高二物理磁与现代科技优秀PPT.ppt

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1、高二物理磁与现代科技第一页，本课件共有33页课标课标定位定位学学习习目目标标：1.知知道道磁磁感感应应强强度度的的物物理理意意义义及及其其单单位，知道匀位，知道匀强强磁磁场场磁感磁感线线的分布的分布2知知道道磁磁通通量量，通通过过磁磁通通量量的的计计算算进进一一步步了了解解磁磁场场3关关注注与与磁磁相相关关的的现现代代科科技技的的发发展展，了了解解磁磁现现象象在生活、生在生活、生产产中的中的应应用用重点重点难难点：点：1.理解磁感理解磁感应应强强度度2磁通量的磁通量的计计算算第二页，本课件共有33页 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第4节节磁磁与与现现

2、代代科科技技课前自主学案课前自主学案第三页，本课件共有33页课前自主学案课前自主学案一、磁感一、磁感应应强强度度1大大小小：穿穿过过垂垂直直于于磁磁感感线线的的_的的磁磁感感线线条条数数等等于于该该处处的的_，在在国国际际单单位位制制中中的的单单位位是是：_，简简称特，国称特，国际际符号：符号：T,1 T1 N/Am.2方方向向：磁磁感感应应强强度度是是一一个个既既有有大大小小又又有有方方向向的的物物理理量量，是是_，磁磁场场中中某某点点的的磁磁感感应应强强度度方方向向是是该该点点的的场场强强方方向向，也也就就是是放放在在该该点点的的小小磁磁针针_极极的的受力方向受力方向3物理意物理意义义：描

3、述磁：描述磁场场的的强强弱及方向的物理量弱及方向的物理量单单位面位面积积磁感磁感应应强强度度特斯拉特斯拉矢量矢量N第四页，本课件共有33页4匀匀强强磁磁场场：在在磁磁场场的的某某个个区区域域内内，若若各各点点的的磁磁感感应应强强度度_和和_都都相相同同，这这个个区区域域的的磁磁场场叫做匀叫做匀强强磁磁场场二、磁通量二、磁通量1定定义义：磁磁场场中中穿穿过过某某一一面面积积的的_叫做穿叫做穿过这过这个面个面积积的磁通量的磁通量2匀匀强强磁磁场场中中磁磁通通量量的的计计算算：在在磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场中中，穿穿过过与与磁磁场场方方向向垂垂直直、面面积积为为S的的平平面面的的

4、磁磁通通量量是是：_，其其中中表表示示磁磁通通量量如如果果面面积积S与与磁磁场场不不垂垂直直，若若S与与垂垂直直于于B的的平平面面的的夹夹角角为为，磁通量，磁通量为为_.大小大小方向方向磁感磁感线线条数条数BSBScos第五页，本课件共有33页磁通密度磁通密度磁感磁感线线条数条数第六页，本课件共有33页思考感悟思考感悟1磁磁通通量量是是有有正正、负负之之分分的的，其其正正、负负是是指指大大小小还还是方向？是方向？提示：提示：磁通量的正、磁通量的正、负负既不表示大小，也不是既不表示大小，也不是表示方向的，它只表示磁感表示方向的，它只表示磁感线线从某一面穿入从某一面穿入还还是穿出是穿出第七页，本课

5、件共有33页三、磁与三、磁与现现代科技代科技1记录记录与磁与磁磁磁记记录录可可以以用用来来记记录录_、_，也也可可以以用用来来记记录录其其他他信信息息磁磁记记录录可可以以应应用用到到电电脑脑、电电视视、人造人造卫卫星和太空船的信息星和太空船的信息记录记录和和传传送上送上2交通与磁交通与磁磁技磁技术术在交通中的在交通中的应应用是制成了用是制成了_磁磁 悬悬 浮浮 列列 车车 有有_方方 式式 和和_方式两种形式方式两种形式声音声音影像影像磁磁悬悬浮列浮列车车常常导电导电磁磁铁铁吸引吸引超超导电导电磁磁铁铁相斥相斥第八页，本课件共有33页2磁磁带带、磁磁盘盘等等能能记记录录声声音音或或图图象象，你

