磁感线的特点范文.docx

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磁感线的特点范文

磁感线的特点范文

上海艺术门画廊日前推出了由何凯特博士策展的“磁感线――王璜生的流明世界”展。

此次展览从磁力的角度探讨艺术家对水墨形式的实验性探索，展出的作品包括王璜生从xx年至今创作的一系列绘画、装置及影像作品。

王璜生以绵延不绝、百转千回的线条为特色的作品，既是对传统的致敬，也是以当代艺术语言表现他在当代现实处境中的精神意象。

游弋的线条在整体的画面上构成饱和的张力，形成一种心绪的多声共鸣曲，策展人何凯特博士认为这些线条仿佛相互排斥、吸引的磁场中隐形的磁感线，流动、放射的磁线激发一种当代的实验性能量，一种既反向自身、又面对世界的运动。

王璜生的作品以诗意的方式展现他对世界整体沉浸性的体验，反映出在复杂的生存经验和身份处境中一种内心的诉求。

展览“磁感线”中的作品以当代艺术的形态传达出艺术家对世界整体诗意和内省、冲突和矛盾的个人经验，在物理学的意义上也可以看作生成了“磁感线的力场”，磁线本身包含了时间的无限性以及力的平衡，王璜生精致而敏感的作品伴随着常在的却又不断变幻的时间之流中的存在感，他以水墨的形式连接着中国文学与哲学的精神，并且表达了水墨实践的当代性。

除了当代艺术的探索和实践，王璜生早在上世纪80年就开始介入到中国当代艺术进程中，、出版杂志和书籍，策划和创办了一系列重要展览，包括他担任广东美术馆馆长期间举办的“首届广州当代艺术三年展”，以及xx年担任中央美术馆馆长后策划的“CAFAM双年展”、“CAFAM未来展”等等，作为美术馆馆长，他*的美术馆公共艺术机构的功能建制上产生了重要的推动作用。

第三节、几种常见的磁场（1.5课时）

一、教学目标

1、知识与技能

（1）知道什么叫磁感线；会用磁感线描述磁场

（2）知道几种常见的磁场及其磁感线空间分布的情况；

（3）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；

（4）知道安培分子电流假说，并能解释有关现象。

2、过程与方法

（1）培养学生的观察、分析的能力；

（2）运用类比的方法掌握描述磁场的方法——磁感线。

（3）提高学生的空间想象能力。

3、情感态度与价值观

（1）培养学生的爱国主义精神；

（2）了解物理学相关的热点问题，有乐于探索的精神。

二、重点与难点：

1．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.

2．正确理解磁通量的概念并能进行有关计算

三、教具：

多媒体、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

四、教学过程：

（一）复习引入

要点：

磁感应强度B的大小和方向。

［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.-----引入新课

（老师）类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向，同样，也可以用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向

（二）新课讲解

【板书】1．磁感线

（1）磁感线的定义

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。

（2）特点：

A、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.

B、每条磁感线都是闭合曲线，任意两条磁感线不相交。

C、磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。

D、磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小

【演示】用铁屑模拟磁感线的形状，加深对磁感线的认识。

同时与电场线加以类比。

【注意】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。

2．几种常见的磁场

【演示】

①用铁屑模拟磁感线的演示实验，使学生直观地明确条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电环形电流、通电螺线管以及地磁场（简化为一个大的条形磁铁）各自的磁感线的分布情况（磁感线的走向及疏密分布）。

②用投影片逐一展示:

条形磁铁（图1）、蹄形磁铁（图2）、通电直导线（图3）、通电环形电流（图4）、通电螺线管以及地磁场（简化为一个大的条形磁铁）（图5）、※辐向磁场（图6）、还有二同名磁极和二异名磁极的磁场。

（1）条形、蹄形磁铁，同名、异名磁极的磁场周围磁感线的分布情况（图1、图2）

（2）电流的磁场与安培定则

①直线电流周围的磁场

在引导学生分析归纳的基础上得出

○直线电流周围的磁感线：

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.（图3）

○直线电流的方向和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.

②环形电流的磁场

○环形电流磁场的磁感线：

是一些围绕环形导线的闭合曲线，在环形导线的中心轴

线上，磁感线和环形导线的平面垂直（图4）。

［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.

③通电螺线管的磁场.

○通电螺线管磁场的磁感线：

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；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（图5）

○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，则大拇指所指的方向就是螺线管的北极（螺线管内部磁感线的方向）.

