地磁场的磁感线方向

地磁场的磁感线方向

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【优秀范文】地磁场的磁感线方向

范文一:磁感线方向

磁感线方向

磁感线的切线方向就是磁场的方向,以下是几种磁场磁感线方向的判断方法:

1.最直接的方法,在磁场中放一小磁针,则小磁针N极所指的方向就是该点的磁感线切线方向

2.直导线的磁场方向:右手握住直导线,让拇指指向与电流方向相同,其它四指自然弯曲,则四指的弯曲方向就是磁感线的方向

3.线圈磁场:跟上面方法相似,但是要用四指弯曲方向与电流相同,拇指伸直,则拇指所指的方向即为磁感线的方向。

磁感线怎么画

画电流产生的磁场的磁感线分布图应注意掌握三条原则:

1.电流的磁场方向,由右手螺旋定则(安培定则)决定;

2.磁感线是闭合曲线;

3.磁感应强度大的地方,磁感线密,磁感应强度小的地方,磁感线疏。

磁感线是实线还是虚线

磁感线是虚线。

经典例题

用箭头标出图中的磁感线的方向。

答案:

下列关于磁感线的叙述,正确的是()

A.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

B.磁感线始于N极,终于S极

C.磁感线和电场线一样,不能相交

D.沿磁感线方向磁场减弱

答案:

C

解析:

磁感线不是真实存在的。是人们假想出来的一簇曲线,A错误;磁感线在磁体外部始于N极,终于S极,在内部始于S极,终于N极,是闭合的曲线,B错误;磁场的强弱看磁感线的疏密,D错误

判断方法编辑本段 折叠

条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线:相对来讲比较简单,在磁铁外部,

磁感线从N极出来,进入S极;反之,在内部

由S极到N极。

直线电流磁场的磁感线:在直线电流磁场的磁感线分布中,磁感线是以通电直线导线为圆心作无数个同心圆,同心圆环绕着通电导线。实验表明,如果改变电流的方向,各点磁场的方向都变成相反的方向,也就是说磁感线的方向随电流的方向而改变。直线电流的方向跟磁感线方向之间的关系可以用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判定:用右手握住导线,让伸直的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

环形电流磁场的磁感线:流过环形导线的电流简称环形电流,从环形电流磁场的磁感线分布,可以看出,环形电流的磁感线也是一些闭合曲线,这些闭合曲线也环绕着通电导线。环形电流的磁感线方向也随电流的方向而改变。研究环形电流的磁场时,我们主要关心圆环轴上各

点的磁场方向,这可以用右手螺旋定则来判定:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是圆环的轴线上磁感线的方向。

通电螺线管磁场的磁感线(类似于条形磁铁):螺线管是由导线一圈挨一圈地绕成的。导线外面涂着绝缘层,因此电流不会由一圈跳到另一圈,只能沿着导线流动,这种导线叫做绝缘导线。通电螺线管可以看成是放在一起的许多通电环形导线,我们自然会想到二者的磁场分布也一定是相似的。实际上的确如此。要判断通电螺线管内部磁感线的方向,就必须知道螺线管的电流方向。螺线管的电流方向跟它内部磁感线的方向也可以用右手螺旋定则来判定:用右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向(即N级)。通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似,并和内部的磁感线连接,形成一条条闭合曲线。

①磁场中并没有磁感线客观存在,而是人们为了研究问题的方便而假想的。

②区别电场线和磁感线的不同之处:电场线是不闭合的,而磁感线则是闭合曲线。

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的方向一致,这样的曲线叫做磁感线。

1.磁力线是人为假想的曲线

2.磁力线有无数条

3.磁力线是立体的

4.所有的磁力线都不交叉

5.磁力线的相对疏密表示磁性的相对强弱,即磁力线疏的地方磁性较弱,磁力线密的地方磁性较强

6.磁力线总是从 N 极出发,进入与其最邻近的 S 极,并形成。闭合回路这一现象在电磁学中称为磁通连续性定理,由 Maxwell 方程描述为:

· B =0 (4-1)

上式又称为磁场的高斯定律,表示任意磁场的散度为 0 ,即通过任意闭合曲面的净磁通总是 0 ,磁力线总是闭合的。

同电流类似,磁力线总是走磁阻最小(磁导率最大)的路径,因此磁力线通常呈直线或曲线,不存在呈直角拐弯的磁力线。

任意二条同向磁力线之间相互排斥,因此不存在相交的磁力线。

当铁磁材料未饱和时,磁力线总是垂直于铁磁材料的极性面。当铁磁材料饱和时,磁力线在该铁磁材料中的行为与在非铁磁性介质(如空气、铝、铜等)中一样。

由于磁力线具有这样的基本特性,因此介质的磁化状态取决于介质的磁学特性和几何形状。显而易见,在通常情况下,介质都处于非均匀磁化状态,也就是说通常介质内部的磁力线都成曲线状态且分布不均匀;另外,由于在自然界虽存在电的绝缘体,但不存在磁的绝缘体(除超导体物质),使得通常的磁路都存在漏磁。介质处于非均匀磁化状态和磁路都存在漏磁这二个特征,就决定了磁路的准确计算非常复杂。

磁感线方向

磁感线是为了形象地研究磁场而人为假想的曲线,并不是客观存在于磁场中的真实曲线。 磁感线的切线方向就是磁场的方向,以下是几种磁场磁感线方向的判断方法: 1,最直接的方法,在磁场中放一小磁针,则小磁针N极所指的方向就是该点的磁感线切线方向 2,直导线的磁场方向:右手握住直导线,让拇指指向与电流方向相同,其它四指自然弯曲,则四指的弯曲方向就是磁感线的方向 3,线圈磁场:跟上面方法相似,但是要用四指弯曲方向与电流相同,拇指伸直,则拇指所指的方向即为磁感线的方向。

范文二:磁场 磁感线

教学目的:

1、复习初中所学有关磁场知识(磁场的作用、磁感线)

2、知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的

3、知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管的磁感线分布情况

4、理解安培定则(左手螺旋定则)

能力目标:通过小组合作研究,培养学生的团结协作能力,观察、分析和综合能力,使学生尝试、了解科学研究的基本方法

重点:通过学生探究,老师讲解,弄清条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管磁感线分布情况

难点:理解安培定则

教学方法:通过学生探究,教师演示实验,多媒体展示,使学生了解各种磁场的磁感线分布情况,理解安培定则

课时数:一课时

教学过程 :

一、复习巩固初中已学过磁场的有关知识:

磁铁有N、S两极,同名磁铁相互排斥,异名磁铁相互吸引

磁铁间的相互作用是通过磁场发生的

磁铁在周围空间激发磁场,磁场是一种物质

磁场的强弱,磁场在各点的方向形象地用磁感线来表示

[回顾练习]

用磁感线形象地描述条形磁铁、蹄形磁铁所激发的磁场

[引导回忆]

磁感线有以下特点:

1、磁感线的疏密表示各点磁场强弱,磁感线在某点的切线方向即为该点的磁场的方向,也是小磁针在该点的N极指向

2、磁感线在空中不相交

3、磁铁外部磁感线方向是:N→S

※磁铁内部也有磁场,其磁感线方向:S→N

磁铁内部、外部磁感线条数一样多,磁感线是闭合曲线

二、讲解新课

1、引入新课:磁铁能够激发磁场,使小磁针发生偏转。电和磁有许多相似之处,电流是否能在周围空间激发磁场,使小磁针发生偏转呢?

[探究课题] 研究电流周围是否存在磁场

器材:小磁针一个、电池一节、导线一根、橡皮擦一个(自备)

探究方式:分组研究、观察、讨论

现象:通电时,小磁针发生了偏转

[多媒体展示] 奥斯特实验

结论:电流能在周围空间激发磁场,并对磁极产生作用

2、讲解磁极对电流的作用

[演示实验] 演示磁极对电流的作用

实验器材:电池两个、线圈、蹄形磁铁、电键、导线、铁架台(带铁夹)

现象:通电后,静止的线圈在磁极中发生了摆动

结论:磁极对电流可以产生力的作用(通过磁场)

3、讲解电流和电流的相互作用

[多媒体展示] 两条平行直导线,当通以同向或反向电流时,两导线间相互作用

※为了使实验现象更直观,便于观察,两平行直导线用锡箔纸圆筒代替

现象:通以同向电流时,它们相互吸引

通以反向电流时,它们相互排斥

结论:电流和的电流之间可以通过磁场产生相互作用

[小结] 磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都可以通过磁场发生相互作用;磁极和电流都可以在周围空间激发磁场。

4、讲解各种磁场的方向、磁感线

初中主要讲解了条形磁铁、蹄形磁铁周围磁场,本节课继续讨论电流激发的磁场,研究电流激发的磁场的磁感线方向和电流方向间关系。

a:直线电流的磁场:

[多媒体展示] 进一步分析奥斯特实验

直线电流的磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。

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即为磁感线的环绕方向。

b:环形电流的磁场:

[探究课题] 研究环形电流内部、外部磁感线方向和环形电流方向关系。

器材:小磁针一枚、电池一节、导线一根、橡皮擦一个(自备)

探究方式:分组研究、教师引导分析

现象:通电后,小磁针会发生偏转,环形导线内部和外部小磁针偏转方向相反。

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中心轴线上磁感线的方向。

c:通电螺线管的磁场:

[多媒体展示] 螺线管通电后,螺线管上、中、下部的小磁针偏转情况。

通电螺线管的磁感线和条形磁铁的磁感线类似

外部是从北极出来,进入南极;内部磁感线跟螺线管的轴线平行,方向由南极指向北极

内部、外部磁感线相连,形成环绕电流的闭合曲线

安培定则:用右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。

[小结] 不仅磁铁可在周围空间激发磁场,电流也可在周围空间激发磁场,电流的方向和磁感线的方向关系用安培定则判断。

三、练习

[讨论] 通电螺线管通电后,螺线管长度和通电前相比,有无变化?如何变化?

