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1、磁场 磁感应强度,芮城县第一职业学校物理教研组,学习任务1：磁感应强度的定义和安培力的计算,1、磁感应强度的方向是怎样的?,2、通电导线在磁场中受到磁场力与哪些因素有关?教师播放“探究安培力”swf课件，学生分组做实验。,3、安培力的计算公式是什么?,4、磁感应强度的定义是什么?单位是什么？是矢量还是标量？物理意义是什么？,5、磁感应强度跟磁场中的通电导线的长度L和电流的大小I有什么关系？,6、磁感应强度为零时，安培力F一定为零吗？安培力F为零时，磁感应强度也一定为零吗？,7、怎么求导线所在位置那一点的磁感应强度大小？,物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁感应强度的方向，简称磁场方
2、向。,一、磁感应强度,(1)磁感应强度的方向：,实验：探究影响通电导线受力的因素,1、保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小,结论：磁场和通电导线长度不变时，电流越大，导线受力越大。,2、保持磁场和电流不变，改变通电导线的长度。,结论：磁场和电流不变时，导线越长受力越大。,(2)磁感应强度的大小：,精确的实验表明：通电导线和磁场垂直时,导线受力的大小和导线中的电流I成正比，和导线的长度L成正比，即和电流I和长度L的乘积IL成正比。,F=BIL,3、物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量,2、B为矢量，大小表示磁场的强弱，方向即为磁场的方向。,注意三个问题：,(1)磁感应强度是反
3、映磁场本身性质的物理量，跟磁场中是否存在通电导线，以及导线的长度L和电流的大小I无关。,(3)导线很短很短时，由B=求得的数值即可认为是导线所在位置那一点的磁感应强度大小,(2)磁感应强度为零时，通电导线受到的磁场力F一定为零；通电导线受到的磁场力F为零时，磁感应强度不一定为零。,1、磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5A，导线长1cm,它受的磁场力为510-2 N，则这个位置的磁感应强度多大？,2、接上题，如果把导线中的电流增大到5A，这一点的磁感应强度多大?该通电导线受到的磁场力多大？,反馈练习：,例题1：磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5A，导线长1
4、cm,它受的磁场力为510-2 N，则这个位置的磁感应强度多大？,例题2：接上题，如果把导线中的电流增大到5A，这一点的磁感应强度多大?该通电导线受到的磁场力多大？,解：磁感应强度B是由磁场和空间位置决定的，和导线长度L和电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度仍为2T。,F=BIL=250.01N=0.1N,学习任务2：磁感线,阅读课本完成下列问题：,磁感线的特点1、磁感线是为了形象地描述磁场而_的线，客观上是否存在？_。2、磁感线在磁铁外部由_极指向_ 极，在磁铁内部由_极指向_ 极，是_曲线；3、磁感线上每一点的_方向跟这一点的磁感应强度方向一致；4、磁感线越密的地方，磁感应强度越_，电场
5、线越疏的地方，磁感应强度越_；5、磁感线_相交；6、磁场是一种_物质，它的基本性质是_。,在静电场中研究电场强度时，为了形象地了解和描述电场中各点的电场强度的大小和方向，用画电场线的方法来描述电场。,为了描述磁场的强度和方向，可不可以也假象一些列曲线来形象描述磁场的强度和方向呢？,物理上确实可用这种方法来描述磁场,二、磁感线,磁感线,把小磁针放在磁体磁场中的不同位置，小磁针静止时的指向一般不相同,师生互动,小磁针在磁场中静止时的取向反映了磁场的方向，设想一下，如果磁场中各处都连续摆满了小磁针，会是什么现象？,磁感线,曲线上任一点的切线方向，与这点上的磁场方向一致磁感线,实验中常用铁屑来模拟磁感
6、线的形状。,利用同样的方法可以得到不同磁体的磁感线分布图,磁感线：磁场中画出一系列有方向的曲线，且使曲线上每一点的切线方向与该点的磁感应强度的方向一致。,磁感线,条形磁体附近：,磁感线表示为：,磁感线,两同名磁极附近：,磁感线表示为：,两异名磁极附近：,磁感线表示为：,磁感线,马蹄形磁铁磁感线,人们规定，磁场的强弱可以用磁感线的疏密程度来表示：磁感线越密的地方磁场越强，磁感线越稀的地方磁场越弱,磁感线,右图中：B点磁感应强度大于A点,c.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱 d.任何两条磁感线都不相交,磁感线的特点：,a.为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线,b.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方
7、向,e.磁感线是封闭曲线,学习任务3：了解几种常见的磁场，掌握安培定则,1、条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布是怎样的？,2、同名磁极和异名磁极的磁感线分布是怎样的？,3、直线电流的磁感线分布是怎样的？用什么方法可以判断？,4、环形电流的磁感线分布是怎样的？用什么方法可以判断？,5、通电螺线管的磁感线分布是怎样的？用什么方法可以判断？,6、匀强磁场的磁感线分布是怎样的？,几种常见磁场磁感线分布,安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。,直线电流的磁场的磁感线,侧视图,俯视图,直线电流的磁场的磁感线,由直到曲,环形电流周围磁感线,