6、你知知道道它它们们为为什么能什么能记录记录声音或声音或图图象象吗吗？提提示示：磁磁带带、磁磁盘盘上上磁磁性性物物质质被被磁磁化化而而记记录录信信息息思考感悟思考感悟第九页，本课件共有33页核心要点突破核心要点突破一、磁感一、磁感应应强强度的理解度的理解1磁感磁感应应强强度的意度的意义义(1)磁磁感感应应强强度度是是一一个个有有大大小小和和方方向向的的矢矢量量，磁磁场场中中某某点点的的磁磁感感应应强强度度的的方方向向与与在在该该点点的的小小磁磁针针静静止止时时N极极指指向向一一致致磁磁感感应应强强度度的的大大小小通通常常用用磁磁感感线线的的密密度度表表示示，即即穿穿过过垂垂直直于于磁磁感感线线的

7、的单单位位面面积积的的磁磁感感线线条条数数等于等于该处该处的磁感的磁感应应强强度度(2)磁磁感感应应强强度度和和电电场场强强度度类类似似，反反映映了了场场的的力力的的性性质质，磁磁场场中某点的磁感中某点的磁感应应强强度，由磁度，由磁场场本身决定本身决定第十页，本课件共有33页2磁感磁感应应强强度与度与电场电场强强度的度的类类比理解比理解第十一页，本课件共有33页3.匀匀强强磁磁场场的的认识认识(1)定定义义：在磁：在磁场场的某个区域内，如果各点的磁感的某个区域内，如果各点的磁感应应强强度大小和方向都相同，度大小和方向都相同，这这个区域的磁个区域的磁场场叫匀叫匀强强磁磁场场(2)磁感磁感线线分布

8、特点：分布特点：间间距相同的平行直距相同的平行直线线(3)产产生：距离很近的两个异名磁极之生：距离很近的两个异名磁极之间间的磁的磁场场除除边缘边缘部分外可以部分外可以认为认为是匀是匀强强磁磁场场；相隔一定距离；相隔一定距离的两个平行放置的的两个平行放置的线线圈通圈通电时电时，其中，其中间间区域的磁区域的磁场场也是匀也是匀强强磁磁场场第十二页，本课件共有33页特特别别提提醒醒：磁磁感感应应强强度度是是对对磁磁场场中中某某点点而而言言的的；关关于于磁磁场场的的方方向向、磁磁感感应应强强度度的的方方向向、磁磁感感线线的的切切线线方方向向、小小磁磁针针的的N极极受受力力及及所所指指的的方方向向对对磁磁

9、场场中的同一点是一致的中的同一点是一致的即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1下列下列说说法正确的是法正确的是()A通通过过某某平平面面的的磁磁感感线线条条数数为为零零，则则此此平平面面处处的磁感的磁感应应强强度一定度一定为为零零B空空间间各各点点磁磁感感应应强强度度的的方方向向就就是是该该点点的的磁磁场场方向方向C平平行行放放置置的的两两条条形形磁磁铁铁异异名名磁磁极极间间的的磁磁场场为为匀匀强强磁磁场场第十三页，本课件共有33页D磁磁感感应应强强度度为为零零，则则通通过过放放在在该该处处的的某某平平面面的磁感的磁感线线条数不一定条数不一定为为零零解解析析：选选B.磁磁感

10、感应应强强度度反反映映磁磁场场的的强强弱弱和和方方向向，它它的的方方向向就就是是该该处处磁磁场场的的方方向向，故故B项项正正确确；磁磁感感应应强强度度为为零零，放放在在该该处处的的某某平平面面无无磁磁感感线线穿穿过过，故故D项项错错误误；若若某某平平面面无无磁磁感感线线穿穿过过，可可能能磁磁场场很很强强，只只是是平平面面平平行行于于磁磁场场放放置置导导致致磁磁感感线线穿穿过过该该平平面面的的条条数数为为零零，所所以以A项项不不正正确确；两两平平行行放放置置的的异异名名磁磁极极间间的的磁磁场场不不一一定定是是匀匀强强磁磁场场，近近距距离离平平行行放放置置的的两两异异名名磁磁极极间间的的磁磁场场才