范文三:磁场 磁感线

教学目标

知识目标

1、了解磁场的产生和磁现象.

2、理解磁场的方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.掌握直线电流、环形电流和通电螺线管产生磁场的磁感线空间分布情况.

3、掌握安培定则,并能用安培定则熟练地判定电流、以及电流产生的磁场方向.

能力目标

1、通过磁场现象的学习,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

2、利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

情感目标

1、让学生了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

2、通过对磁感线的引进,使得学生了解如何将抽象的概念转化为形象的模型进行研究的方法.

教学建议

教材分析

由于学生在初中时已经对磁场概念有了初步的了解,又由于前面学习了电学的有关知识,因此在学习磁场知识时会比较容易的接受.但是在学习用磁感线来描述磁场以及相关的几个特殊磁场的磁感线分布时会感到一定的困难,教材给了有关的插图,在“媒体资料”中,提供了相关的磁感线分布的三维动画,教师可以参考使用,有助于学生对磁感线空间形象的准确把握.

教法建议

教师在讲解磁场的有关概念时,可以参考电场的相关内容进行类比,如:电场线描述电场————磁感线描述磁场.在以后几节的学习上,可以大量采用这种方法,分析电场与磁场的相同之处,找出不同,帮助学生加深对“磁场”这一抽象概念的理解.

教学设计示例

第一节、磁场  磁感线

一、素质教育目标

(一)知识教学点

1、了解磁场的产生和磁现象.

2、理解磁场有方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.

3、能用安培定则熟练地判定电流磁场的方向.

4、掌握常见几种磁场的磁感线分布情况.

(二)能力训练点

1、通过观察演示实验,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

2、利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

(三)德育渗透点

1、了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

2、通过引进虚拟的磁感线教学,对学生进行物理问题变抽象为形象的方法论教育.

(四)美育渗透点

让学生体会磁感线图像的对称美、形式美.

二、学法引导

1、教师采用演示实验法引入,直观教学、利用电场对比教学.

2、学生认真观察实验现象,理解磁场的存在,类比电场理解磁场的性质及磁场的描绘.

三、重点·难点·疑点及解决办法

1、重点

(1)理解磁场的基本性质——力的作用和方向性.

(2)掌握安培定则及常见几种磁场的磁感线分布.

2、难点

磁场的空间分布与磁感线的对应联系.

3、疑点

(1)看不见、摸不着的磁场是客观存在的.

(2)描绘磁场的磁感线是虚拟的曲线.

4、解决办法

(1)通过演示实验,直观地反映磁场的存在,突破本节教学的重点和疑点.

(2)利用与电场的对比教学,帮助学生理解几种常见磁场磁感线的空间分布.

四、课时安排

1课时

五、教具学具准备

条形磁铁;蹄形磁铁;小磁针;导线和开关;电源;铁架台;细铁屑;玻璃板.

六、师生互动活动设计

1、教师先演示实验.直观引入磁场的存在,再通过实验演示,学生思考总结磁极之间、电流之间、电流与磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的.通过类比电场、演示实验使学生理解磁感线的意义及分布规律.

2、课外组织学生阅读材料“电流磁效应的发现”深化对磁场的认识.

利用课外时间,要求学生做一做“验证环形电流的磁场方向”实验.

七、教学步骤

(一)明确目标

(略)

(二)整体感知

本节的教学分为两部分:1、理解磁场客观存在.电磁极间相互作用,推理磁场的客观存在,由演示实验进一步得出电流周围也存在着磁场,磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间发生相互作用都是通过磁场来传递的、2、对磁场进行描述、通过演示实验得出磁场是有方向性的,用磁感线可以形象地描述磁场的方向性,通过演示实验形象直观显示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线、电流的磁场的磁感线可用安培定则来反映.

(三)重点、难点的学习与目标完成过程

1、引入新课

我国是世界上最早发现磁现象的国家,早在战国末年就有磁铁的记载,我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一,指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献.在现代生活中,利用磁场的仪器或工具随处可见,如我们将要学习的电流表、质谱仪、回旋加速器等等.进入21世纪后,科技的发展突飞猛进,一日千里,作为新世纪的主人,肩负着民族振兴的重任,希望同学们勤奋学习,为攀登科学高峰打好扎实的基础.今天,我们首先认识磁场.

2、磁场的产生

在玻璃板上放两辆小车,小车上各放置一 条形磁铁,通过演示实验(如图)观察到,磁体同名磁极相斥,异名磁极相吸,且不需要接触就可以发生力的作用,显然这一力是场力,但磁铁并不带电,不存在电场,它就是另一种场——磁场、磁体周围存在着磁场,常见的条形磁铁、蹄形磁铁周围都存在着磁场、除磁体周围有磁场外,丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场、观察演示实验(如图)看出,当通入 电流时,小磁针转动,说明电流周围也有磁场、磁极与磁极之间、电流与磁极之间、电流与电流之间通过演示实验看出都会发生相互作用,这种作用都是通过磁场这种特殊物质发生作用的.

3、磁场的性质

在磁铁周围的不同位置放置一些小磁针,发现小磁针静止时,指向各不相同如图所示,这表明磁场中不同位置力的作用方向不同,因此磁场具有方向性.

与电场对比,在电场中,我们利用检验电荷的受力情况来反映电场的方向性,规定正电荷受的电场力方向为电场方向.

在磁场中,我们利用小磁针来规定磁场的方向,规定在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向.

4、磁感线

为了形象地反映电场的方向性,我们引进了电场线的概念.同理,在研究磁场时,我们引进磁感线来反映磁场的方向性,磁感线是一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同(即为小磁针的北极指向).利用磁感线,我们就可以比较直观地描述磁场的方向性.

不同的磁场,磁感线的空间分布是不一样的,常见的磁场的磁感线空间分布情况如下:

(1)条形磁铁的磁场

取一块玻璃板,在其上面撤上碎铁屑,下面放条形磁铁,轻轻敲击玻璃板,碎铁屑等效于无数个小磁针,形象地显现出磁场的方向,即为磁感线的平面分布情况(如图),所以条形磁铁的磁感线分布如图.

(2)蹄形磁铁的磁感线分布情况见图.

(3)电流磁场的磁感线分布情况见图.

a、通电直导线电流磁场(用右手螺旋定则判定).

b、通电环形电流磁场(用右手螺旋定则判定).

(4)磁感线的特点

a、磁感线是不相交的封闭曲线.

b、磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向.

c、磁感线的疏密可以反映磁场的强弱.

(四)总结、扩展

1、磁体周围,电流周围都有磁场,磁场是物质存在的一种形式,其性质是对放入其中的电流和磁体有力的作用.

2、磁场是有方向性的,可用磁感线直观形象地反映常见磁场的方向,但须注意磁感线是虚拟的曲线.

3、通电螺旋管内部的磁感线是平行轴线分布的.其外部磁感线由N极出发至S极,其内部是由S极重新回到N极的封闭曲线,所以螺旋管内部磁感线最密、磁场最强.

八、布置作业

九、板书设计

第一节磁场

一、磁场的产生

1、磁场的客观存在.

2、磁场的产生.

(1)磁体周围.(2)电流周围.

3、磁场的基本性质——力的作用.

二、磁场的方向

1、规定小磁针静止时北极的指向为磁场方向.

三、磁感线

1、磁感线的概念.

2、常见几种磁场的磁感线分布.

3、电流磁场的磁感线可用安培定则判定.

范文四:磁场磁感线

磁场磁感线

教学目标

知识目标

1.了解磁场的产生和磁现象.

2.理解磁场的方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.掌握直线电流、环形电流和通电螺线管产生磁场的磁感线空间分布情况.

3.掌握安培定则,并能用安培定则熟练地判定电流、以及电流产生的磁场方向.

能力目标

1.通过磁场现象的学习,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

2.利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

情感目标

1.让学生了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

2.通过对磁感线的引进,使得学生了解如何将抽象的概念转化为形象的模型进行研究的方法.

教材分析

由于学生在初中时已经对磁场概念有了初步的了解,又由于前面学习了电学的有关知识,因此在学习磁场知识时会比较容易的接受.但是在学习用磁感线来描述磁场以及相关的几个特殊磁场的磁感线分布时会感到一定的困难,教材给了有关的插图,在“媒体资料”中,提供了相关的磁感线分布的三维动画,教师可以参考使用,有助于学生对磁感线空间形象的准确把握.

教法建议

教师在讲解磁场的有关概念时,可以参考电场的相关内容进行类比,如:电场线描述电场──磁感线描述磁场.在以后几节的学习上,可以大量采用这种方法,分析电场与磁场的相同之处,找出不同,帮助学生加深对“磁场”这一抽象概念的理解.

