高中物理专题：磁场和磁感线、磁通量

一、磁感线1.概念在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度方向一致，这样的曲线就叫做磁感线。利用磁感线可以 形象地描述磁场。如下图所示是一根磁感线。注意切线与切线方向的区别：切线是一条直线，切线方向是顺着磁感线（的走向），沿着切线的方向，箭头表示方向。2.模拟磁感线用细铁屑可模拟磁感线的形状，如下图所示是条形磁铁磁感线模拟图。在条形磁铁两极附近，磁场较强 ，磁感线较 密 。3.磁感线的特点（1）磁感线是为了方便地描述磁场而引入的曲线，实际上并不存在（磁场中并不存在这些线，也不是说有画线的地方有磁场和磁感线、没画线的地方没有磁场和磁感线，就像我们画太阳光、灯光，实际上并不是在空中存在这些“光线”）。（2）磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。同一幅磁感线分布图，磁感线越密集的地方，磁场越强。（3）磁感线的方向：在磁体外部，磁感线从北极出来，（走向南极），进入南极；在磁体内部，从南极指向北极。形成闭合的曲线。（4）磁感线不相交。4.常见的几种永磁体磁场的磁感线分布图：相隔很近的两个异名磁极之间的磁场模拟磁感线的立体图：二、电流的磁场电流能产生磁场。1.安培定则（1）直线电流（通电直导线）用右手握着直导线，让伸直的拇指指向电流的方向，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。（如下图甲所示）(2)环形电流的磁场让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上 磁感线 的方向，（如上图乙所示）。(3)通电螺线管的磁场右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流 方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部 磁感线的方向，或拇指指向螺线管的 北极（N 极），如上图丙所示。①.通电螺线管内部的磁场②.相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场：③几种常见的电流磁场对比：2.安培分子电流假说(1)分子电流：在原子、分子等物质微粒的内部，存在的一种环形电流 。(2)安培认为，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极，（这个小磁体可以叫做磁畴）。磁体的磁场和电流的磁场本质是一样的，都是由电荷的 运动 产生的。3.利用安培分子电流解说一些磁现象：（1）非磁体和一个没有磁化的铁磁性材料里面的分子电流杂乱无章，没有固定的排列，每一个小磁体产生的磁场，都被互相“抵消”，整体没有显示出磁性。（2）磁化：当铁磁性材料或者铁块附件存在磁场时，在外界磁场的作用下，材料或铁块里的分子电流取向变得一致，小磁体（磁畴）排列规则，每个小磁体的磁场互相加强，整体表现出磁性，成为一个新的磁体。（3）消磁：当永磁体受到激烈的碰撞等原因，或者软铁周围的外界磁场消失，永磁体或软铁里的分子电流取向又变得杂乱无章，整体失去了磁性。4.安培分子电流假说的意义（1）.成功的解释了磁化现象和磁体消磁现象.（2）.安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系.（3）.安培的分子电流假说揭示了磁性的起源，认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动电荷产生的.例１：关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是( Ｂ　 )A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性三、磁通量1.定义：在磁感应强度为B的匀强磁场当中，有一个与磁场方向垂直的平面S，B和S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量.2.公式：Φ＝BS（1）适用条件：①匀强磁场；②磁场与平面垂直（2）当磁场B与面积S不垂直,Φ<BS当面积S与磁场B方向成夹角θ时：S应为有效面积（垂直于磁感线方向上的投影面积）Φ=BSsinθ3.单位：韦伯　符号：Wb1Wb=1T·m24.几点说明：（1）.Φ是标量，但有方向，若取某方向穿入平面的磁通量为正，则反方向穿入该平面的磁通量为负.过一个平面若有方向相反的两个磁通量，这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通).（２）磁通量的意义可以用磁感线形象的说明例题２：线圈绕垂直于磁场的轴OO’由图示位置旋转180°的过程中，磁通量如何变化？磁通量的变化是多少？以开始的时候磁通量为正Φ１＝BS，转过180°后穿过该面的磁通量变为Φ２＝-BSΔΦ＝Φ２－Φ１＝－２BS练习：１.如图，线圈平面与水平方向成θ角，磁感应线竖直向下，设匀强磁场的磁感应强度为B，线圈面积为S，则Ф＝_________参考答案：BScosθ