11、才是是匀匀强强磁磁场场，C项项错错误误第十四页，本课件共有33页二、二、对对磁通量的理解磁通量的理解1磁通量的正磁通量的正负负的理解的理解(1)磁通量是通磁通量是通过闭过闭合合线线圈的磁感圈的磁感线线的条数，它是的条数，它是标标量量但是磁通量也有但是磁通量也有“正、正、负负”，磁通量的正、，磁通量的正、负负号并不号并不表示磁通量的方向，它的符号表示磁通量的方向，它的符号仅仅表示磁感表示磁感线线的的贯贯穿方穿方向一般来向一般来说说，如果，如果设设磁感磁感线线从从线线圈的某面穿圈的某面穿过过，线线圈的磁通量圈的磁通量为为“”，那么磁感，那么磁感线线从从线线圈的反面穿圈的反面穿过线过线圈的磁通量就圈

12、的磁通量就为为“”，反之亦然，反之亦然(2)如磁感如磁感线线沿相反方向穿沿相反方向穿过过同一平面，正向磁通同一平面，正向磁通量量为为1，反向磁通量，反向磁通量为为2，则则磁通量等于穿磁通量等于穿过该过该平平面的磁感面的磁感线线的的净净剩条数，即剩条数，即12.第十五页，本课件共有33页2磁通量的磁通量的计计算算计计算穿算穿过线过线圈的磁通量圈的磁通量时时，与，与线线圈的匝数无关圈的匝数无关BS的适用条件的适用条件为为：匀：匀强强磁磁场场，且，且B与与S垂直垂直(1)线线圈的面圈的面积发积发生生变变化化时时磁通量是不一定磁通量是不一定发发生生变变化化的，如的，如图图531甲所示，当甲所示，当线线

13、圈面圈面积积由由S1变为变为S2时时，磁通量并没有，磁通量并没有变变化化 甲乙甲乙图图531第十六页，本课件共有33页(2)当当磁磁场场范范围围一一定定时时，线线圈圈面面积积发发生生变变化化，磁磁通通量量也也可可能能不不变变，如如图图531乙乙所所示示，在在空空间间有有磁磁感感线线穿穿过过线线圈圈S，S外外没没有有磁磁场场如如增增大大S，则则不不变变3磁通量的磁通量的变变化化(1)磁磁感感应应强强度度B不不变变，有有效效面面积积S变变化化，则则21BS.(2)磁磁感感应应强强度度B变变化化，磁磁感感线线穿穿过过的的有有效效面面积积S不不变变，则则：21BS.(3)磁磁感感应应强强度度B和和有有

14、效效面面积积S同同时时发发生生变变化化时时：21.但此种情况下但此种情况下BS.第十七页，本课件共有33页特特别别提提醒醒：磁磁通通量量的的正正负负或或磁磁通通量量变变化化量量的的正正负负既既不不表表示示大大小小，也也不不表表示示方方向向，仅仅是是为为了了计计算算的的方方便便而而设设定定即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2将面将面积为积为0.5 m2图图532第十八页，本课件共有33页的的单单匝匝线线圈圈放放在在磁磁感感应应强强度度为为2.0102 T的的匀匀强强磁磁场场中中，线线圈圈平平面面垂垂直直于于磁磁场场方方向向，如如图图532所所示示，那么穿那么穿过这过这个个线

15、线圈的磁通量圈的磁通量为为()A1.0102 WbB1.0 WbC0.5102 WbD5102 Wb解解析析：选选A.线线圈圈平平面面垂垂直直于于磁磁场场方方向向，所所以以由由公公式式BS得，得，1.0102 Wb.第十九页，本课件共有33页三、磁三、磁悬悬浮的原理浮的原理1导导向磁向磁铁铁：磁：磁悬悬浮列浮列车车左右两左右两边边的磁的磁铁铁保持列保持列车车在在铁轨铁轨上的中上的中间间位置，称位置，称为导为导向磁向磁铁铁2上浮磁上浮磁铁铁：车车上装上装备备的超的超导导体体电电磁磁铁铁所所产产生生的的电电磁力与地面槽形磁力与地面槽形导轨导轨上的上的线线圈所圈所产产生的生的电电磁磁力相互排斥，使力