教学设计示例

第一节 磁场 磁感线

一 素质教育目标

(一)知识教学点

1.了解磁场的产生和磁现象.

2.理解磁场有方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.

3.能用安培定则熟练地判定电流磁场的方向.

4.掌握常见几种磁场的磁感线分布情况.

(二)能力训练点

1.通过观察演示实验,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

2.利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

(三)德育渗透点

1.了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

2.通过引进虚拟的磁感线教学,对学生进行物理问题变抽象为形象的方法论教育.

(四)美育渗透点

让学生体会磁感线图像的对称美、形式美.

二 学法引导

1.教师采用演示实验法引入,直观教学、利用电场对比教学.

2.学生认真观察实验现象,理解磁场的存在,类比电场理解磁场的性质及磁场的描绘.

三 重点、难点、疑点及解决办法

1.重点

(1)理解磁场的基本性质──力的作用和方向性.

(2)掌握安培定则及常见几种磁场的磁感线分布.

2.难点

磁场的空间分布与磁感线的对应联系.

3.疑点

(1)看不见、摸不着的磁场是客观存在的.

(2)描绘磁场的磁感线是虚拟的曲线.

4.解决办法

(1)通过演示实验,直观地反映磁场的存在,突破本节教学的重点和疑点.

(2)利用与电场的对比教学,帮助学生理解几种常见磁场磁感线的空间分布.

四 课时安排

1课时

五 教具学具准备

条形磁铁;蹄形磁铁;小磁针;导线和开关;电源;铁架台;细铁屑;玻璃板.

六 师生互动活动设计

1.教师先演示实验.直观引入磁场的存在,再通过实验演示,学生思考总结磁极之间、电流之间、电流与磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的.通过类比电场、演示实验使学生理解磁感线的意义及分布规律.

2.课外组织学生阅读材料“电流磁效应的发现”深化对磁场的认识.

利用课外时间,要求学生做一做“验证环形电流的磁场方向”实验.

七 教学步骤

(一)明确目标

(略)

(二)整体感知

本节的教学分为两部分:1、理解磁场客观存在.电磁极间相互作用,推理磁场的客观存在,由演示实验进一步得出电流周围也存在着磁场,磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间发生相互作用都是通过磁场来传递的、2、对磁场进行描述、通过演示实验得出磁场是有方向性的,用磁感线可以形象地描述磁场的方向性,通过演示实验形象直观显示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线、电流的磁场的磁感线可用安培定则来反映.

(三)重点、难点的学习与目标完成过程

1.引入新课

我国是世界上最早发现磁现象的国家,早在战国末年就有磁铁的记载,我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一,指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献.在现代生活中,利用磁场的仪器或工具随处可见,如我们将要学习的电流表、质谱仪、回旋加速器等等.进入21世纪后,科技的发展突飞猛进,一日千里,作为新世纪的主人,肩负着民族振兴的重任,希望同学们勤奋学习,为攀登科学高峰打好扎实的基础.今天,我们首先认识磁场.

2.磁场的产生

在玻璃板上放两辆小车,小车上各放置一 条形磁铁,通过演示实验(如图)观察到,磁体同名磁极相斥,异名磁极相吸,且不需要接触就可以发生力的作用,显然这一力是场力,但磁铁并不带电,不存在电场,它就是另一种场──磁场、磁体周围存在着磁场,常见的条形磁铁、蹄形磁铁周围都存在着磁场、除磁体周围有磁场外,丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场、观察演示实验(如图)看出,当通入 电流时,小磁针转动,说明电流周围也有磁场、磁极与磁极之间、电流与磁极之间、电流与电流之间通过演示实验看出都会发生相互作用,这种作用都是通过磁场这种特殊物质发生作用的.

3.磁场的性质

在磁铁周围的不同位置放置一些小磁针,发现小磁针静止时,指向各不相同如图所示,这表明磁场中不同位置力的作用方向不同,因此磁场具有方向性.

与电场对比,在电场中,我们利用检验电荷的受力情况来反映电场的方向性,规定正电荷受的电场力方向为电场方向.

在磁场中,我们利用小磁针来规定磁场的方向,规定在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向.

4.磁感线

为了形象地反映电场的方向性,我们引进了电场线的概念.同理,在研究磁场时,我们引进磁感线来反映磁场的方向性,磁感线是一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同(即为小磁针的北极指向).利用磁感线,我们就可以比较直观地描述磁场的方向性.

不同的磁场,磁感线的空间分布是不一样的,常见的磁场的磁感线空间分布情况如下:

(1)条形磁铁的磁场

取一块玻璃板,在其上面撤上碎铁屑,下面放条形磁铁,轻轻敲击玻璃板,碎铁屑等效于无数个小磁针,形象地显现出磁场的方向,即为磁感线的平面分布情况(如图),所以条形磁铁的磁感线分布如图.

(2)蹄形磁铁的磁感线分布情况见图.

(3)电流磁场的磁感线分布情况见图.

a.通电直导线电流磁场(用右手螺旋定则判定).

b.通电环形电流磁场(用右手螺旋定则判定).

(4)磁感线的特点

a.磁感线是不相交的封闭曲线.

b.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向.

c.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱.

(四)总结、扩展

1.磁体周围,电流周围都有磁场,磁场是物质存在的一种形式,其性质是对放入其中的电流和磁体有力的作用.

2.磁场是有方向性的,可用磁感线直观形象地反映常见磁场的方向,但须注意磁感线是虚拟的曲线.

3.通电螺旋管内部的磁感线是平行轴线分布的.其外部磁感线由N极出发至S极,其内部是由S极重新回到N极的封闭曲线,所以螺旋管内部磁感线最密、磁场最强.

八 布置作业

九 板书设计

第一节磁场

一 磁场的产生

1.磁场的客观存在.

2.磁场的产生.

(1)磁体周围.(2)电流周围.

3.磁场的基本性质──力的作用.

二 磁场的方向

1.规定小磁针静止时北极的指向为磁场方向.

三 磁感线

1.磁感线的概念.

2.常见几种磁场的磁感线分布.

3.电流磁场的磁感线可用安培定则判定.

2005-04-06

范文五:磁场磁感线

第一节 磁场 磁感线

●教学目标

一、知识目标

1.知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用.

2.知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的.

3.知道什么是磁感线.

4.知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的分布情况.

5.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向.

二、能力目标

1.进一步培养学生的实验观察、分析的能力.

2.培养学生的空间想象能力.

三、德育目标

在教学中渗透物质的客观性原理.

●教学重点

1.磁场的物质性和基本特性.

2.会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向.

●教学难点

磁感线的引入及几种常见磁感线的分布特点.

●教学方法

类比法、实验法、比较法.

●教学用具

条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、学生电源. ●课时安排

1课时

●教学过程

用投影片出示本节课的学习目标.

1.了解磁场,知道电的物质性、来源、基本性质.

2.知道什么是磁感线,了解磁感线的意义以及它与电场线的区别.

3.掌握几种常见磁场磁感线的分布特点.

4.学会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向.

●学习目标完成过程

一、复习提问,引入新课

[问题]初中学过磁体有几个磁极?

[学生答]磁体有两个磁极:南极、北极.

[问题]磁极间相互作用的规律是什么?

[学生答]同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.

[问题]两个不直接接触的磁极之间是通过什么发生相互作用的?

[学生答]磁场.

[过渡语]磁场我们在初中就有所了解,今天我们要深入地学习电.板书:磁场、磁感线.

二、新课教学

1.磁场的来源

[演示实验]演示磁极间的相互作用规律.

[现象]同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.

[学生得出]

1.磁体周围存在磁场.

2.磁极间的相互作用是通过磁场发生的.

巩固练习

[出示投影片]

下列说法是否正确?

两个物体只有直接接触才能发生力的作用?

[学生答]不正确,如两磁铁不接触就能发生力的作用.

[问题]磁体周围有磁场,还有什么地方存在磁场呢?

[演示]奥斯特实验.

把一条导线平行地放在磁针的上方,给导线通电.

[现象]磁针发生偏转.

[学生得出]通电导线周围也存在磁场.

[教师总结,并用幻灯片出示板书]

磁体周围有磁场,通电导线(电流或运动电荷)周围有磁场.

[问题]电流能够产生磁场,那么电流在磁场中是否受力呢?

[演示]磁场对电流的作用.

照课本图16—2那样,把一段直导线放在磁铁的磁场里,给导线通上电流.

[现象]导线因受力而发生运动.

[学生分析得出]磁场不仅对磁极产生力的作用,对电流也产生力的作用.

[问题]电流能够产生磁场,而磁场对电流又有力的作用,那么电流和电流之间能否发生力的作用呢?

[学生答]电流和电流之间可以发生相互作用.

[演示证明]两条平行直导线,当通以相同方向的电流时,它们相互吸引,当通以相反方向的电流时,它们相互排斥,学生回答正确.

[问题]磁铁和磁铁间、磁铁和电流间、电流和电流间都是通过什么发生作用的? [教师引导学生分析]

[学生分析得出]

1.磁场是媒介物:磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的.

2.磁场的基本性质:对处于其中的磁极和电流有力的作用.

3.磁场的物质性:虽然磁场看不见摸不着,对于我们初学者感到很抽象,其实磁场和电场一样是客观存在的,是物质存在的一种特殊形式.

[过渡语]磁场是客观存在的,那么磁场是否有方向?其方向如何?下面我们就来探讨

一下.

