1、第三章第三章 磁磁 场场第三章第三章 磁磁 场场 第第 三三 节节 几种常见的磁场几种常见的磁场1定义：在磁场中画出一些定义：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线就叫做方向一致，这样的曲线就叫做磁感线磁感线一、一、磁感线磁感线2性质性质(1)磁感线在磁体的外部从北极磁感线在磁体的外部从北极(N极极)指向南极指向南极(S极极)，在磁体的内部则是由，在磁体的内部则是由南极指向北极，形成一条闭合曲线南极指向北极，形成一条闭合曲线(2)磁感线密集的地方磁场强，稀疏的磁感线密集的地方磁场强，稀疏的地方
2、磁场弱地方磁场弱(3)磁感线的切线方向即为该点的磁场磁感线的切线方向即为该点的磁场方向方向(4)任意两条磁感线不能相交任意两条磁感线不能相交3磁感线与电场线的比较磁感线与电场线的比较两种线比较内容两种线比较内容磁感线磁感线电场线电场线不同点不同点闭合曲线闭合曲线不闭合，起始于正电荷或无不闭合，起始于正电荷或无限远，终止于负电荷或无限限远，终止于负电荷或无限远远相相似似点点引入目的引入目的为形象描述场而引入的假想线，实际不存在为形象描述场而引入的假想线，实际不存在疏密疏密场的强弱场的强弱切线方向切线方向场的方向场的方向是否相交是否相交不能相交不能相交(电场中无电荷空间不相交电场中无电荷空间不相交
3、)1常见永磁体的磁场常见永磁体的磁场(如图如图)二、几种常见的磁场二、几种常见的磁场2电流的磁场电流的磁场(1)直线电流的磁场直线电流的磁场安培定则安培定则(右手螺旋定则右手螺旋定则)：右手握住：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图甲所示磁感线环绕的方向，如图甲所示直线电流的直线电流的磁场几种磁场几种不同的画法，如不同的画法，如图乙所示图乙所示(图图中中“”号表示磁场方向垂号表示磁场方向垂直纸面向里，直纸面向里，“”表示磁场方向垂直纸表示磁场方向垂直纸面向外面向外)
4、直线电流的磁场强直线电流的磁场强弱与距离导线的距弱与距离导线的距离有关，离导线越离有关，离导线越近，磁场越强，离近，磁场越强，离导线越远，磁场越导线越远，磁场越弱弱N N(2)环形电流的磁场环形电流的磁场(环形电流的环形电流的)安培定则：安培定则：让右手弯曲的四指与环形让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向导线轴线上磁感线的方向，如图丙所示，如图丙所示环形电流的磁场可有几种不同的环形电流的磁场可有几种不同的画法，如图丁所示画法，如图丁所示环形电流的磁场类似于条形环形电流的磁场类似于条形磁铁的磁场，其两
5、侧分别对磁铁的磁场，其两侧分别对应是磁场的应是磁场的N极和极和S极由于极由于磁感线均为闭合曲线，所以磁感线均为闭合曲线，所以环内、外磁感线条数相等，环内、外磁感线条数相等，故环内磁场强、环外磁场弱故环内磁场强、环外磁场弱(3)通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场(通电螺线管的通电螺线管的)安培定则：右手安培定则：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与电流方向一致，大拇指所指方向与电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线方的方向就是螺线管内部的磁感线方向向(如图如图a所示所示)几种常用的磁感线不同的画法，几种常用的磁感线不同的画法，如图如图b所示所示1内容
6、：所有磁现象都可以归结为运动电荷内容：所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流电流)之间通过磁场而发生的相互作用在原子之间通过磁场而发生的相互作用在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流分子电流，分子电流，分子电流使每个物质微粒都成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如为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极如图所示图所示三、安培分子电流假说三、安培分子电流假说2对有关磁现象的解释对有关磁现象的解释(1)磁化：软铁棒未被磁化前，内磁化：软铁棒未被磁化前，内部分子电流取向杂乱无章，磁场部分子电流取向杂乱无章，磁场相互抵消，对外界不显
