1、2012.12012.11 1.22.22 第三章第三章 磁場磁場 新課標高中物理選修新課標高中物理選修3 31 1 3. 3. 3 3 幾種常見的磁場幾種常見的磁場 2012.12012.11 1.22.22 復習溫故復習溫故 磁感應強度磁感應強度 B B的的方向方向：引入小磁針靜止時：引入小磁針靜止時N N極極 所指的方向、或所指的方向、或N N極的受力方向。極的受力方向。 B的的大小大小： IL F B （BL） 注：磁感應強度注：磁感應強度B B為，其由磁場本身屬性為，其由磁場本身屬性 決定。決定。 （矢量）（矢量） 2012.12012.11 1.22.22 在靜電場中研究電場強度時

2、，為了形象地在靜電場中研究電場強度時，為了形象地 了解和描述電場中各點的電場強度的大小和方了解和描述電場中各點的電場強度的大小和方 向，用畫電場線的方法來描述電場。向，用畫電場線的方法來描述電場。 為了描述磁場的強度和方向，可不為了描述磁場的強度和方向，可不 可以也假象一些列曲線來形象描述可以也假象一些列曲線來形象描述 磁場的強度和方向呢？磁場的強度和方向呢？ 物理上確實可用這種方法來描述磁場物理上確實可用這種方法來描述磁場 2012.12012.11 1.22.22 磁感線 2012.12012.11 1.22.22 實驗中常用鐵屑來模擬磁感線的形狀。實驗中常用鐵屑來模擬磁感線的形狀。 磁感

3、線磁感線：磁場中畫出一系列有方向的曲線，且使：磁場中畫出一系列有方向的曲線，且使 曲線上每一點的切線方向與該點的磁感應強度的曲線上每一點的切線方向與該點的磁感應強度的 方向一致。方向一致。 2012.12012.11 1.22.22 2 2、幾、幾種常見磁場磁感線分布種常見磁場磁感線分布 （1 1）條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場磁感線分布：）條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場磁感線分布： 外部外部從從N N到到S S，內部內部從從S S到到N N形成形成閉合曲線閉合曲線 鐵制指針觀 察磁感線.flv 2012.12012.11 1.22.22 條形磁鐵條形磁鐵內部內部的的磁場磁場 磁感線都是閉合的曲線！磁感線

4、都是閉合的曲線！ 2012.12012.11 1.22.22 c.磁感線的疏密可以反映磁場的磁感線的疏密可以反映磁場的強弱強弱 d.任何兩條磁感線都任何兩條磁感線都不相交不相交 磁感線的磁感線的特點特點： a.為形象地描述磁場而人為引入的為形象地描述磁場而人為引入的假想曲線假想曲線 b.磁感線某點的切線方向表示該點的磁場磁感線某點的切線方向表示該點的磁場方向方向 e. 磁感線是磁感線是封閉曲線封閉曲線 2012.12012.11 1.22.22 （2 2）直線電流周圍磁場）直線電流周圍磁場 （右手螺旋定則）（右手螺旋定則） 安培定則：安培定則：用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流用右

5、手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流 的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向。的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向。 磁感線為以導線上的各磁感線為以導線上的各 點為圓心的同心圓，且點為圓心的同心圓，且 在跟導線垂直的平面上。在跟導線垂直的平面上。 畫出直線電流的磁場的立體、俯視、底視、正視圖畫出直線電流的磁場的立體、俯視、底視、正視圖 2012.12012.11 1.22.22 1 1、在奧斯特實驗中、在奧斯特實驗中, , 小磁針小磁針N N極怎樣偏轉極怎樣偏轉? ? 為什么為什么? ? 小磁針小磁針N N極垂直紙極垂直紙 面向里偏轉面向里偏轉 2012.1

6、2012.11 1.22.22 練習：練習：如圖所示如圖所示,一束帶電粒子沿一束帶電粒子沿 水平方向飛過小磁針的上方水平方向飛過小磁針的上方,并與磁針并與磁針 指向平行指向平行,能使小磁針的能使小磁針的N極轉向讀者極轉向讀者, 那么這束帶電粒子可能是那么這束帶電粒子可能是( ) A、向右飛行的正離子束、向右飛行的正離子束 B、向左飛行的正離子束、向左飛行的正離子束 C、向右飛行的負離子束、向右飛行的負離子束 D、向左飛行的負離子束、向左飛行的負離子束 2012.12012.11 1.22.22 (3(3）環形電流周圍磁場）環形電流周圍磁場 l安培定則安培定則： 讓右手彎曲的四指和環形電流的方向

7、一致讓右手彎曲的四指和環形電流的方向一致,伸直伸直 的大拇指所指的方向就是環形導線中心軸線上的大拇指所指的方向就是環形導線中心軸線上 磁感線的方向。磁感線的方向。 環形電流環形電流 的磁場可的磁場可 等效為小等效為小 磁針或條磁針或條 形磁鐵形磁鐵 2012.12012.11 1.22.22 環形電流磁場的幾種圖示環形電流磁場的幾種圖示 橫截面圖橫截面圖 導線電流導線電流 磁感線磁感線 縱截面（右視）圖縱截面（右視）圖 導線導線 電流電流 磁感線磁感線 磁感線分布磁感線分布 環形電流磁場環形電流磁場.flv 2012.12012.11 1.22.22 例例2、如圖所示，環形導線周圍有三、如圖所