[演示]在展示台上放一个独立的小磁针,在地磁场中的方向(指向南、北西向),把磁铁靠近小磁针,观察发生的现象.

[现象]把磁铁邻近小磁针,发现小磁针不再指向南北,而是指向一个新的方向. [演示]在磁铁的不同位置放上小磁针.

[现象]静止时小磁针的N极指向各不相同.

[学生讨论得]磁场是有方向性的.

[教师引导学生得,并用投影片出示板书]

1.磁场是有方向的.

2.在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向.

[启发学生思考]

电场可以用电场线形象地描述,磁场可以用什么来描述呢?

[学生答]磁场可以用磁感线形象地描述.

[教师问]什么是磁感线呢?

[学生答]所谓磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向.

[演示]在磁场中放一块玻璃板,在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑,细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”,轻敲玻璃板使铁屑能在磁场作用下转动.

[现象]铁屑静止时有规则地排列起来,显示出磁感线的形状.

[用投影片出示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况]

[问题]磁铁周围的磁感线方向如何?

[学生答]磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来,进入磁铁的南极.

[教师补充]磁感线是闭合曲线,磁铁外部的磁感线是从北极出来,回到磁铁的南极,内部是从南极到北极.

[用投影片出示通电直导线周围的磁感线分布情况]

[问题]通电直导线周围的磁感线如何分布?

[学生答]直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆都在跟导线垂直的平面上.

[问题]直线电流周围的磁感线分布和什么因素有关系?

[学生答]直线电流周围的磁感线方向和电流方向有关系.

[问题]直线电流的方向跟电的磁感线方向之间的关系如何判断呢?

[出示投影片]直线电流的方向和电的磁感线方向之间的关系可用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判定: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.

[出示投影片]环形电流的磁场.

[教师引导学生得]

环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定:让右手弯曲的四指和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中心轴线上磁感线的方向.

[出示投影片]通电螺线管的磁场.

[问题]通电螺线管外部的磁场和什么相似?

[学生答]通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似,一端相当于南极,一端相当于北极.

[问题]通电螺线管内部的磁场如何?

[学生答]通电螺线管内部的磁感线和螺线管的轴线平行,方向由南极指向北极,并和外部的磁感线连接,形成一些环绕电流的闭合曲线.

[问题]通电螺线管的磁感线方向和什么因素有关系?

[学生答]通电螺线管的磁感线方向和螺线管的电流方向有关.

[问题]如何判断通电螺线管的极性?

[学生回忆得]通电螺线管的电流方向和它的磁感线方向之间的关系,也可用安培定则来判定:用右手握住螺线管,让弯曲四指所指的方向和电流的方向一致,大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向.

[问题]磁感线和电场线有何区别?

[教师引导学生分析得]

1.电场线是电场的形象描述,而磁感线是磁场的形象描述.

2.电场线不是闭合曲线,而磁感线是闭合曲线.

3.电场线上每一点的切线方向都是跟该点的场强方向一致,磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度方向一致.

4.电场线的疏密程度表示电场强度的大小.

磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小.

[问题]画磁感线时电场线要特别注意什么?

[学生答]任两条电场线(磁感线)不能相交.

[问题]通电直导线、环形电流、通电螺线管三者之间有何内在联系?

[学生答]通电直导线环电流通电螺线管

[问题]电流磁场和天然磁铁相比有何特点?

[学生答]1.电流磁场的有无可由通断电来控制.

2.电流磁场的极性可以由电流方向变换.

3.电流磁场的强弱可由电流的大小来控制.

[问题]电流的磁场有何用途?

[学生答]电流的磁场用途很广泛,如电磁起重机、电话、电动机、发电机以及在自动控制中得到普遍应用的电磁继电器.

三、巩固练习

1.如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N

极指向右.试判定电源的正负极.

解析:小磁针N极的指向即为该处的磁场方向,所以在螺线

管内部磁感线方向由a→b,根据安培定则可判定电流由c端流出,

由d端流入,故c端为电源的正极,d端为负极.

注意:不要错误地认为螺线管b端吸引小磁针的N极,从而判定b端相当于条形磁铁的南极,关键是要分清螺线管内、外部磁感线的分布.

2.如图所示,当线圈中通以电流时,小磁针的北极指向读者.试确定电流

方向.

电流方向为逆时针方向.

四、小结

通过本节课的学习,主要学习了以下几个问题:

1.磁体周围或电流周围存在着磁场.

2.磁场的基本性质:它对放入其中的磁体或电流有力的作用

. 绕成一圈绕成n圈

3.磁场的方向:在磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向即为该点的磁场方向.

4.磁场的描述——磁感线.

五、布置作业

1.阅读本节内容.

2.练习一①②③④.

3.预习安培力、磁感应强度.

六、板书设计

七、本节优化训练设计

1.关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是_______

A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是客观存在的特殊物质

B.磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致

C.磁感线总是从磁铁的N极出发,到S极终止的

D.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的

2.某同学做奥斯特实验时,把小磁针放在水平的通电直导线的下方,当通电后发现小磁针不动,稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动,由此可知通电直导线的电流方向是_______

A.自东向西 B.自南向北 C.自西向东 D.自北向南

3.首先发现电流磁效应的科学家是_______.

A.安培 B.奥斯特 C.库仑 D.麦克斯韦

4.如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方,并与

磁针指向平行,能使小磁针的N极转向读者,那么这束带电粒子可

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.如图所示,在三维直角坐标系中,若一束电子沿y轴正向

运动,则由此产生的在z轴上A点和x轴上B点的磁场方向是

_______

A.A点磁场沿x轴正方向,B点磁场沿z轴负方向

B.A点磁场沿x轴负方向,B点磁场沿z轴正方向

C.A点磁场沿z轴正方向,B点磁场沿x轴负方向

D.A点磁场沿x轴正方向,B点磁场沿z轴正方向

6.如图所示,弹簧秤下挂一条形磁棒,其中条形磁棒N极的一部分

位于未通电的螺线管内,下列说法正确的是_______

A.若将a接电源正极,b接负极,弹簧秤的示数将减小

B.若将a接电源正极,b接负极,弹簧秤的示数将增大

C.若将b接电源正极,a接负极,弹簧秤的示数将增大

D.若将b接电源正极,a接负极,弹簧秤的示数将减小

7.如图,A为电磁铁,C为胶木大秤盘,A和C(包括支架)的总质

量为M,B为铁片,质量为m,整个装置用轻绳悬挂于O点,当电磁铁通

电,铁片被吸引上升过程中,轻绳上拉力F的大小为_______

A.F=mg B.Mg

C.F=(M+m)g D.F>(M+m)g

8.矩形线框ABCD中通入的电流的方向如下图所示,那么小磁针Ⅰ和Ⅱ

将如何转动?

9.如右图所示,一个电子沿逆时针方向做匀速圆周运动,则此电子的运

动_______

A.不产生磁场

B.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向里

C.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向外

D.只在圆心的内侧产生磁场

X”10.如图所示为通电螺线管的剖面图,“○和“⊙”分别表示

电流垂直纸面流进和流出,试画出a、b、c、d四个位置上,小磁

针静止时N极的指向.

参考答案:

1.解析:磁体之间的相互作用是通过磁场来实现的,就如同电荷之间的相互作用是通过电场来实现的,尽管我们看不见、摸不着,但它是客观存在的,是不以人的意志为转移的,它最基本的特性是对放入其中的磁体或电流有力的作用,可以通过磁体或电流有力的作用,可以通过磁体或电流来检验电的存在.磁感线是形象描述磁场强弱和方向而人为引入的一种假想曲线,是一种描述磁场的手段,它在每一点的切线方向就是该点磁场的方向,而磁场的方向就是小磁针静止时N极的指向,磁感线是闭合的,对于磁体的磁感线,在外部从N极到S极,在内部由S极到N极,是“无始无终”的闭合曲线,磁感线的形状可用细铁屑来模拟,说明磁感线描述磁场的科学性,但磁感线是一种假想曲线,实际上是不存在的,所以本题的正确选项应为A、B.

答案:AB

2.解析:原来小磁针是在地磁场的作用下偏转的,当小磁针放在通电导线附近时,通电导线产生磁场要比地磁场强,所以小磁针就在通电导线磁场的作用下偏转,根据题意,

小磁

针原来不动,稍微用手拔动,小磁针转动180°后静止不动,说明直导线磁场的方向与地磁场方向恰好相反.地磁场的方向在地球表面是从地理南极指向地理北极,所以导线下方的磁场方向应为从北向南,根据安培力定则可知,电流的方向应为自东向西,本题的正确选项应为A.

答案:A

3.B

4.解析:小磁针的N极指向读者,说明小磁针所在处的磁场方向是指向读者,由安培定则可确定出带电粒子形成的电流方向向左,这向左的电流可能是向左飞行的正离子形成,也可能是向右飞行的负离子形成,故正确答案为B、C

答案:BC

5.A

6.解析:原磁棒跟螺线管间无相互作用,当a接电源正极,b接负极时,据线圈的缠绕方向,由安培定则可知通电螺线管内部磁力线方向自下而上,其上端相当于一个条形磁体的N极,因同名磁极相互排斥,所以磁棒受螺线管向上的斥力选A项.同理,当b接电源正极,a接负极时,通电螺线管上端相当于条形磁体的S极.异名磁极相互吸引,所以磁棒受向下的拉力,选C项.