7、磁性；在相互抵消，对外界不显磁性；在外界磁铁的磁化下，内部各分子外界磁铁的磁化下，内部各分子电流取向一致，形成磁极电流取向一致，形成磁极对外显对外显示磁性，示磁性，是磁铁是磁铁的的N极极对外显对外显示磁性，示磁性，是磁铁是磁铁的的S极极对外不对外不显示磁显示磁性性(2)失磁：由于激烈的分子热运失磁：由于激烈的分子热运动或机械运动使分子电流取向动或机械运动使分子电流取向变得杂乱无章的结果变得杂乱无章的结果1如果磁场的某一区域里，磁感应强度如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场叫匀强磁场2产生方法产生方法(1)距离很近的两
8、个异名磁极之间的磁场距离很近的两个异名磁极之间的磁场(除边缘部分外除边缘部分外)；(2)通电螺线管内部的磁场通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外除边缘部分外)(3)相隔一定距离的两个平行放置的线圈通相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场电时，其中间区域的磁场四、匀强磁场四、匀强磁场1定义：设在磁感应强度为定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我，我们把们把B与与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母简称磁通，用字母表示表示2公式：公式：BS.(1)适
9、用条件：适用条件：a.匀强磁场；匀强磁场；b磁感线与平面垂直磁感线与平面垂直五、磁通量五、磁通量(2)在匀强磁场在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂中，若磁感线与平面不垂直，公式直，公式BS中的中的S应为平面在垂直于应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积磁感线方向上的投影面积BScos.式中式中Scos即面积即面积S在垂直于磁感线方向的在垂直于磁感线方向的投影，我们称为投影，我们称为“有效面积有效面积”S在垂直于在垂直于磁感线方磁感线方向的投影向的投影磁通量也可理解为穿过某面积的磁感线的条数，当有方向相反的磁通量也可理解为穿过某面积的磁感线的条数，当有方向相反的两簇条数相同的磁感线穿过某面积时，
10、该面积上的磁通量为零两簇条数相同的磁感线穿过某面积时，该面积上的磁通量为零4物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数对于同一个平面，当它跟磁场方感线条数对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时向垂直时，磁通量最大，磁通量最大当它跟磁场方向平当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零最大最大较小较小=03、标量，单位：韦伯（、标量，单位：韦伯（Wb）1Wb=1Tm2例例1 磁场磁场中的中的磁感线如图所示，磁感线如图所示，则（则（）Aa、b两处的磁感应强度的大两处的磁感应强度的大小不等，小不等，BaBbB a、b两处的磁
11、感应强度的大两处的磁感应强度的大小不等，小不等，BaBbC同一通电导线放在同一通电导线放在a处受力一处受力一定比放在定比放在b处受力小处受力小Da处没有磁感线，所以磁感应处没有磁感线，所以磁感应强度为强度为零零b处的磁感线较密，处的磁感线较密，a处的处的磁感线较疏磁感线较疏不知通电导线在磁场中的放不知通电导线在磁场中的放置方向，没法确定受力大小置方向，没法确定受力大小磁感线是用来描述磁场的，磁感线是用来描述磁场的，不可能在存在磁场的区域内不可能在存在磁场的区域内全部画出磁感线全部画出磁感线答案：答案：B1.下列下列关于磁感线的叙述，正确的是关于磁感线的叙述，正确的是()A磁感线是真实存在的，细
12、铁屑撒在磁铁附近，我们看磁感线是真实存在的，细铁屑撒在磁铁附近，我们看到的就是磁感线到的就是磁感线B磁感线始于磁感线始于N极，终于极，终于S极极C磁感线和电场线一样，不能相交磁感线和电场线一样，不能相交D沿磁感线方向磁场减弱沿磁感线方向磁场减弱C例例2.如如图所示，环形导线周围有三只小图所示，环形导线周围有三只小磁针磁针a、b、c，闭合开关，闭合开关S后，三只小磁后，三只小磁针针N极的偏转方向是极的偏转方向是()A全向里全向里B全向外全向外Ca向里，向里，b、c向外向外Da、c向外，向外，b向里向里确定电流方向确定电流方向确定磁场方向确定磁场方向确定小磁针确定小磁针N极受力方向极受力方向思思维