8、示，環形導線周圍有三 只小磁針只小磁針a、b、c，閉合開關，閉合開關S后后, 三三 只小磁針只小磁針N極的偏轉方向是極的偏轉方向是( ) A、全向里、全向里 B、全向外、全向外 C、a向里，向里，b、c向外向外 D、a、c向外，向外，b向里向里 D 2012.12012.11 1.22.22 (4(4）、通電螺旋管周圍磁場）、通電螺旋管周圍磁場 等效等效 安培定則：安培定則： 用右手握住螺旋管，讓彎曲的四指所指的方向跟用右手握住螺旋管，讓彎曲的四指所指的方向跟 電流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管內電流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管內 部磁感線的方向部磁感線的方向。（大拇指指向螺旋管

9、北極）。（大拇指指向螺旋管北極） 通電螺線管周圍的 磁場 標清.flv 2012.12012.11 1.22.22 橫截面（左視）圖橫截面（左視）圖 導線電流導線電流 磁感線磁感線 縱截面圖縱截面圖 導線導線 電流電流 磁感線磁感線 磁感線分布磁感線分布 通電螺線管通電螺線管磁場的幾種表示圖磁場的幾種表示圖 2012.12012.11 1.22.22 5. 勻強磁場勻強磁場 磁場強弱、方向處處相同的磁場磁場強弱、方向處處相同的磁場 磁感線分布特點磁感線分布特點: : 勻強磁場的磁感線是一些間隔相同勻強磁場的磁感線是一些間隔相同 的平行直線的平行直線 2012.12012.11 1.22.22

10、1. 相隔很近的兩個異名磁極之間的磁場；相隔很近的兩個異名磁極之間的磁場； 2. 通電螺線管內部的磁場；通電螺線管內部的磁場； I I 3. 相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電 時，其中間區域的磁場。時，其中間區域的磁場。 常見的勻強磁場常見的勻強磁場: 2012.12012.11 1.22.22 例例3、如圖所示，當開關閉合時、如圖所示，當開關閉合時: (1)判斷通電螺線管的磁極；判斷通電螺線管的磁極； (2)指出每個小磁針的指出每個小磁針的N、S極極. N S 甲甲 乙乙 丙丙 丁丁 S N N N N 2012.12012.11 1.22.22 1

11、1、關于磁感線的下列說法中，正確的是（、關于磁感線的下列說法中，正確的是（ ） 、 磁感線是真實存在于磁場中的有方向的曲線磁感線是真實存在于磁場中的有方向的曲線 、 磁感線上任一點的切線方向，都跟該點磁場的方向相同磁感線上任一點的切線方向，都跟該點磁場的方向相同 、磁鐵的磁感線從磁鐵的北極出發，終止于磁鐵的南極、磁鐵的磁感線從磁鐵的北極出發，終止于磁鐵的南極 、 磁感線有可能出現相交的情況磁感線有可能出現相交的情況 2 2、大致畫出圖中各電流的磁場磁感線的分布情況、大致畫出圖中各電流的磁場磁感線的分布情況 課堂訓練課堂訓練 B 2012.12012.11 1.22.22 3、在圖中，已知磁場的

12、方向，試畫出產、在圖中，已知磁場的方向，試畫出產 生相應磁場的電流方向生相應磁場的電流方向 X X 2012.12012.11 1.22.22 4 4、如圖所示，、如圖所示，a a、b b、c c三枚小磁針分別放在通電螺線管的正上三枚小磁針分別放在通電螺線管的正上 方、管內方、管內 和右側當這些小磁針靜止時，小磁針和右側當這些小磁針靜止時，小磁針N N極的指向是極的指向是 ( )( ) A Aa a、b b、c c均向左均向左 B Ba a、b b、c c均向右均向右 C Ca a向左，向左，b b向右，向右，c c向右向右 D Da a向右，向右，b b向左，向左，c c向右向右 5、如圖所

13、示，在三維直角坐標系中，若一束電子沿、如圖所示，在三維直角坐標系中，若一束電子沿y軸正向運軸正向運 動，則由此產生的在動，則由此產生的在z軸上軸上A點和點和x軸上軸上B點的磁場方向是點的磁場方向是( ) A、A點磁場沿點磁場沿x軸正方向，軸正方向，B點磁場沿點磁場沿z軸負方向軸負方向 B、A點磁場沿點磁場沿x軸負方向，軸負方向，B點磁場沿點磁場沿z軸正方向軸正方向 C、A點磁場沿點磁場沿z軸正方向，軸正方向， B點磁場沿點磁場沿x軸負方向軸負方向 D、A點磁場沿點磁場沿x軸正方向，軸正方向， B點磁場沿點磁場沿z軸正方向軸正方向 C C 2012.12012.11 1.22.22 A B 6

