高中物理人教版 (新课标)选修33 几种常见的磁场导学案

3.3几种常见的磁场  磁感线

【学习目标】磁感线、安培定则、安培分子电流假说、匀强磁场、磁通量

【重点难点】重点：磁感线、安培定则

难点：、磁场叠加、安培分子电流假说

【要点导学】

1、描述电场用电场线，描述磁场用磁感线。对磁感线的认识：（1）假想的，不存在的（2）方向（3）强弱（4）闭合，磁体外由N→S；磁体内S→N（5）空间任意点不相交。画出条形磁铁周围的磁感线形状

2、安培定则：

3、几种常见的磁场的磁感线分布图

①直线电流的磁场：通电直导线在周围产生的磁场是不均匀分布的，垂直于直导线方向，离直导线越远，磁场         ；反之越强．

②环形电流的磁场

③运动电荷的磁场：电流是由电荷的定向移动形成的，电流的磁场实质是运动电荷产生的．

④地球磁场（试画）（不计磁偏角时）。

⑤一对条形磁铁组成的磁场分布（如图）

⑥匀强磁场

4、安培的分子电流假说揭示了磁现象的________.假说认为:在分子、原子的内部存在着一种________电流，它的两侧相当于两个________，磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由________而产生的.根据现代物理学的知识，安培所说的分子电流就是原子内部________的运动而形成的.

5、磁通量：在匀强磁场中，如果有一个与磁感应强度垂直的平面，其面积为，定义________为穿过这个平面的磁通量，单位是       ，简称          ，符号为         。如果平面与磁感应强度方向不垂直，如何计算穿过它的磁通量呢？也可以用磁感线条数的多少表示磁通量大小。

【典型例题】

例1、关于磁感线的概念，下列说法中正确的是( ).

(A)磁感线是磁场中客观存在、肉眼看不见的曲线

(B)磁感线总是从磁体的N极指向磁体的S极

(C)磁感线上各点的切线方向与该点的磁场方向一致

(D)两个磁场叠加的区域，磁感线就有可能相交

例2、试在图中，由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向.

例3、请画出如图所示各图中相应的磁感线分布.

例4、关于磁现象的电本质，安培提出分子电流假说.他怎样提出来的(    ).

(A)安培通过精密仪器观察到分子电流

(B)安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的结论

(C)安培根据环型电流的磁性与磁铁相似提出的一种假说

(D)安培凭空想出来的

例5、在B=0.48T的匀强磁场中,有一个长为L1=0.20m,宽为L2=0.10 m的矩形线圈,求下列情形通过线圈的磁通量: （1）线圈平面与磁感方向平行；（2）线圈平面与磁感方向垂直；（3）线圈平面与磁感方向成60o角；（4）若题（3）中线圈的匝数为100匝,结果又如何？

【针对训练】

1．如图3-3-7所示,两根平行的直导线,通以大小相等、方向相反的电流，下列说法中正确的是（   ）                                                                       

(A)两根导线之间不存在磁场

(B)两根导线之外不存在磁场

(C)两根导线之间存在磁场,方向垂直纸面向里

(D)两根导线之间存在磁场,方向垂直纸面向外

2．一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置B和位置C的过程中，下列对磁通量变化判断正确的是（  ）

A．一直变大

B．一直变小

C．先变大后变小

D．先变小后变大

3.如图所示，电流从A点分两路通过对称的半圆支路汇合于B点，在圆环中心O处的磁感应强度为(              ).

(A)最大，垂直纸面向外   (B)最大，垂直纸而向里

(C)零                   (D)无法确定

【课后练习】

1.两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边△ABC的A和B处，如图所示.两通电导线在C处产生磁场的磁感应强度大小都足B0，则C处磁场的总磁感应强度大小是(              ).

(A)0  (B)B0  (C)  (D)2B0

2.超导是当今高科技的热点.当一块磁体靠近超导体时，超导体会产生强大的电流，对磁体有排斥作用.这种排斥力可以使磁体悬浮于空中，磁悬浮列车就采用了这种技术.关于磁体悬浮，下列说法中正确的是(              ).

(A)超导体中电流产生的磁场方向与磁体的磁场方向相反

(B)超导体中电流产生的磁场方向与磁体的磁场方向相同

(C)超导体对磁体的力与磁体的重力平衡

(D)超导体使磁体处于失重状态

3.在同一平面内放置六根通电导线，通以相等的电流，方向如图所示，则在a、b、c、d四个面积相等的正方形区域中，磁场最强且磁感线指向纸外的区域是(              ).

(A)a区  (B)b区  (C)c区  (D)d区

★4.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图所示.此时小磁针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是(              ).

(A)向右飞行的正离子束  (B)向左飞行的正离子束

(C)向右飞行的负离子束  (D)向左飞行的负离子束

★★5．如图3-3-9所示，匀强磁场的磁感强度B=2．0T，方向沿z轴正方向，且ab=40cm，bc=30cm，ae=50cm，求通过面积S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量φ1、φ2、φ3分别是          、           、                

6、19世纪20年代，以塞贝克为代表的科学家已认识到:温度差会引起电流.安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假没:地球磁场是由绕地球的环形电流引起的.该假设中电流的方向是(              ).

(A)由西向东垂直磁子午线  (B)由东向西垂直磁子午线

(C)由南向北沿磁子午线方向 (D)由赤道向两极沿磁子午线方向

(注:磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)

【高考链接】

★★★16.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为B2/2μ，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△l，并测出拉力F，如图所示.因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B=________.(2002年上海高考试题)

【学后反思】

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