小磁针小磁针N N极的指向是极的指向是()A.a,b,cA.a,b,c均向左均向左B.a,b,cB.a,b,c均向右均向右C.aC.a向左向左,b,b向右向右,c,c向右向右D.aD.a向右向右,b,b向左向左,c,c向右向右C C【小试身手】【小试身手】练练1 1：如图所示，当开关闭合时如图所示，当开关闭合时(1)(1)判断通电螺线管的磁极；判断通电螺线管的磁极；（2 2）指出每个静止小磁针的）指出每个静止小磁针的N N、S S极。极。N NS S甲甲乙乙丙丙丁丁S SN NN NN NN N练练2 2：根据图中所示根据图中所示静止静止小磁针所指方向，画出通电螺线管的绕线情况。小磁针所指方向，画出通电螺线管的绕线情况。N NN N磁体和电流都能产生磁场磁体和电流都能产生磁场,它们的磁场是否有什么联系它们的磁场是否有什么联系?想一想想一想法国学者安培提出了著名的法国学者安培提出了著名的分子电流假说分子电流假说在原子、分子等物质微粒的内部在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流存在着一种环形电流分子电流分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体体,它的两侧相当于两个磁极它的两侧相当于两个磁极。N NS S三、安培分子电流假说三、安培分子电流假说分分子子电电流流实实际际上上是是由由核核外外电电子子绕核运动形成的绕核运动形成的1.1.内容：内容：NS2.2.利用安培的假说解释一些磁现象利用安培的假说解释一些磁现象未被磁化的铁棒未被磁化的铁棒分子电流取向变得杂乱无章磁化后的铁棒磁化后的铁棒分子电流取向变得大致相同去磁后的铁棒去磁后的铁棒分子电流取向又变得杂乱无章安培分子电流假说的意义：安培分子电流假说的意义：1.1.成功的解释了成功的解释了磁化磁化现象和现象和磁体消磁磁体消磁现象现象2.2.安培分子电流假说揭示了安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系电和磁的本质联系3.3.磁现象的电本质磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上都是磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷运动电荷产生的产生的注：并不是所有磁场都是由运动电荷产生的，在电磁波中我们注：并不是所有磁场都是由运动电荷产生的，在电磁波中我们将学到将学到麦克斯韦麦克斯韦发现，发现，变化的电场也能产生磁场变化的电场也能产生磁场。例例5 5、关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是、关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是()()A.A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁B.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.C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的D.D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任根据安培假说可知，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何磁体都不会失去磁性 B B例例6 6、一根软铁棒在磁场中被磁化、一根软铁棒在磁场中被磁化.是因为是因为()()A A软铁棒中产生了分子电流软铁棒中产生了分子电流B B软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章C C软铁棒中分子电流消失了软铁棒中分子电流消失了D D软铁棒中分子电流取向变得大致相同软铁棒中分子电流取向变得大致相同D D1.1.定义：强弱、方向处处定义：强弱、方向处处相同相同的磁场的磁场2 2.特点特点：磁感线是：磁感线是一组一组间隔间隔相同相同的平行的平行直直线线3 3.实例：实例：1 1）相隔很近的两个异名磁极之间的磁场）相隔很近的两个异名磁极之间的磁场2 2）通电螺线管内部的磁场）通电螺线管内部的磁场3 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）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四、匀强磁场四、匀强磁场4.4.匀强磁场的磁感线：匀强磁场的磁感线：如何定义一个如何定义一个物理量物理量来描述来描述通过通过物体某一面积物体某一面积磁感线的磁感线的条条数数？S SB B1 1S SB B2 2通过通过面积面积S S相同相同时，时，磁感线磁感线越密越密（B B越大越大），通过磁感线的），通过磁感线的条数越多条数越多磁感应强度磁感应强度B B相同相同时，时，垂直垂直磁磁场方向面积越大场方向面积越大（ScosScos越大越大），），通过磁感线的通过磁感线的条数越多条数越多B BS SB BS S ScosScos想一想想一想1 1.定义：磁感应强度定义：磁感应强度 B B 与垂直磁场方向的有效面积与垂直磁场方向的有效面积 S S 的乘积的乘积 。2 2.定义定义式：式：3 3.单位：单位：韦伯，简称韦韦伯，简称韦 符号为符号为Wb,1 WbWb,1 Wb1 Tm1 Tm2 2=1vs=1vs3 3.物理意义：物理意义：表示表示穿过某一面积的磁感线条数穿过某一面积的磁感线条数4 4.磁通密度：垂直穿过单位面积的磁感线条数磁通密度：垂直穿过单位面积的磁感线条数。即。即磁感应强度磁感应强度又叫又叫磁通磁通密度密度定义定义式：式：B B =/S=/S 故磁感应强度故磁感应强度B B的另一个单位：的另一个单位：Wb/m Wb/m2 2 =BSBS S SB B S SB B五、磁通量五、磁通量1 Wb/m1 Wb/m2 2=1T=1T5.5.磁通量是磁通量是标量标量，但有但有正、负正、负，正、负正、负只表示只表示穿过平面的方向。穿过平面的方向。一般取穿入为正，穿出为负。一般取穿入为正，穿出为负。当磁感线从某一面上穿入时，磁通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量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值。B BS S =BSBS B BS S =-BSBS B B1 1S SB B2 2=(=(B B1 1 -B B2 2)S S 磁通量变化磁通量变化 2 2 1 1是某两个时刻穿过某个平面是某两个时刻穿过某个平面S S的磁通量之的磁通量之差，即差，即 取决于末状态的磁通量取决于末状态的磁通量 2 2 与初状态磁通量与初状态磁通量 1 1的代数差的代数差磁通量的变化一般有三种形式磁通量的变化一般有三种形式 (1)B(1)B不变，有效面积不变，有效面积S S变化变化 (2)B(2)B变化，变化，S S不变不变 (3)B(3)B和和S S同时变化同时变化磁通量的磁通量的变化量变化量2 21 1末态末态磁通量磁通量初态初态磁通量磁通量两根直导线通以如图的电流，且将磁场分成了四个区域，则这四两根直导线通以如图的电流，且将磁场分成了四个区域，则这四个区域中，磁场加强的是哪个区域？个区域中，磁场加强的是哪个区域？、想一想想一想例例7 7、如图所示、如图所示,一矩形线框一矩形线框,从从.abcd.abcd位置移动到位置移动到abcdabcd位置的过程中位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动线框平行于纸面移动)()()A.A.一直增加一直增加B.B.一直减少一直减少C.C.先增加后减少先增加后减少D.D.先增加先增加,再减少直到零再减少直到零,然后再增加然后再增加,然后再减少然后再减少adcbabdcD D例例8 8、如图所示、如图所示.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线,四根导线中电流四根导线中电流I I1 1=I=I3 3I I2 2I I4.4.要使要使0 0点处磁场增强点处磁场增强,则应切断哪一则应切断哪一根导线中的电流根导线中的电流 （）A A切断切断I I1 1 B B切断切断I I2 2 C C切断切断I I3 3 D D切断切断I I4 4I I4 4I I1 1I I3 3I I2 2O OD D