答案:C

7.解析:A、C受重力Mg,绳拉力F,B给A的磁场力为f1,B受力为重力mg和A给B的磁场力f′.对A、C包括(支架)由平衡条件有:F=Mg+f;对B由牛顿第二定律有:f′-mg=ma(a>0),由牛顿第三定律有f′=f(f′与f大小相等,方向相反),联立解得F=Mg+m(g+a)>(M+m)g.

该题亦可用超重规律分析:B由静止向上加速,超重,故F>(M+m)g.

答案:D

8.解析:图中小磁针Ⅰ的位置在直线电流AB的左方,根据安培定则可以知道,磁针所在点的磁场方向是垂直纸面向里的;因此,它的N极应由图示位置在水平面内绕轴向里转动90°后静止,(CD中电流离它较远,对电的作用力可以忽略).

图中小磁针Ⅱ的位置可以看作是处于单匝的通电螺线管内部,利用安培右手螺旋定则可以判断出内部磁场方向垂直纸面向外,因此,小磁针Ⅱ的N极应由图示位置在水平面内绕轴向外转动90°角后静止.当然,把小磁针Ⅱ的位置看作是在AB段直线导体的右方,或BC段直线导体的上方,或CD段直线导体的左方,或DA段直线导体的下方,也都可以得出同样的结论.

答案:见解析

总评:对矩形线框的内外磁场,可以按环形电流的磁场判定方法来判断,也可以按各段导体产生的磁场和叠加的方法来判断.

9.解析:一个电子沿逆时针方向做匀速圆周运动等效于一个环形电流圈.其电流的方向应为沿顺时针方向.根据安培定则可知在圈内的磁场垂直于纸面向里,在圈外的磁场垂直纸面向外,由此可知选项B正确,选项A、C、D错误.

答案:

B

10.解析:小磁针静止时,N极的指向,就是该点磁场的方向,

该点磁感线的切线方向,所以只要画出通电螺线管的磁感线即可知道小磁针N极的指向,a、b、c、d四个位置上小磁针静止时N极的指向如右图所示.

答案:如图

范文六:《磁场\磁感线》的教学研究

【摘要】本文从磁场的介绍,学习时应注意的问题和观察、判断不同方位的磁感线方向等方面进行了阐述。

【关键词】磁场 磁感线 讲解

The teaching research on the Magnetic Field and Magnetic Induction Line

Xie Jianhua

【Abstract】The writer has made an expatiated on the Magnetic Field and Magnetic Induction Line from the introduction of the magnetic, the problem that should be paid attention to and observed and judging the different direction of the magnetic induction line.

【Keywords】Magnetic field Magnetic induction line Explanation

从这一节内容来说,磁场和磁感线的概念比较抽象,学生不易理解,所以掌握好这一节内容,首先要认识和理解磁场和磁感线的物理意义,然后要知道在认识过程中应注意哪几点,最后会观察不同方位的磁场磁感线分布的多种画法。我认为应归纳以下几个步骤来进行讲解,效果会更好一些。

1.介绍磁场。

1.1 磁场的来源。

①磁体周围存在磁场;

②电流周围存在磁场;

③磁极和磁极之间,磁极和电流之间,电流和电流之间的相互作用就是通过磁场发生的。

1.2 磁场的方向(用磁场中小磁针来判断磁场方向)在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场的方向。

1.3 磁感线。

①在磁场中画出的一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都在该点的磁场方向上。

②磁感线是为了形象地描述磁场的强弱和方向人为画出的曲线,并不是客观存在的曲线。

1.4 几种磁场的磁感线分布。

1.4.1 永磁体磁场的磁感线分布:

1.4.2 电流磁场的磁感线分布:

①通电直导线的磁感线分布;

②环形电流磁感线分布;

③通电螺旋管磁感线分布。

1.5 安培定则来判断磁感线的方向。

1.5.1 通电直导线的磁场,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,参看2-①。

1.5.2 环形电流的磁场: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中心轴线上的磁感线的方向,参看图2-②。

1.5.3 通电螺旋管的磁场: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,因通电螺旋管产生的磁场类似于条形磁铁,所以大拇指所指的方向也可以说或为通电螺旋管的北极(N极)参看图2-③。

2.学习这一节要注意的几点。

2.1 对于磁感线的认识,注意以下六个方面:

2.1.1 磁感线是为了形象地研究磁场而人为假设的曲线,并不是客观存在于磁场中的真实曲线,实验时利用被磁化的铁屑来显示磁感线的分布情况,只是研究磁感线的一种方法,使看不见摸不着的磁场变得具体形象,给研究带来方便,但是决不能认为磁感线是由铁屑排列而成的。另外,被磁化的铁屑所显示的磁感线分布仅是一个平面上的磁感线分布情况,而磁铁周围的磁感线应该分布在长、宽、高组成的三维空间。

2.1.2 磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线较密的地方磁场较强,磁感线较疏的地方磁场较弱。

2.1.3 磁场对小磁针N极的作用力的方向叫做磁场的方向,由于磁感线上任何一点的方向都跟放在该点的小磁针静止时N极所指方向一致,所以磁感线的方向、磁场方向和小磁针静止时N极所指的方向,三者是一致的,小磁针静止时S极所指的方向与上述方向相反。

2.1.4 磁感线不能相交,也不能相切。

2.1.5 没有画磁感线的地方,并不表示那里就没有磁场存在,通过磁场中的任一点总能而且只能画出一条磁感线。

2.1.6 磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线,例如条形磁铁和通电螺旋管的磁感线,在外部是从N极出来进入S极,在内部则由S极回到N极形成闭合曲线。

3.会观察和判断不同方位的磁感线方向。由于观察的方位不同,同一个磁场的磁感线分布可能有多种画法。例如在图3中,图①是通电直线导体周围磁感线分布的立体图,图中带箭头的实线表示通电直线导体,实线上的箭头表示电流的方向竖直向上,带箭头的虚线圆表示磁感线;图②是图①的俯视图,图中的“⊙”表示通电直线导体中的电流方向垂直于纸面向外,带箭头的虚线圆表示磁感线;图③是图①的平视图,图中带箭头的实线表示通电直线导体,实线上的箭头表示电流的方向竖直向上,“×”表示通电直线导体右侧的磁感线垂直于纸面向里;对于通电直线导体,左右对称的一对“•”和“×”表示一条圆形磁感线。又如在图4中,图①是通电螺旋管的立体图,图中的长方框表示绝缘筒,带箭头的虚线表示磁感线;图②是图①的截面图,图中的长方框表示绝缘筒,方框上方的“⊙”表示螺旋管中的电流是从上面流出,方框下的“ ”表示螺旋管中的电流是从下面流入,带箭头的虚线表示磁感线;图③是空心螺旋管,图中带箭头的实线表示螺旋管的外半圆,实线上的箭头表示电流的方向,虚线表示螺旋管的内半圆,带箭头的虚线表示磁感线。

应该学会把空间立体图变成平面图,画平面图时,无论是电流的方向还是磁感线的方向,都必须采用统一的特定符号;“↑”表示向上(或向北),“↓”表示向下(或向南),“→”表示向右(或向东),“←”表示向右(或向西),“×”表示向里(或向下),“•”表示向外(或向上)。切不可自定符号,乱叫名称。这样分析和判断及应用当中不容易出现问题。

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范文七:1.2磁场、磁感线

磁场、磁感线

第一部分:知识清单

一、关联词条

磁场:

磁感线:

二、当前知识点知识清单

标题:磁场的基本性质

⑴磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁体产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。方向规定:在磁场中的某一点,小磁针北极静止时所指的方向(小磁针北极所受磁力的方向)就是该点磁场的方向。

标题:磁感应线

(2)磁感应线:在磁场中画一些有方向的曲线。任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致。

第二部分:点拨指导

一、重点

标题:模型法:

磁现象是一种抽象的东西,所以引入了磁感应线,这样可以用形象的磁感应线来描述抽象磁场。

二、难点 磁感线的分布及特点:

在磁体的外部,磁感线从磁体的北极出来,回到南极.

三、关键点

需要掌握磁感线的特点:

在磁体的外部,知道磁感线的方向与小磁针静止时北极所指的方向一致,并且要知道磁感线从磁体的北极出来回到南极.