13、维流流程程顺时针方向顺时针方向环内向里、环外向外环内向里、环外向外N极受力极受力b向里，向里，a、c向外向外D【方法总结方法总结】(1)几个方向的一致性：磁感线方向、磁场方向和能自由转动的小几个方向的一致性：磁感线方向、磁场方向和能自由转动的小磁针静止时磁针静止时N极所指的方向，三者是一致的极所指的方向，三者是一致的(2)分清分清“因因”和和“果果”：在判定直线电流的磁场的方向时，大拇：在判定直线电流的磁场的方向时，大拇指指指指“原因原因”电流方向，四指指电流方向，四指指“结果结果”磁场绕磁场绕向向在判定环形电流磁场方向时，四指指在判定环形电流磁场方向时，四指指“原因原因”电流绕向，大拇电流绕
14、向，大拇指指指指“结果结果”环内沿中心轴线的磁感线方向，即指环内沿中心轴线的磁感线方向，即指N极极2.如如图各图中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针图各图中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向或磁感线方向请画出对应的磁感线极的指向或磁感线方向请画出对应的磁感线(标上方向标上方向)或电流或电流方向方向答案答案例例3如图所示，线圈平面与水平方向夹如图所示，线圈平面与水平方向夹角角60，磁感线竖直向下，线圈平面，磁感线竖直向下，线圈平面面积面积S0.4 m2，匀强磁场磁感应强度，匀强磁场磁感应强度B0.6 T，则穿过线圈的磁通量，则穿过线圈的磁通量为多少？为多少？解析
15、：把解析：把S投影到与投影到与B垂直的方向，则垂直的方向，则BScos 0.60.4cos 60Wb0.12 Wb.思维流程：思维流程：S向与向与B垂直的方向做投影垂直的方向做投影 求投影面积求投影面积 求磁通量求磁通量1.关于磁感线，下列说法中正确的是关于磁感线，下列说法中正确的是()A两条磁感线的空隙处一定不存在磁场两条磁感线的空隙处一定不存在磁场B磁感线总是从磁感线总是从N极到极到S极极C磁感线上任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致磁感线上任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致D两个磁场叠加的区域，磁感线就可能两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交相交C2如图所示，水平直导线如图所示
16、，水平直导线ab通有向右的电流通有向右的电流I，置于导线正下方的，置于导线正下方的小磁针小磁针S极将极将()A向纸外偏转向纸外偏转 B向纸内偏转向纸内偏转C 在纸面内顺时针转过在纸面内顺时针转过90 D不动不动A3关于磁通量，下列说法中正确的是关于磁通量，下列说法中正确的是()A磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量B磁通量越大，磁感应强度越大磁通量越大，磁感应强度越大C穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D磁通量就是磁感应强度磁通量就是磁感应强度C4一块磁铁从高处掉到地上，虽然没有断，但磁性
17、变弱了，这是一块磁铁从高处掉到地上，虽然没有断，但磁性变弱了，这是因为因为()A磁铁被磁化了磁铁被磁化了 B磁铁因剧烈震动而退磁了磁铁因剧烈震动而退磁了C磁铁是非磁性物质磁铁是非磁性物质 D磁铁是软磁性材料磁铁是软磁性材料B5.如图所如图所示，框架面积为示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为场方向垂直，则穿过平面的磁通量为_若使框架绕若使框架绕OO转过转过60角，则穿过框架平面的磁通量为角，则穿过框架平面的磁通量为_；若从初始位；若从初始位置转过置转过90角，则穿过框架平面的磁通量为角，则穿过框架平面的磁通量为_；若从初始；若从初始位置转过位置转过180角，则穿过框架平面的磁通量变化量大小为角，则穿过框架平面的磁通量变化量大小为_解析解析在图示位置，磁感线与框架平面垂直时，在图示位置，磁感线与框架平面垂直时，BS.当框架当框架绕绕OO轴转过轴转过60时可以将原图改画成从上向下看的图，如时可以将原图改画成从上向下看的图，如图图