14、6、在光滑的水平桿上有兩個通有同方向的金屬圓環，問：兩環、在光滑的水平桿上有兩個通有同方向的金屬圓環，問：兩環 將怎樣運動？將怎樣運動？ （靠近或遠離）（靠近或遠離） 7 7、如圖所示，彈簧下掛一條形磁棒，其中條形、如圖所示，彈簧下掛一條形磁棒，其中條形 磁棒磁棒N N極的一部分位于未通電的螺線管內，下列極的一部分位于未通電的螺線管內，下列 說法正確的是說法正確的是( )( ) A.A.若將若將a a接電源正極，接電源正極，b b接負極，彈簧的彈力將減小接負極，彈簧的彈力將減小 B.B.若將若將a a接電源正極，接電源正極，b b接負極，彈簧的接負極，彈簧的彈力彈力將增大將增大 C.C.若將若

15、將b b接電源正極，接電源正極，a a接負極，彈簧的接負極，彈簧的彈力彈力將增大將增大 D.D.若將若將b b接電源正極，接電源正極，a a接負極，彈簧的接負極，彈簧的彈力彈力將減小將減小 ACAC 2012.12012.11 1.22.22 8 8、如圖所示，兩根非常靠近且互相垂直的長直導線，當通以、如圖所示，兩根非常靠近且互相垂直的長直導線，當通以 如圖所示方向的電流時，電流所產生的磁場在導線所在平面內的如圖所示方向的電流時，電流所產生的磁場在導線所在平面內的 哪個區域內方向是一致且向里的哪個區域內方向是一致且向里的 （ ） A.A.區域區域I B.I B.區域區域 C. C.區域區域 D

16、. D.區域區域 9 9、鐵環上繞有絕緣的通電導線、鐵環上繞有絕緣的通電導線, ,電流方向如圖電流方向如圖 所示所示. .則有鐵環中心則有鐵環中心O O處的磁場方向為處的磁場方向為( ) ( ) A A向下向下 B B向上向上 C C垂直紙面向里垂直紙面向里 D D垂直紙面向外垂直紙面向外 1010、如圖有一根直導線上通以恒定電、如圖有一根直導線上通以恒定電 流流I I，方向垂直指向紙內且和勻強磁，方向垂直指向紙內且和勻強磁 場場B B垂直，則在圖中圓周上磁感應強垂直，則在圖中圓周上磁感應強 度數值最大的點是（度數值最大的點是（ ） A aA a點點 B bB b點點C cC c點點 D dD

17、 d點點 A a b c d 2012.12012.11 1.22.22 2012.12012.11 1.22.22 N N S S 二、安培分子電流假說二、安培分子電流假說 分子電流實際上是由核外電子繞核運動形成的分子電流實際上是由核外電子繞核運動形成的 1 1、內容：、內容： 2012.12012.11 1.22.22 未被磁化的鐵棒未被磁化的鐵棒 磁化后的鐵棒磁化后的鐵棒 二、安培分子電流假說二、安培分子電流假說 2 2、應用：解釋磁現象、應用：解釋磁現象 N NS S 2012.12012.11 1.22.22 3 3、意義、意義: : 1)成功解釋磁化和消磁現象成功解釋磁化和消磁現象

18、 3)揭示了電和磁的本質聯系揭示了電和磁的本質聯系 2)揭示了磁性的起源揭示了磁性的起源 二、安培分子電流假說二、安培分子電流假說 2012.12012.11 1.22.22 B 練習練習、一根軟鐵棒在磁場中被磁化、一根軟鐵棒在磁場中被磁化. .是因為是因為 ( )( ) A A、軟鐵棒中產生了分子電流、軟鐵棒中產生了分子電流 B B、軟鐵棒中分子電流消失了、軟鐵棒中分子電流消失了 C C、軟鐵棒中分子電流取向變得雜亂無章、軟鐵棒中分子電流取向變得雜亂無章 D D、軟鐵棒中分子電流取向變得大致相同、軟鐵棒中分子電流取向變得大致相同 D 2012.12012.11 1.22.22 1 1、磁場強

19、弱、方向處處相同的磁場、磁場強弱、方向處處相同的磁場 2 2、勻強磁場的磁感線：是一組相互平行、方向相同、疏密均勻、勻強磁場的磁感線：是一組相互平行、方向相同、疏密均勻 的直線的直線 3 3、常見的勻強磁場常見的勻強磁場: : 相隔很近的兩個異名磁極之間的磁場相隔很近的兩個異名磁極之間的磁場 通電螺線管內部的磁場通電螺線管內部的磁場 相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電時，其中間區域的相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電時，其中間區域的 磁場磁場 I I 2012.12012.11 1.22.22 1.1.描述磁場某描述磁場某點點的強弱和方向的強弱和方向 (1).(1).定義法定義法: : IL F B (2).(2).磁感線磁感線: : 磁感線越密磁感線