四、易混点

对于磁体的内部:磁感线的方向与外部相反。

第三部分:解题示范

解题示范1

关于磁感线,下列说法中错误的是( )

A. 磁感线上任何一点切线方向就是该点的磁场方向

B. 小磁针北极在磁场中所指方向跟过该点的磁感线的切线方向一致

C. 磁感线是由磁场产生的

D. 磁体周围的磁感线是从北极出发,回到南极

解析:磁感线是人们为了研究磁场而假想的一些能形象直观地表示磁场情况的曲线。这些曲线在磁场中实际并不存在。所以选项C是错误的;物理学中规定磁场中任何一点的磁场方向都跟小磁针在该点静止时北极的指向一致,所以磁感线上任一点的切线方向跟该点的磁场方向、小磁针北极指向一致,因而选项A和B均是正确的;由于磁体周围的磁感线是从北极出发,回到南极,所以选项D也是正确的。

可见,本题的答案应为C。

解题示范2

在一个黑色塑料盒内放一条条形磁铁,盒盖上标有8个数字,在盒外放有四个小磁针,受到盒内条形磁铁的影响,小磁针静止后指向如图所示(小磁针涂黑部分为N极),则盒内条形磁铁放置的位置是[ ]

A.N极靠近5,S极靠近1

B.N极靠近1,S极靠近5

C.N极靠近3,S极靠近7

D.N极靠近4,S极靠近

8

分析:提示:解答这类问题,应紧紧抓住磁极、磁感线(磁场)方向、小磁针N极指向三者之间的关系,三者之间,已知其中之一,即可确定其余二者。先根据小磁针在磁场中静止时北极所指方向确定该点的磁场方向,再根据磁体周围磁场(磁感线)方向都是从磁体的北极出来,回到磁体的南极,确定磁体的磁极。

答案:选A

。。。。。

第四部分:三套检测题

巩固训练、针对性诊断、再次诊断

对性诊断

题型一(了解)

提示语:磁场的基本性质

磁场的基本性质是指( )

A. 能使小磁针发生偏转

B. 能够吸引铁、钻、镍等物体的性质

C. 能够产生磁感线

D. 能对放在其中的磁体产生磁力的作用

答案D

提示语:磁场强弱分布

如图所示的E,F,P,Q四点中,磁场最强的是( )

A.E点 B.F点 C.P点 D.Q点

分析:磁体具有两极性,任何磁体都具有两个磁极,磁北极N,磁南极S,磁体中磁极部分磁性最强,中间部分磁性最弱.

故选A.

题型二(理解)

提示语:对磁场和磁干线的理解

关于磁场和磁感线,下列说法中正确的是[ ]

A.磁感线总是从磁体的北极指向南极

B.同一条磁感线上各点的磁场方向相同

C.磁体周围没有磁感线的地方没有磁场

D.磁场是客观存在的,磁感应线是不存在的,但它能形象地描述磁场的分布情况和方向 答案D

提示语:磁场

关于磁场,下列说法中正确的是( )

A.将小磁针放在某一空间,若小磁针偏离南北方向,说明这个空间存在磁场

B.磁极间的相互作用不都是通过磁场发生的

C.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线

D.磁体的磁感线从磁体N极出来,回到磁体S极

分析:A、根据磁极间的相互作用进行分析,即磁场的方向可以通过放入小磁针的指向进行判断;

B、根据磁场的特点进行分析,即磁极间的相互作用是通过磁场作用发生的;

C、根据理想模型方法的思路进行分析,即为了人们可以形象直观的认识磁场,科学家通过想象引入了磁感线;

D、根据磁场的特点进行分析,磁场包括磁体内部和外部.

故选A

提示语:磁场;磁感线及其特点.

下列说法正确的是( )

A.磁感线是磁场中真实存在的曲线

B.在用磁感线描述磁场时,磁感线都是从磁体的S极出发,回到N极

C.小磁针的N极在任何情况下都指向地理的南极

D.物理学中,把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向

分析:①根据理想模型方法的思路进行分析,即为了人们可以形象直观的认识磁场,科学家通过想象引入了磁感线.判断出A是否符合题意.

②根据磁场的特点进行分析,磁场包括磁体内部和外部.判断出B是否符合题意.

③地球就是一个磁场,称为地磁场,地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近.判断出C是否符合题意.

④物理学中规定:小磁针N极在磁场中所受的磁力方向跟该点的磁场方向相同.判断出D是否符合题意.

故选D.

题型三(掌握)

提示语:磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极指向三者一致

图11-13中,在条形磁铁周围放置有甲、乙、丙三个小磁针,小磁针N极指向正确的是 图11-13

A.甲、乙对,丙错B.乙、丙对,甲错C.甲、丙对,乙错D.甲、乙、丙都对

答案A

提示语:磁场;地磁场.

下列有关磁场的说法,正确的是( )

A.磁场能产生磁感线

B.磁体间的相互作用是通过磁场发生的

C.在地表附近静止的小磁针的南极指向地理的北极

D.地磁北极在地理北极附近,地磁南极在地理南极附近

分析:(1)磁体周围存在着磁场,磁场是一种物质,磁极间的相互作用就是通过磁场实现的;

(2)地球就是一个磁场,称为地磁场,地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近.

故选B.

提示语:磁场

2005年是世界物理年,也是爱因斯坦发表相对论100周年,爱因斯坦不仅对物理学的发展做出了巨大贡献,还给我们留下了许多宝贵的科学精神和思想财富.爱因斯坦曾经说过:“磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样实在”.这句话形象地说明了( )

A.磁场是为了研究物理问题而假想的

B.椅子一定是磁场

C.磁场是真实存在的一种物质

D.磁场和椅子一样是看得见、摸得着的

分析:本题考查同学对磁场概念的理解,明确磁场与磁感线的关系.

故选C.

巩固训练

题型一(了解)

磁铁周围的磁感线都是从磁铁的N极出来,回到磁铁的S极, 任何一点的磁场方向都跟放在该点的小磁针N极所指的方向一致。固定不动的大型钢梁,常常具有磁性,这是因为它们长期受地磁场作用被磁化了。

答案对

题型二(理解)

在图中标出磁感线方向和a、b两点的磁场方向。

答案

题型三(掌握)

如图所示,哪一幅图描述的磁场的磁感线是正确的( )

A. 甲图 B. 乙图 C. 丙图 D. 丁图

答案C

再次诊断

题型一(了解)

有关磁感应线,下列说法中正确的是( )

A. 磁场是由磁感应线组成的

B. 在磁体周围能清楚地看到磁感应线

C. 磁感应线是没有方向的

D. 磁感应线是假想的,实际上并不存在

答案D

下列有关磁现象的说法中,正确的是( )

A.磁体周围存在着磁场

B.磁感线是真实存在的

C.同名磁极互相吸引

D.指南针能指南北是受地磁场的作用

分析:磁体周围存在磁场,磁场用磁感线来描述,磁感线不是真实存在的.磁体间的相互作用是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.地球是一个大的磁体,指南针能指示南北是受地磁场的作用.

故选A、D.

题型二(理解)

指南针能指南北是因为指南针( )

A. 有吸引铁的性质

B. 被地磁场磁化了

C. 受到地磁场的作用

D. 会产生磁感应线

答案C

下面是四位同学根据小磁针静止时的指向,画出的磁极和磁感线方向,其中正确的是( )

A. B. C. D.

分析:知道磁感线的方向与小磁针静止时北极所指的方向一致,并且要知道磁感线从磁体的北极出来回到南极.

故选B.

题型三(掌握)

关于磁感线,下面说法正确的是( )

A.磁体周围存在着无数条磁感线 B.磁感线都有南北极

C.磁感线的方向就是放在该处小磁针所指的方向 D.磁感线是形象显示磁场方向的曲线 答案D

如图是U形磁铁周围的磁感线.根据磁感线方向,下列对磁极的判断正确的是( )

A.甲是N极,乙是S极 B.甲是S极,乙是N极

C.甲、乙都是S极 D.甲、乙都是N极

分析:解答此题应知道磁感线的方向是从磁体的北极出来回到南极. 故选A.

范文八:磁场磁感线练习

磁场磁感线

一、选择题(每题5分,共50分)

1.A铁棒A能吸引小磁针,铁棒B能排斥小磁针,若将铁棒A靠近铁棒B,则 A.A、B一定相互吸引 B.A、B一定相互排斥 C.A、B间可能无磁作用

D.A、B间一定有磁作用,可能吸引,也可能排斥 . 2.A下列关于磁场的说法中正确的是

A.磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质 . B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的 C.磁极与磁极之间是直接发生作用的

D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生 3.A关于磁场和磁感线的描述,正确的是 A.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向就表示该点的磁场方向 . B.磁感线是从磁铁的N极指向S极

C.磁铁间的相互作用是通过磁场发生的 . D.磁感线就是磁场中碎铁屑排列成的曲线

4.B如图所示,一带负电的金属环绕轴OO'以角速度ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是 A.N极竖直向上 B.N极竖直向下 C.N极沿轴线向左 . D.N极沿轴线向右

5.B如图所示,M1与M2为两根未被磁化的铁棒,现将它们分别放置于如图所示的位置,则被通电螺线管产生的磁场磁化后 A.M1的左端为N极,M2的右端为N极 . B.M1和M2右端均为N极

C.M1的右端为N极,M2的左端为N极 D.M1和M2的左端均为N极

6.A在进行奥斯特的电流磁效应实验时,通电直导线的放置位置应该是 A.西南方向、在小磁针上方 B.东南方向、在小磁针上方 C.平行东西方向,在小磁针上方 D.平行南北方向,在小磁针上方 .

7.A有一束电子流沿X轴正方向高速运动,如图所示,电子流在z轴上的P点处所产生的磁场方向是沿

A.y轴正方向 . B.y轴负方向 C.z轴正方向 D.z轴负方向

8.A下面所述的几种相互作用中,通过磁场而产生的有 A.两个静止电荷之间的相互作用 B.两根通电导线之间的相互作用 . C.两个运动电荷之间的相互作用 . D.磁体与运动电荷之间的相互作用 .

