學案3幾種常見的磁場學習目標定位 1.知道磁感線的概念，知道幾種常見磁場的磁感線分布.2.會用安培定則判斷電流的磁場方向.3.了解安培分子電流假說.4.知道什么是勻強磁場.5.知道磁通量的概念，會用BS計算磁通量一、磁感線如果在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度的方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線在磁體兩極附近，磁場較強，磁感線較密二、幾種常見的磁場安培定則的幾種表述1直線電流的磁場方向：右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向這個規(guī)律也叫右手螺旋定則2環(huán)形電流的磁場：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導線軸線上磁感線的方向3通電螺線管的磁場：從外部看，通電螺線管的磁場相當于一個條形磁鐵的磁場，所以用安培定則時，拇指所指的是它的北極的方向三、安培分子電流假說法國學者安培提出了著名的分子電流假說他認為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流分子電流分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當于兩個磁極四、勻強磁場強弱和方向處處相同的磁場勻強磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線五、磁通量設(shè)在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為S，我們把B與S的乘積叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通用字母表示磁通量，則BS.在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡稱韋，符號是Wb.一、磁感線安培定則問題設(shè)計在磁場中放一塊玻璃板，玻璃板上均勻地撒一層細鐵屑，輕敲玻璃板，鐵屑就會有規(guī)則地排列起來，模擬出磁感線的形狀由實驗得到條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場的磁感線是如何分布的？答案要點提煉1磁感線和電場線的比較：相同點：都是疏密程度表示場的強弱，切線方向表示場的方向；都不能相交不同點：電場線起于正電荷，終止于負電荷，不閉合；但磁感線是閉合曲線2電流周圍的磁感線方向可根據(jù)安培定則判斷(1)直線電流的磁場：以導線上任意點為圓心的同心圓，越向外越疏(如圖1所示)圖1(2)環(huán)形電流的磁場：內(nèi)部比外部強，磁感線越向外越疏(如圖2所示)圖2(3)通電螺線管的磁場：內(nèi)部為勻強磁場，且內(nèi)部比外部強內(nèi)部磁感線方向由S極指向N極，外部由N極指向S極(如圖3所示)圖3二、安培分子電流假說問題設(shè)計磁鐵和電流都能產(chǎn)生磁場，而且通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵的磁場十分相似，它們的磁場有什么聯(lián)系？答案它們的磁場都是由電荷的運動產(chǎn)生的要點提煉1安培分子電流假說安培認為，物質(zhì)微粒內(nèi)的分子電流使它們相當于一個個的小磁體(如圖4)圖42當鐵棒中分子電流的取向大致相同時，鐵棒對外顯磁性(如圖5甲)；當鐵棒中分子電流的取向變得雜亂無章時，鐵棒對外不顯磁性(如圖乙)圖53安培分子電流假說說明一切磁現(xiàn)象都是由電荷的運動產(chǎn)生的三、勻強磁場磁通量問題設(shè)計取兩塊較大的磁鐵，讓兩個平行的異名磁極相對，在距離很近時用細鐵屑模擬磁感線的分布，你觀察到的結(jié)果怎樣？答案磁感線互相平行要點提煉1勻強磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線2磁通量的定義式：BS，適用條件：磁場是勻強磁場，且磁場方向與平面垂直3當平面與磁場方向不垂直時，穿過平面的磁通量可用平面在垂直于磁場B的方向的投影面積進行計算，即BSBScos_(如圖6) 延伸思考什么是磁通密度？其單位是什么？答案磁通密度就是磁感應強度，其單位可表示為Wb/m2.一、對磁感線的認識例1關(guān)于磁場和磁感線的描述，正確的說法是()A磁感線從磁體的N極出發(fā)，終止于S極B磁感線可以表示磁場的方向和強弱C沿磁感線方向，磁場逐漸減弱D因為異名磁極相互吸引，所以放入通電螺線管內(nèi)的小磁針的N極一定指向螺線管的S極二、對安培定則的理解與應用例2如圖7所示，圖a、圖b是直線電流的磁場，圖c、圖d是環(huán)形電流的磁場，圖e、圖f是通電螺線管電流的磁場試在各圖中補畫出電流方向或磁感線的方向圖7三、對安培分子電流假說的認識例3關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，下列說法正確的是()A除永久磁鐵外，一切磁場都是由運動電荷或電流產(chǎn)生的B根據(jù)安培的分子電流假說，在外磁場作用下，物體內(nèi)部分子電流取向變得大致相同時，物體就被磁化了，兩端形成磁極C一切磁現(xiàn)象都起源于電流或運動電荷，一切磁作用都是電流或運動電荷之間通過磁場而發(fā)生的相互作用D磁就是電，電就是磁；有磁必有電，有電必有磁四、對磁通量的認識及計算例4如圖8所示，框架面積為S，框架平面與磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