8、安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。,侧视图,俯视图,环形电流周围磁感线,由少到多,通电螺旋管周围磁感线,安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺旋管北极）,1、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线,匀强磁场,亥姆霍兹线圈,练习1：如图所示，当开关闭合时：,（1）判断通电螺线管的磁极；,（2）指出每个小磁针的N、S极。,反馈练习：,练习2：根据图中所示，小磁针所指方向，画出通电螺线管的绕线情
9、况。,N,练习3：如图所示，甲乙两个通电螺线管并排靠近放置，a、b和c、d分别是接线端，电源的接线端为e、f，现将a、e用导线连好。若接通电源后，甲乙互相吸引，你看应怎样连接？,练习1：如图所示，当开关闭合时：,（1）判断通电螺线管的磁极；,（2）指出每个小磁针的N、S极。,N,S,练习2：如图所示，根据小磁针所指方向及电流方向，画出通电螺线管的绕线情况。,N,练习3：如图所示，甲乙两个通电螺线管并排靠近放置，a、b和c、d分别是接线端，电源的接线端为e、f，现将a、e用导线连好。若接通电源后，甲乙互相吸引，你看应怎样连接？,练习3：如图所示，甲乙两个通电螺线管并排靠近放置，a、b和c、d分别
10、是接线端，电源的接线端为e、f，现将a、e用导线连好。若接通电源后，甲乙互相吸引，你看应怎样连接？,学习任务4：了解安培的分子电流假说,1、磁铁的磁场和电流的磁场本质有何区别？,2、简述安培的分子电流假说。,3、依据安培的分子电流假说，铁棒磁化前分子电流取向与铁棒磁化后分子电流取向有何不同？,4、磁铁被放在高温炉中炙烤一段时间后，磁铁的磁性几乎消失了，请用安培的分子电流假说解释此现象。,安培分子电流假说,磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的,1.分子电流假说 任何物质的分子中都存在环形电流分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。,2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释：,未被磁化
11、的铁棒,磁化后的铁棒,三、磁现象的本质,学习任务5：磁通量,1、磁通量的定义是什么？表达式是什么？单位呢？,2、如果面积为S的平面与磁场方向不垂直时，则穿过该面积的磁通量还会不会是BS呢？,3、当平面与磁场方向平行时，磁通量为多少？,4、线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量是多少？当线圈平面转过180，此时的磁通量又是多少？,5、磁通量是矢量还是标量？如果有两个大小相等但方向相反的磁场同时穿过该平面。则平面位置的磁感应强度等于多少？磁通量等于多少？,在研究物体在磁场中的受作用情况时要考虑磁感线通过物体的数量，物理学中引入一个新的物理量。,定义：磁场中穿过某一面积（S）的磁感线条数称穿过该
12、面积的磁通量。,四、磁通量,在磁感应强度为B的匀强磁场中，当磁场方向与某一面积S垂直时，则穿过该面积的磁通量,单位：韦伯，简称韦，符号Wb,问题：如果面积为S的平面与磁场方向不垂直时，则穿过该面积的磁通量还会不会是BS呢？,从图示中可以看出：当平面与磁场方向的夹角变化时，穿过平面的磁感线条数也发生变化。,穿过平面的磁感线条数与平面在垂直磁场方向上的投影面积穿过的磁感线条数相等。,为平面与垂直磁场方向的夹角,当平面与磁场方向平行时。磁通量=?,当平面转过180，此时的磁通量又是多少？,可见，磁通量虽然是标量，但还是有正负。正负是用来表示穿过平面的方向。,如果有两个大小相等但方向相反的磁场同时穿过
13、该平面。则平面位置的磁感应强度等于（），磁通量等于（）。,0,0,1、在B=0.10T的匀强磁场中，有一个面积S=100cm2的线圈，线圈平面与磁感应线垂直，求穿过此线圈的磁通量，若此线圈转到与磁感线平行，穿过线圈的磁通量又是多大？,2、在匀强磁场中，放置一个面积为20cm2，与磁场方向成30o夹角的线圈，通过这个平面的磁通量是10-5Wb，求该磁场的磁感应强度是多大？,反馈练习：,一、磁感应强度,（1)大小B=F/IL（条件：电流I 和磁场方向垂直）（2）方向：小磁针静止时N极所指的方向为该处磁感应强度的方向（3）物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量,小结:,二、磁感线,（1)磁
14、感线是为了形象地描述磁场而假想的线，客观上并不存在；（2）磁感线在磁铁外部由N极指向S极，在磁铁内部由S极指向N 极，是闭合曲线；（3）磁感线上每一点的切线方向跟这一点的磁感应强度方向一致；,小结:,（4）磁感线越密的地方，磁感应强度越强，电场线越疏的地方，磁感应强度越弱；（5）磁感线不相交。,三、磁现象的本质,(1)安培的分子电流假说:任何物质的分子中都存在环形电流分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。,四、磁通量,(2)解释磁现象,(1)定义：磁场中穿过某一面积（S）的磁感线条数称穿过该面积的磁通量。,(2)定义式：=BS,(3)单位：韦伯，简称为韦，符号是Wb。,作业布置,教材P139页练习题,