16、相互排斥，使车车体上浮，体上浮，这这两部分磁两部分磁铁铁称称为为上上浮磁浮磁铁铁3牵牵引磁引磁铁铁：槽形：槽形导轨导轨两两侧侧的的线线圈与圈与车车上上电电磁磁铁铁之之间间相互作用，从而相互作用，从而产产生生牵牵引力，使引力，使车车体保持体保持悬悬浮状浮状态态前前进进，这这两部分磁两部分磁铁铁称称为牵为牵引磁引磁铁铁第二十页，本课件共有33页4常常导电导电磁磁铁铁吸引方式磁吸引方式磁悬悬浮：常浮：常导电导电磁磁铁铁吸吸引方式是在引方式是在车车体底部及两体底部及两侧侧倒倒转转向上的向上的顶顶部安装部安装磁磁铁铁，在，在T形形导轨导轨的上方和伸臂部分下方分的上方和伸臂部分下方分别设别设作作用板和感用

17、板和感应钢应钢板，控制板，控制电电磁磁铁铁的的电电流，使流，使电电磁磁铁铁和和导轨间导轨间保持保持1015 mm的的间间隙，并使隙，并使导轨钢导轨钢板的板的吸引力与吸引力与车辆车辆所受的重力平衡，从而使所受的重力平衡，从而使车车体体悬悬浮浮于于轨轨道上运行，如道上运行，如图图533甲所示甲所示图图533第二十一页，本课件共有33页5超超导导电电磁磁铁铁相相斥斥方方式式磁磁悬悬浮浮：超超导导电电磁磁铁铁相相斥斥方方式式是是根根据据磁磁铁铁同同极极相相斥斥的的原原理理，利利用用车车上上超超导导电电磁磁铁铁形形成成的的磁磁场场与与轨轨道道上上线线圈圈形形成成的的磁磁场场之之间间所所产产生生的的相相斥

18、力使斥力使车车体体悬悬浮，如浮，如图图533乙所示乙所示即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)3超超导导是是当当今今高高科科技技的的热热点点，当当一一块块磁磁铁铁靠靠近近超超导导体体时时，超超导导体体会会产产生生强强大大的的电电流流对对磁磁体体有有排排斥斥作作用用，这这种种排排斥斥力力可可使使磁磁体体悬悬浮浮在在空空中中，磁磁悬悬浮浮列列车车就就是是采采用用了了这这种技种技术术磁磁悬悬浮的原理浮的原理()超超导导体体电电流的磁流的磁场场方向与磁体相同方向与磁体相同第二十二页，本课件共有33页超超导导体体电电流的磁流的磁场场方向与磁体相反方向与磁体相反超导体使磁体处于失重状态超

19、导体使磁体处于失重状态超导体产生的磁力与磁体重力平衡超导体产生的磁力与磁体重力平衡ABC D解解析析：选选B.由由题题目目信信息息知知，磁磁体体因因受受电电流流磁磁场场的的排排斥斥力力而而悬悬浮浮，电电流流磁磁场场如如果果等等效效为为条条形形磁磁铁铁，则则据据同同名名磁磁极极相相斥斥可可知知超超导导体体电电流流的的磁磁场场方方向向与与磁磁体体相相反反悬悬浮浮时时，磁磁体体处处于于受受力力平平衡衡状状态态，即即超超导体产生的磁力与磁体重力平衡，即选项导体产生的磁力与磁体重力平衡，即选项B正确正确第二十三页，本课件共有33页 如如图图534所所示示，三三根根通通电电直直导导线线垂垂直直于于纸纸面面

20、放放置置，位位于于b、c、d处处，通通电电电电流流大大小小相相同同，方方向向如如图图所所示示a位位于于bd中中点点且且acab，则则a点点的磁感的磁感应应强强度方向是度方向是()图图534课堂互动讲练课堂互动讲练磁感应强度的特点磁感应强度的特点例例例例1 1第二十四页，本课件共有33页A垂直垂直纸纸面指向面指向纸纸里里B垂直垂直纸纸面指向面指向纸纸外外C沿沿纸纸面由面由a指向指向bD沿沿纸纸面由面由a指向指向c【精【精讲讲精析】精析】磁感磁感应应强强度度为为矢量，利用右手矢量，利用右手螺旋定螺旋定则则将每一根通将每一根通电导线电导线周周围围的磁的磁场场情况判断清情况判断清楚，明确每根楚，明确每