③电流磁场（和天然磁铁相比）的特点：

磁场的有无可由通断电来控制；磁场的极性可以由电流方向变换；磁场的强弱可由电流的大小来控制。

【说明】由于后面的安培力、洛伦兹力、电磁感应与磁感应强度密切相关，几种常见磁场的磁感线的分布是一个非常基本的内容，不掌握好，对后面的学习有很大影响。

3．安培分子电流假说

（1）安培分子电流假说（P92）

对分子电流，结合环形电流产生的磁场的知识及安培定则，以便学生更容易理解“它的两侧相当于两个磁极”，这句话；并应强调“这两个磁极跟分子电流不可分割的联系在一起”，以便使他们了解磁极为什么不能以单独的N极或S极存在的道理。

（2）安培假说能够解释的一些问题

可以用回形针、酒精灯、条形磁铁、充磁机做好磁化和退磁的演示实验，加深学生的印象。

举生活中的例子说明，比如磁卡不能与磁铁放在一起等等。

【说明】“假说”，是用来说明某种现象但未经实践证实的命题。

在物理定律和理论的建立过程中，“假说”，常常起着很重要的作用，它是在一定的观察、实验的基础上概括和抽象出来的。

安培分子电流的假说就是在奥斯特的实验的启发下，经过思维发展而产生出来的。

（3）磁现象的电本质：

磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的．

4．匀强磁场

（1）匀强磁场：

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，这个区域的磁场叫匀强磁场。

匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线。

（2）两种情形的匀强磁场：

即距离很近的两个异名磁极之间除边缘部分以外的磁场；相隔一定距离的两个平行线圈（亥姆霍兹线圈）通电时，其中间区域的磁场P92图3.3-7，图3.3-8。

（三）小结：

对本节各知识点做简要的小结。

并要求学生课外按P93【做一做】

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）巩固新课

（1）复习本节内容

（2）阅读“科学漫步”

（3）指导学生完成“问题与练习”1--4

（4）完成作业纸

教后记：

1、本节课要讲清三种电流磁场的判断以及看清常见磁场的分布，对于小磁针偏转问题

要规范学生的说法。

2、学生还是习惯用同性相斥，异性相吸来判断小磁针的偏转，要把他们引导到判断磁

场方向上去。

单杆在导轨上切割磁感线

导体棒切割磁感线的运动一般有四种情况：

1、导体棒匀速运动

导体棒匀速切割磁感线处于平衡状态，安培力和其他外力等大反向，给出速度可以求外力的大小，或者给出外力求出速度，也可以求出功、功率、电流等，外力的功率和电功率相等。

2、导体棒在恒力作用下由静止开始运动

导体棒在恒定外力的作用下由静止开始运动，速度增大，感应电动势不断增大，安培力、加速度均与速度有关，均为变量，当安培力等于恒力时加速度等于零，导体棒最终为匀速运动。

整个过程加速度是变量，不能应用运动学公式。

3、导体棒在恒定加速度下由静止开始运动

加速度恒定，导体棒为匀变速运动，可以应用运动学公式。

速度不断变化，感应电动势不断变化，电流、安培力也在变化，所加的外力一定也在变化，但是导体棒所受的合力是恒力。

4、导体棒在恒定功率下由静止开始运动

因为功率P?

Fv,P恒定，那么外力F就随v而变化。

要注意分析外力、安培力和加速度的变化，当加速度为零时，速度达到最大值，安培力与其它外力平衡。

三个角度

1、力电角度：

与“导体单棒”组成的闭合回路中的磁通量发生变化→导体棒产生感应电动势→感应电流→导体棒受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→?

?

循环结束时加速度等于零，导体棒达到稳定运动状态。

2、电学角度：

：

判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源）→利用E?

n?

?

或E?

BLv?

t

求感应电动势的大小→利用右手定则或楞次定律判断电流方向→分析电路结构→画等效电路图。

3、力能角度：

电磁感应现象中，当外力克服安培力做功时，谅有其他形式的能转化为电能；当安培力做正功时，就有电能转化为其他形式的能。

例一、如图所示，水平平行放置的导轨上连有电阻R，并处于垂直轨道平面的匀强磁场中。

今从静止起用力拉金属棒ab（ab与导轨垂直），若拉力恒定，经时间t1后ab的速度为v，加速度为a1，最终速度可达2v；若拉力的功率恒定，经时间t2后ab的速度也为v，加速度为a2，最终速度可达2v，求a1和a2的关系。

a2=3a

1

例2、如图所示，小灯泡的规格为“4V、4W”，接在两光滑水平导轨的左端，导轨间距L=0.5m，电阻不计。

金属棒ab垂直搁置在导轨上，电阻r=1?

，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B=1T。

为使小灯泡正常发光，求：

（1）金属棒ab匀速滑行的速率；

（2）拉动金属棒ab的外力的功率。

（1）10m/s

（2）5W

例3、如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的

光滑半圆形金属球，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。

在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II，磁感应强度大

小均为B。

现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高

点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形

金属环及轨