9.A关于磁感线的概念,下列说法正确的是

A.磁感线上各点的切线方向就是该点的磁场方向 . B.磁场中任意两条磁感线都不能相交 . C.磁感线和电场线一样都是不封闭曲线

D.通过恒定电流的螺线管内部磁场的磁感线都平行于螺线管的轴线方向 . 10.B如图所示,两根非常靠近且互相垂直的长直导线,当通以 如图所示方向的电流时,电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的 A.区域I . B.区域Ⅱ C.区域Ⅲ D.区域Ⅳ

二、作图、说理题(每题10分,共50分)

11.A放在通电螺线管里面的小磁针保持静止时,位置是怎样的?两 位同学的回答相反.甲说:“小磁针的位置如图,因为管内的磁感线向右,所以小磁针的N极指向右方.”乙说:“小磁针的位置如图,因为通电螺线管的N极在右侧,根据异名磁极相吸的原理可知,小磁针的S极指向右方.”你的看法是怎样的?他们谁的答案错了?错在哪里?

12.A图甲、乙中已知小磁针N极静止时的指向,请画出电源正负极.

13.A图中甲、乙,已知小磁针静止时的指向和电源正负极,请画出绕法.

14.A在图中,已知磁场的方向,试画出产生相应磁场的电流方向

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

磁感应强度、磁通量

一、选择题

1. 关于磁通量的说法正确的是 ( ) A.磁通量是个反映磁场强弱和方向的物理量

B.某一面积上的磁通量可表示穿过此面积的磁感线的总条数 C.在磁场中所取的面积越大,该面上磁通量一定越大 D.穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零

2. 下列有关磁感应强度及安培力的说法正确的有( )

A.若某处的磁感应强度为零,则通电导线放在该处所受安培力一定为零 B.通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时,则该处的磁感应强度一定为零 C.同一条通电导线放在磁场中某处所受的安培力是一定的 D.磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线无关

3. 如图所示,螺线管中通有电流,如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针,其中a在螺线管内部,则 ( ) A.放在a处的小磁针的N极向左 B.放在b处的小磁针的N极向右 C.放在c处的小磁针的S极向右 D.放在a处的小磁针的N极向右

4. 已知地磁场的水平分量为B,利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感强度,如图所示为测定通电线圈中央一点的磁感强度.实验方法:①先将未通电线圈平面固定于南北方向竖直平面内,中央放一枚小磁针N极指向北方;②给线圈通电,此时小磁针N极指北偏东θ角后静止,由此可以确定线圈中电流方向(由东向西看)与线圈中央的合磁感强度分别为( ) BBA.顺时针; B.顺时针;

cos θsin θ

B

C.逆时针;

cos θB

D.逆时针;sin θ

5. 在xOy水平面中有一通电直导线,与y轴平行,导线中电流方向如图所示,该区域有匀强磁场,通电导线所受磁场力的方向与Oz轴正方向相同,该磁场的磁感应强度的方向是( ) A.沿x轴负方向且一定沿x轴负方向 B.一定沿y轴负方向 C.可能沿z轴正方向 D.可能沿x轴负方向

6. 如图所示,弹性线圈AB,当它通电时,下列判断正确的是( ) A.当电流从A→B时,线圈长度增加,当电流反向后线圈长度减小 B.当电流从B→A时,线圈长度增加,当电流反向后线圈长度减小 C.不管电流方向如何,线圈长度都增加 D.不管电流方向如何,线圈长度都减小

7. 如图,两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd,分别通有方向如图的电流,若通电导线ab固定小动,导线cd能自由运动,则它的运动情况是( )

A. 顺时针转动,同时靠近导线ab B. 顺时针转动,同时远离导线ab C. 逆时针转动,同时靠近导线ab D. 逆时针转动,同时远离导线ab

8. 如图所示,一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬于a、b两点,棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,此时悬线上有拉力,为了使拉力等于零,可以( )

A.适当减小磁感应强度 B.使磁场反向

C.适当增大电流 D.使电流反向

9. 如图所示,A为一水平放置的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如图,当圆盘沿图中所示方向高速绕中心轴OO′转动时,通电直导线所受磁场力的方向是( )

A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向里 D.水平向外 10. 如图,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为( ) A.0 B.0.5BIl C.BIl D.2BIl

11. 如右图所示,直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方,如右图所示,如果直导线可以自由地运动,且通以从a到b

的电流,则

导线ab受磁场力后的运动情况( ) A.从上向下看,顺时针转动并靠近螺线管 B.从上向下看,顺时针转动并远离螺线管 C.从上向下看,逆时针转动并远离螺线管 D.从上向下看,逆时针转动并靠近螺线管

12. 如图所示,导线框中电流为I,导线框垂直于磁场放置,磁感应强度为B,AB与CD相距为d,则棒MN所受安培力大小( ) A.F=BId B.F=BIdsin θ BId

C.F=sin θD.F=BIdcos θ

二、计算题

13. 质量为m ,长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面,整个装置处在竖直方向的匀强磁场中,当金属棒通以由a向b的电流I后,将离开原位置向前偏转α角而重新平衡,如图。求磁感应强度B的方向和大小。

14. 如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直:

(1)此时穿过平面的磁通量为多少?

(2)若使框架绕OO′转过60°角,则穿过线框平面的磁通量为多少? (3)若从初始位置转过90°角,则穿过线框平面的磁通量为多少?此过程的磁通量的该变量为多少?

(4)若从初始位置转过120°角,则穿过线框平面的磁通量变化量为?

15. 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)

.现垂直于导轨搁一

根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如右图所示,问: (1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?

(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?

16. 如图所示,通电导体棒ab质量为m、长为L,水平放置在倾角为θ的光滑斜面上,通以如图示方向的电流,电流强度为I,欲使导体棒ab静止在斜面上。

(1)若磁场方向竖直向上,则磁感应强度B为多大? (2)若要求磁感应强度最小,求磁感应强度的大小和方向。

17. 如图所示,在倾角为37°的斜面上,固定着宽L=0.25 m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和变阻器.电源电动势E=12V,内电阻r=1.0Ω.一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好,导轨与金属棒的电阻不计,整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中.若金属导轨是光滑的,取g=10m/s2,且已知sin37°=0.60,cos37°=0.80.要保持金属棒静止在导轨上.求: (1)回路中电流的大小; (2)滑动变阻器接入电路的阻值.

磁感应强度、安培力 练习题参考答案

13. 解:对金属棒平衡时受力分析:金属棒受到重力、安培力以及绳子拉力。分析知安培力水平向左,依据左手定则,磁感应强度竖直向上。

依据受力平衡知识得:F安mgtan

Bmgtan

,方向:水平向左 IL

1

14. 解:(1)1BS; (2)2BS

2

由F安BIL,解得

B

(3)3BS

31BS

1

3BS 41BS 22

15. 解:(1)对金属棒进行受力分析:

(4)4

水平方向:FNF安cosmg 竖直方向:fF安sin

E

而F安BIL I 将此式代入上式得

R

EBLEBLfsin,FNmgcos

RR

(2)要使ab棒受到的支持力为零,令FN0

mgREBL

cos,所以B

RELcos

mgR

当cos1时,B最小值Bmin 此时F安mg,方向竖直向上,依据左手定则,判

EL

断此时磁感应强度方向水平向左。

得到mg

16. 解析:(1)对导体棒受力分析如图所示: 由平衡条件得 BIL=mgtanθ mgtanθB=IL

(2)设安培力方向与斜面夹角为α,对导体棒受力分析如图所示: 由平衡条件得

mgsinθ

B′ILcosα=mgsinθ 解得:B′=

ILcosα当α=0°时,B′最小,其最小值为 B′min=

mgsinθ

IL

由于安培力方向平行斜面向上,电流方向垂直纸面向里,由左手定则可判断磁场方向垂直斜面向上。

17. 解:(1)对金属棒受力分析,

对棒受力分析知:F安mgsin,由于F安BIL,故解得

mgsin37

I0.6A

BL

(2)由闭合电路欧姆定律:EI(Rr),代入数据解得:R19

范文九:磁场强度的方向

磁场强度的方向

关键字:磁场强度 磁感应强度 磁场方向 磁场力 作者:吴兴广

磁场的基本性质就是对放入其中的磁极 电流 运动电荷产生力的作用 ,我们把这些统称为磁场力。磁场有单个逆时针或顺时针方向磁场,例如导线电流产生的磁场;有两个磁场组成的磁场,例如磁体(包括条形磁铁,蹄形磁铁等),两个磁场方向不同,一个顺时针,一个逆时针;例如两条靠近的同向直线导线,可看成两个磁场方向磁场组成的一个磁场。磁场力分为,1)单磁场对单磁场的力的作用例如直线通电导线之间;2)两个磁场方向不同组成的磁场对单磁场的作用,例如直线通电导线对小磁针的力的作用;3)两个磁场方向不同组成的磁场对两个磁场方向不同组成的磁场的力的作用,例如条形磁铁对条形磁铁的力的作用。(见《磁场力的归一》与《读洛伦茨力》与《磁场力归一的实例》)

在上节,我们知道这几种磁场力都是一种磁场力,(是安培力,)力的方向垂直磁感线。洛伦茨力属于一个单磁场完全处于磁场中的情况;安培力属于两个差不多的单磁场接触的相互作用;磁极对小磁针作用属于两个不同方向磁场组成的磁场完全处于单个磁场的情形或两个不同方向磁场组成的磁场情形。所有的磁场力都可以用单磁场的相互作用分析,磁极对小磁针作用中(小磁针处在蹄形磁场中,小磁针水平放置,),小磁针可用环流导线代替,我们根据右手定则判断磁场方向,根据直线通电导线之间电流相互作用即单磁场相互作用分析,得出小磁针在匀强磁场中不受力,在非匀强磁场中向磁感强度大的方向运动。即小磁针受到的磁场力是垂直磁感线的,所受磁场力合力的方向就是磁感线方向。

磁场力方向 直线通电导线之间,磁场力的方向垂直磁感线;磁体对小磁针,小磁针受力的方向是沿着磁感线运动。

磁体对小磁针作用中,磁场方向与磁感线方向相同,或磁感线切线方向与力的方向相同;直线通电导线之间相互作用中 ,力的方向与磁场强度方向一样,与磁感线方向垂直。 磁场强度与磁感应强度 我们知道磁感应强度,描述磁场强弱和方向的基本物理量。是矢量,常用符号B表示;磁场强度,在真空中,为磁感应强度B与磁常数之商。矢量,符号“H”。那么磁场强度方向是怎样的呢?