21、根导线导线在在a处产处产生的磁生的磁场场方向，然后用方向，然后用平行四平行四边边形定形定则则求出磁感求出磁感应应强强度方向度方向根据安培定根据安培定则则判断出判断出b、d两根两根导线导线在在a点形成的磁点形成的磁场场，磁感，磁感应应强强度大度大小相等，方向相反，磁感小相等，方向相反，磁感应应强强度度为为零，故零，故a点磁点磁场场就由通就由通电导线电导线c来决定来决定第二十五页，本课件共有33页根根据据安安掊掊定定则则判判断断出出a点点处处的的磁磁场场，磁磁感感应应强强度度方向方向应为应为沿沿纸纸面由面由a指向指向b，正确，正确选项为选项为C.【答案答案】C【方方法法总总结结】磁磁感感应应强强度

22、度是是矢矢量量，满满足足平平行行四四边边形形定定则则，对对于于空空间间多多个个场场源源形形成成的的场场，应应明明确确每每个个场场源在源在该该点点场场的情况再的情况再进进行合成行合成第二十六页，本课件共有33页 如如图图535所示，框架面所示，框架面积为积为S，框架平面，框架平面与磁感与磁感应应强强度度为为B的匀的匀强强磁磁场场方向垂直，方向垂直，则则穿穿过过平面的磁通量平面的磁通量为为_若使框架若使框架绕绕OO转过转过60角，角，则则穿穿过过框架平面的磁通量框架平面的磁通量为为_；若从；若从初始位置初始位置转过转过90角，角，则则穿穿过过框架平面的磁通量框架平面的磁通量为为_；若从初始位置；若

23、从初始位置转过转过180角，角，则则穿穿过过框架框架平面的磁通量的平面的磁通量的变变化是化是_磁通量的计算磁通量的计算例例例例2 2第二十七页，本课件共有33页图图535第二十八页，本课件共有33页第二十九页，本课件共有33页第三十页，本课件共有33页 (2011年年厦厦门门高高二二检检测测)如如图图536所所示示为为一一种种利利用用电电磁磁原原理理制制作作的的充充气气泵泵的的结结构构示示意意图图，其其工工作作原原理理类类似似打打点点计计时时器器，当当电电流流从从电电磁磁铁铁的的接接线线柱柱a流流入入，吸吸引引小小磁磁铁铁向向下下运运动动时时，以以下下判判断断正正确的是确的是()图图536磁在

24、现代科技中的应用磁在现代科技中的应用例例例例3 3第三十一页，本课件共有33页A电电磁磁铁铁的上端的上端为为N极，小磁极，小磁铁铁的下端的下端为为N极极B电电磁磁铁铁的上端的上端为为S极，小磁极，小磁铁铁的下端的下端为为S极极C电电磁磁铁铁的上端的上端为为N极，小磁极，小磁铁铁的下端的下端为为S极极D电电磁磁铁铁的上端的上端为为S极，小磁极，小磁铁铁的下端的下端为为N极极【思思路路点点拨拨】根根据据安安培培定定则则和和磁磁体体间间的的相相互互作作用特点分析用特点分析【自自主主解解答答】当当电电流流由由a流流入入时时，根根据据安安培培定定则则可可知知电电磁磁铁铁上上端端为为S极极，因因小小磁磁铁

25、铁向向下下运运动动，故故小小磁磁铁铁下端下端为为N极，极，选项选项D正确正确【答案答案】D第三十二页，本课件共有33页变变式式训训练练超超导导是是当当今今高高科科技技的的热热点点，当当一一块块磁磁铁铁靠靠近近超超导导体体时时，超超导导体体会会产产生生强强大大的的电电流流对对磁磁体体有有排排斥斥作作用用，这这种种排排斥斥力力可可使使磁磁体体悬悬浮浮在在空空中中，磁磁悬悬浮浮列列车车就就是是采采用用了了这这种种技技术术超超导导体体产产生生强强大的大的电电流是由于流是由于()A超超导导体中磁通量很大体中磁通量很大B超超导导体中磁通量体中磁通量变变化很快化很快C超超导导体体电电阻阻为为零零D超超导导体体电电阻阻变变大大解解析析：选选C.超超导导体体产产生生强强大大电电流流的的原原因因可可根根据据欧欧姆姆定定律律判判断断超超导导体体的的电电阻阻为为零零，所所以以选选项项C正正确确第三十三页，本课件共有33页