直，則穿過平面的磁通量為_若使框架繞OO轉(zhuǎn)過60角，則穿過框架平面的磁通量為_；若從初始位置轉(zhuǎn)過90角，則穿過框架平面的磁通量為_；若從初始位置轉(zhuǎn)過180角，則穿過框架平面的磁通量的變化是_1(對磁感線的認識)關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是()A磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，也是一種客觀存在的物質(zhì)B磁感線可以形象地描述磁場的強弱和方向，它每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時北極所指的方向一致C磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止的D磁感線可以用細鐵屑來顯示，因而是真實存在的2.(安培定則的理解與應用)如圖9所示，a、b、c三枚小磁針分別在通電螺線管的正上方、管內(nèi)和右側(cè)，當這些小磁針靜止時，小磁針N極的指向是()Aa、b、c均向左 Ba、b、c均向右Ca向左，b向右，c向右 Da向右，b向左，c向右3(對安培分子電流假說的認識)用安培提出的分子電流假說可以解釋的現(xiàn)象是()A永久磁鐵的磁場 B直線電流的磁場C環(huán)形電流的磁場 D軟鐵棒被磁化的現(xiàn)象4.(磁通量及計算)如圖10所示，半徑為R的圓形線圈共有n匝，其中心位置處半徑為r的虛線范圍內(nèi)有勻強磁場，磁場方向垂直線圈平面若磁感應強度為B，則穿過線圈的磁通量為()ABR2 BBr2 CnBR2 DnBr2題組一對磁感線的認識及方向判斷1下列關(guān)于電場線和磁感線的說法中，正確的是()A電場線和磁感線都是電場或磁場中實際存在的線B磁場中兩條磁感線一定不相交，但在復雜電場中的電場線是可以相交的C電場線是一條不閉合曲線，而磁感線是一條閉合曲線D電場線越密的地方，同一試探電荷所受的電場力越大；磁感線分布較密的地方， 同一試探電荷所受的磁場力也越大2如圖1所示為電流產(chǎn)生磁場的分布圖，正確的分布圖是()圖1A B C D3.當接通電源后，小磁針A按如圖2所示方向運動，則()A小磁針B的N極向紙外轉(zhuǎn)B小磁針B的N極向紙里轉(zhuǎn)C小磁針B不轉(zhuǎn)動D因電流未標出，所以無法判斷小磁針B如何轉(zhuǎn)動4.南極考察經(jīng)常就南極特殊的地理位置進行科學測量“雪龍?zhí)枴笨疾礻爢T一次實驗如下：在地球南極附近用彈簧測力計豎直懸掛一未通電螺線管，如圖3所示下列說法正確的是()A若將a端接電源正極，b端接電源負極，則彈簧測力計示數(shù)將減小B若將a端接電源正極，b端接電源負極，則彈簧測力計示數(shù)將增大C若將b端接電源正極，a端接電源負極，則彈簧測力計示數(shù)將增大D不論螺線管通電情況如何，彈簧測力計示數(shù)均不變題組二對安培分子電流假說的認識5關(guān)于安培分子電流假說的說法正確的是()A安培觀察到物質(zhì)內(nèi)部有分子電流存在就提出了假說B為了解釋磁鐵產(chǎn)生磁場的原因，安培提出了假說C事實上物質(zhì)內(nèi)部并不存在類似的分子電流D根據(jù)后來科學家研究，原子內(nèi)電子繞核旋轉(zhuǎn)形成環(huán)形電流與安培分子電流假說相符6磁鐵在高溫下或者受到敲擊時會失去磁性，根據(jù)安培的分子電流假說，其原因是()A分子電流消失 B分子電流的取向變得大致相同C分子電流的取向變得雜亂 D分子電流的強度減弱7為了解釋地球的磁性，19世紀安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的在下列四個圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是()題組三磁感應強度矢量的疊加8.在磁感應強度為B0、方向向上的勻強磁場中，水平放置一根長通電直導線，電流的方向垂直于紙面向里如圖4所示，a、b、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點，在這四點中()Ab、d兩點的磁感應強度相等 Ba、b兩點的磁感應強度相等Cc點的磁感應強度的值最小 Db點的磁感應強度的值最大9如圖5所示，兩根相互平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是()AO點處的磁感應強度為零Ba、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反Cc、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同Da、c兩點處磁感應強度的方向不同10在紙面上有一個等邊三角形ABC，在B、C頂點處是通有相同電流的兩根長直導線，導線垂直于紙面放置，電流方向如圖6所示，每根通電導線在三角形的A點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B，則三角形A點的磁感應強度大小為_，方向為_若C點處的電流方向反向，則A點處的磁感應強度大小為_，方向為_題組四對磁通量的認識及計算11.如圖7所示是等腰直角三棱柱，其平面ABCD為正方形，邊長為L，它們按圖示方式放置于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度為B0，則下列說法中正確的是()A穿過ABCD平面的磁通量大小為B0L2B穿過BCFE平面的磁通量大小為B0L