如果认为磁场强度方向与磁场力的方向相同,那么:在磁体对小磁针,磁体对磁体中,磁场力的方向为磁感线方向或磁感线切线方向,磁场强度方向与磁感应强度方向与磁场力方向相同;在直线通电导线之间,磁场力的方向垂直磁感线方向,磁场强度方向与磁感线方向垂直,磁场强度方向与磁场力的方向相同,我认为在这里,磁感应强度方向应与磁场力的方向相同,而不是与磁感线方向相同。原因是,磁感线方向表示只是两个磁场组成的磁场对两个磁场组成的磁场,或单磁场对两个磁场组成的磁场,的磁场合力的方向。在直线通电导线之间,在单磁场对单磁场的磁场力作用时,磁感线不再表示磁场力的方向。磁场力的方向为垂直磁感线方向。由于电流方向相反时候或者说把一个磁场翻个个时,即磁感线的上下面对导时,磁场力方向不同,所以单磁场对单磁场的磁场力方向可能为垂直穿过磁感线的闭合曲线。磁力线与涡旋电场力线一样。两个磁场组成的磁场对两个磁场组成的磁场(例如,磁铁磁极对磁铁磁极)或单磁场对两个磁场组成的磁场(例如,条形磁铁一侧对小磁针的作用),的磁场合力显现出的磁感线属于单磁场的磁场力线组合共同作用结果。(见《读洛伦茨力》《磁场力的归一》)

范文十:磁场、磁感线、磁感应强度、磁通量

高二物理 学大精品学案

磁场、磁感线、磁感应强度、磁通量

教学内容:

一. 磁场、磁感线

1. 我国古代磁的应用有;(1)指南针:(2)磁石治病。

2. 磁极间的作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。无论是磁极和磁极之间,还是磁极和电流之间都存在磁力。磁场是一种看不见、摸不着,存在于电流或磁体周围的物质,它传递着磁体间的相互作用。

3. 磁场的来源有磁铁,电流等。

4. 磁场的性质:对放于它里面的磁铁或电流有磁场力的作用。

5. 磁场的方向:磁场中任意一点,小磁针在该点北极受力方向即小磁针静止时N极所指的方向,就是该点的磁场方向。

6. 磁感线:所谓磁感线,是在磁场中画出的一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都在该点的磁场方向。

7. 安培定则(也叫右手螺旋定则):

(1)判定直导线中电流的方向与磁感线方向之间的关系时可表述为:用右手握住导线,让伸直的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。

(2)判定环形电流和通电螺线管的电流方向与磁感线方向之间的关系时表述为:让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,拇指所指的方向就是环形电流中轴线上磁感线的方向或螺线管内部磁感线的方向。

二. 典型磁场的磁感线分布

1. 磁场的分布是立体空间的,要熟练掌握常见磁场的磁感线的立体图和纵、横截面图的画法

(1)条形磁铁、同名磁极间、异名磁极间磁感线的分布情况,如图所示。

(a)条形磁铁的磁感线分布

(b)同名磁极间的磁感线分布

高二物理 学大精品学案

(c)异名磁极间的磁感线分布

(2)直线电流的磁场:无磁极,非匀强,距导线越远处磁场越弱,画法如图所示。

立体图 横截面图 纵截面图

(3)通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内是匀强磁场,管外为非匀强磁场,画法如图所示。

立体图 横截面图 纵截面图

(4)环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱,画法如图所示。

立体图 横截面图 纵截面图

2. 如何由小磁针北极的指向,判断电流方向(或电源极性)?

先根据已知条件画出一条或几条通过小磁针的磁感线,再运用安培定则根据磁感线方向判断出电流方向,从而判断出电源极性。若已知电流方向判断相关问题也可用此法。(见后面例题)

例1. 关于磁场的方向,下列叙述中不正确的是( )

高二物理

学大精品学案

A. 磁感线上每一点的切线方向

B. 磁场N极到S极的方向

C. 小磁针静止时北极所指的方向

D. 小磁针的北极受力方向

例2. 在图(a)所示中,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(标上方向)或电流方向。

解析:用安培定则来判断,如图(b)所示。

(a)

(b)

例3. 如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N极指向右,试判断电

源的正负极。

例4. 如图所示,圆环中电流方向由左向右,且I1I2,则圆环中心O处的磁场是________。

三. 磁感应强度 磁通量

(一)基本概念

1. 磁感应强度:穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度。磁感应强度大的地方,磁感线密;磁感应强度小的地方,磁感线疏。磁感线的疏密反映了磁感应强度的大小。

2. 单位:国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,符号为T。1T1N/(Am)

3. 方向:磁场中某点的磁感应强度的方向,即该点的磁场方向,就是放在该点的小磁针N极受力的方向。

4. 匀强磁场:在磁场的某个区域内,如果各点的磁感应强度大小和方向都相同。这个区域的磁场叫匀强磁场。在匀强磁场中,磁感线是一组平行且等距的直线。

5. 磁通量:(1)磁场中穿过垂直于磁场某一面积S的磁感线条数定义为穿过该面积的磁通量,用表示。

(2)在磁感应强度为B的匀强磁场中,穿过与磁场方向垂直、面积为S的平面的磁通量为BS。

(3)单位:磁通量的国际单位是韦伯。简称韦。符号是Wb。1Wb=1Tm。

B2S叫做磁通密度。单位:Wb/m 6. 磁通密度:由BS得

单位关系:1T1Wb/m1N/(Am)。

(二)概念辨析

1. 如何理解磁感应强度

由铁屑在磁体周围的分布可知,磁体周围的磁场有强有弱,磁感线可以形象地描述磁场的强弱,即磁感线越密,磁场越强;磁感线越疏,磁场越弱。如何定量地描述磁场的强弱呢?我们知道,用电场强度可以定量地描述电场的强弱。因此不难想到用磁感应

22

强度可以定量描述磁场的强弱。与电场强度相似,磁感应强度也是一个有大小和方向的矢量。磁场中某点的磁感应强度的方向与在该点的小磁针静止时N极所指的方向一致。磁感应强度的大小通常用磁感线的密度表示,即穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度。用“B”表示。

3. 如何理解磁通量的计算公式“BS”

公式BS中的B应是匀强磁场的磁感应强度,S是与磁场方向垂直的面积,因此可以理解为BS。如果平面与磁场方向不垂直,应把面积S投影到与磁场垂直的方向上,求出投影面积S,代入到BS中计算,应避免硬套公式BSsin或BScos。

4. 如何求磁通量的变化量

一般有下列三种情况:

(1)磁感应强度B不变。有效面积S变化,则穿过回路中的磁通量的变化是:21BS

(2)磁感应强度B变化。磁感线穿过的有效面积S不变,则穿过回路中的磁通量的变化是:21BS。

(3)磁感应强度B和回路面积S同时发生变化的情况。则21BS。

5. 磁场的叠加

像电场一样,磁场也服从叠加原理。如果有几个磁场同时存在,则它们的磁场互相叠加,这时某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点磁感应强度的矢量和。

6. 磁通量是标量,那么的正、负如何理解?

磁通量有正负之分,其正负是这样规定的:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入为正磁通量,则磁感线从反面穿入时磁通量为负值。

若磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁感线条数为1,反向磁感线条数为2,则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和),即12。

7. 磁通量BS的计算要注意什么

除注意正、负之外,还应注意以下两点:

(1)如图所示,若闭合电路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直,面积分别为S1和S2,且S1S2,但磁场区域恰好只有ABCD那么大,穿过S1和S2的磁通量是相同的,因此,S中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积。

(2)磁通量与线圈的匝数无关,也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响。同理,磁通量的变化量21也不受线圈匝数的影响。所以,直接用公式求、时,不必去考虑线圈匝数n。

例5. 磁感应强度为矢量,它可以分解为几个分量。

(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B,磁偏角为,那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大?

(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的,那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大?

(3)在极地上空地磁场的水平分量是多大?

例6. 如图所示,两个圆环A、B同心放置,且半径RARB,一条形磁铁置于两环的圆心处,且与圆环平面垂直,则A、B两环的磁通量哪个大?

例7. 如图所示,单匝线圈abcd的面积为S,置于磁感应强度为B的匀强磁场中,当线圈平面从垂直磁场方向的位置开始,以OO'为轴,①若转过90时磁通量的改变量为_______,②若转过180时,磁通量改变量为________。