2023學年高二物理3-3幾種常見的磁場導學案新人教版選修3-1一、課前自主學習(一)磁感線1．定義：如果在磁場中畫出一些有方向的曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的____________的方向一致．2．特點：磁感線的疏密程度表示__________，磁場強的地方磁感線密，磁場弱的地方__________．(二)幾種常見的磁場1．通電直導線：右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向與__________一致，彎曲的四指所指的方向就是________環繞的方向．2．通電環形導線和通電螺線管：讓右手彎曲的四指與環形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環形導線________________________磁感線的方向或螺線管__________磁感線的方向．（三）安培分子電流假說1．分子電流假說：在原子、分子等物質微粒的內部，存在著一種____________——分子電流．2．____________，決定了物體對外是否顯磁性．(四)勻強磁場1．定義：____________處處相同的磁場．2．磁感線：間隔相同的____________．3．實例：距離很近的兩個異名磁極間的磁場，兩平行放置的通電線圈，其中間區域的磁場都是勻強磁場．(五)磁通量1．定義：勻強磁場磁感應強度B與和磁場方向______的平面面積S的乘積，即Φ＝________.2．單位：1________＝1________3．引申：B＝eq\f(Φ,S)，因此磁感應強度B又叫________.如果平面與磁感應強度方向不垂直，如何計算穿過它的磁通量呢？一種方法是：考慮到磁感應強度是矢量，可以分解為平行于平面的分量和垂直于平面的分量，如圖3-3-2所示，由于平行于平面的分量并不穿過平面，所以磁通量數值上等于垂直于平面的分量與面積的乘積，。另一種方法是：磁感應強度不分解，將平面的面積做投影，磁通量數值上等于磁感應強度與投影面積的乘積，。不管用哪種方法來計算磁通量的值，必須保證中的磁感應強度與平面垂直。二、核心知識探究（一）方法探究1.如圖所示，放在通電螺線管內部中間處的小磁針，靜止時N極指向右.試判定電源的正負極.解析：小磁針N極的指向即為該處的磁場方向，所以在螺線管內部磁感線方向由a→b，根據安培定則可判定電流由c端流出，由d端流入，故c端為電源的正極，d端為負極.注意：不要錯誤地認為螺線管b端吸引小磁針的N極，從而判定b端相當于條形磁鐵的南極，關鍵是要分清螺線管內、外部磁感線的分布.2.如圖所示，當線圈中通以電流時，小磁針的北極指向讀者.學生確定電流方向.答案：電流方向為逆時針方向.（二）典型例題例1、關于磁感線的概念，下列說法中正確的是( ).(A)磁感線是磁場中客觀存在、肉眼看不見的曲線(B)磁感線總是從磁體的N極指向磁體的S極(C)磁感線上各點的切線方向與該點的磁場方向一致(D)兩個磁場疊加的區域，磁感線就有可能相交例2、試在圖中，由電流產生的磁場方向確定導線或線圈中的電流方向.例3、請畫出如圖所示各圖中相應的磁感線分布三、當堂檢測1、在紙面上有一個等邊三角形ABC，在B、C頂點處都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3-3-3所示，每根通電導線在三角形的A點產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.答案：B、水平向右，B、豎直向下2、一根軟鐵棒被磁化是因為（）A．軟鐵棒中產生了分子電流B．軟鐵棒中分子電流取向雜亂無章C．軟鐵棒中分子電流消失了D．軟鐵棒中分子電流取向變得大致相同解析：磁化結果是使材料中分子電流的取向大致相同，這是分子電流假說對于磁化現象的解釋，所以本題的正確選項是D．3、關于磁現象的電本質，安培提出分子電流假說.他怎樣提出來的( ).(A)安培通過精密儀器觀察到分子電流(B)安培根據原子結構理論，進行嚴格推理得出的結論(C)安培根據環型電流的磁性與磁鐵相似提出的一種假說(D)安培憑空想出來的答案：C4、有一矩形線圈，線圈平面與磁場方向成角，如圖所示。設磁感應強度為B，線圈面積為S，則穿過線圈的磁通量為多大？5、如圖所示，兩塊軟鐵放在螺線管軸線上，當螺線管通電后，兩軟鐵將（填“吸引”、“排斥”或“無作用力”），A端將感應出極。答案：4、BSsin 5、吸引S四、課后練習與提高1、根據安培假設的思想，認為磁場是由于運動電荷產生的，這種思想如果對地磁場也適用，而目前在地球上并沒有發現相對地球定向移動的電荷，那么由此判斷，地球應該（）A、帶負電 B、帶正電 C、不帶電 D、無法確定2、關于磁通量，下列敘述正確的是（）A、在勻強磁場中，穿過一個面的磁通量等于磁感應強度與該面面積的乘積B、C、把一個線圈放在M、N兩處，若放在M處時穿過線圈的磁通量比放在N處時大，則M處的磁感應強度一定比N處大D、同一線圈放在磁感應強度大處，穿過線圈的磁通量不一定大3、把一個面積為×10-2m2的單匝矩形線圈放在磁感應強度為×10-24、如圖所示，在條形磁鐵外面套一圓環，當圓環從磁鐵的N極向下平移到S極的過程中，穿過圓環的磁通量如何變化（）A、逐漸增加B、逐漸減少C、先逐漸增加，后逐漸減少D、先逐漸減少，后逐漸增大5．利用安培分子電流假說可以解釋下列哪些現象( )A．永久磁鐵的磁場B．直線電流的磁場C．環形電流的磁場D．軟鐵被磁化產生磁性6．磁鐵在高溫下或者受到敲擊時會失去磁性，根據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．圖3-3-4是鐵棒甲與鐵棒乙內部各分子電流取向的示意圖，甲棒內部各分子電流取向是雜亂無章的，乙棒內部各分子電流取向大致相同，則下面說法正確的是()圖3-3-4A、圖3-3-4B、兩棒均不顯磁性C、甲棒不顯磁性，乙棒顯磁性D、甲棒顯磁性，乙棒不顯磁性圖3-3-58．如圖3-3-5所示，兩個同心放置的共面金屬圓環a和b，一條形磁鐵穿過圓心且與環面垂直，用穿過兩環的磁通量φa和φb大小關系為：（）圖3-3-5A．φa<φbB．φa>φbC．φa=φbD．無法比較9．一平面線圈用細桿懸于P點，開始時細桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖3-3-6所示的勻強磁場中運動.已知線圈平面始終與紙面垂直，當線圈第一次通過位置B和位置C的過程中，下列對磁通量變化判斷正確的是（）A．一直變大B．一直變小C．先變大后變小D．先變小后變大10．如圖3-3-7所示,兩根平行的直導線,通以大小相等、方向相反的電流，下列說法中正確的是（）圖3-3-7圖3-3-7(A)兩根導線之間不存在磁場(B)兩根導線之外不存在磁場(C)兩根導線之間存在磁場,方向垂直紙面向里(D)兩根導線之間存在磁場,方向垂直紙面向外11．在B=的勻強磁場中,有一個長為L1=0.20m,寬為L2=0.10m的矩形線圈,求下列情形通過線圈的磁通量:線圈平面與磁感方向平行；線圈平面與磁感方向垂直；線圈平面與磁感方向成60o角；若題（3）中線圈的匝數為100匝,結果又如何？12．在一個平面內有6根彼此絕緣的通電直導線，電流方向如圖3-3-8所示，各導線的電流大小相等，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4個區域的面積相等，則垂直紙面指向紙內磁通量最大的區域是______，垂直紙面指向紙外磁通量最大的區域是_______13．如圖3-3-9所示，勻強磁場的磁感強度B=2．0T，方向沿z軸正方向，且ab=40cm，bc=30cm，ae=50cm，求通過面積S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量φ1、φ2、φ3分別是