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1、33几种常见的磁场3几种常见的磁场 学习目标1.知道磁感线的概念，并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点.2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.3.知道安培分子电流假说的内容，并能解释简单的磁现象.4.知道磁通量的概念，并会计算磁通量.一、磁感线安培定则知识梳理1.磁感线：在磁场中画出的一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度的方向一致.(1)磁感线的特点：磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁感应强度的方向，即小磁针N极受力的方向.磁铁外部的磁感线从N极指向S极，内部从S极指向N极，磁感线是闭合(填“闭合”或“不闭合”)曲线.磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线密集处磁场强，

2、磁感线稀疏处磁场弱.磁感线在空间不相交(填“相交”或“不相交”).(2)磁感线和电场线的比较：相同点：都是疏密程度表示场的强弱，切线方向表示场的方向；都不能相交.不同点：电场线起于正电荷(或无穷远)，终止于负电荷(或无穷远)，不闭合；但磁感线是闭合曲线.2.电流周围的磁场电流周围的磁感线方向可根据安培定则判断.(1)直线电流的磁场：右手握住导线，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磁感线环绕的方向.这个规律也叫右手螺旋定则.特点：以导线上各点为圆心的同心圆，圆所在平面与导线垂直，越向外越疏.(如图1所示)图1(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，

3、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.特点：内部比外部强，磁感线越向外越疏.(如图2所示)图2(3)通电螺线管的磁场：用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是螺线管中心轴线上磁感线的方向.特点：内部为匀强磁场，且内部比外部强.内部磁感线方向由S极指向N极，外部由N极指向S极.(如图3所示)图3即学即用判断下列说法的正误.(1)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的.()(2)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环.()(3)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁体周围的磁场.()(4)无论是直线电流、环形电流还是通电螺线管的磁场，在安培定则判断时，大拇

4、指指的都是磁场方向.()二、安培分子电流假说导学探究磁铁和电流都能产生磁场，而且通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，它们的磁场有什么联系？答案它们的磁场都是由电荷的运动产生的.知识梳理安培分子电流假说(1)法国学者安培提出：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流分子电流.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.(如图4所示)图4(2)当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性(如图5甲)；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性(如图乙).图5(3)安培分子电流假说说明一切磁现象都是由电荷的运动产生的.即学即用判断下列说法的正误.

5、(1)一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场发生的.()(2)安培认为，磁体内部有许多环形电流，每个环形电流都相当于一个小磁体.()(3)一个物体是否对外显磁性，取决于物体内部分子电流的取向.()三、匀强磁场磁通量导学探究(1)如图6，平面S在垂直于磁场方向上的投影面积为S.若有n条磁感线通过S，则通过面积S的磁感线有多少条？图6(2)若磁场增强，即B增大，通过面积S的磁感线条数是否增多？答案(1)n条(2)B增大时，通过面积S的磁感线条数增多知识梳理1.匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小、方向处处相同的磁场.磁感线：间隔相同的平行直线.(2)实例：距离很

6、近的两个平行的异名磁极间的磁场，相隔适当距离的两平行放置的通电线圈，其中间区域的磁场都是匀强磁场.2.磁通量(1)定义：匀强磁场磁感应强度B与和磁场方向垂直的平面面积S的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通.(2)表达式：BS.单位：韦伯，简称韦，符号是Wb，1Wb1Tm2.适用条件：匀强磁场；磁感线与平面垂直.(3)说明：磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示；若磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和).当平面与磁场方向不垂直时，穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场B的方向的投影面积进行计算，即BSBScos(如图7).图7(4)引申：B，因此

7、磁感应强度B又叫磁通密度.即学即用判断下列说法的正误.(1)磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量.()(2)磁通量越大，磁感应强度越大.()(3)穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零.()(4)磁通量就是磁感应强度.()一、对安培定则的理解与应用例1电路没接通时两枚小磁针方向如图8，试确定电路接通后两枚小磁针的转向及最后的指向.图8答案见解析解析接通电源后，螺线管的磁场为：内部从左指向右，外部从右指向左，如图所示，故小磁针1逆时针转动至N极水平向左，小磁针2顺时针转动至N极水平向右.小磁针在磁场中受力的判断方法1.当小磁针处于磁体产生的磁场中，或环形电流、通电螺线管外部时，可

8、根据同名磁极相斥，异名磁极相吸来判断小磁针的受力方向.2.当小磁针处于直线电流的磁场中或处于环形电流、通电螺线管内部时，应该根据小磁针N极所指方向与通过该点的磁感线的切线方向相同，来判断小磁针的受力方向.针对训练1如图9所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是()图9A.a、b、c的N极都向纸里转B.b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转C.b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转D.b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转答案B二、对磁通量的认识和计算1.磁通量是标量，但有正负，若磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，则磁

9、感线从此面穿出时为负值.2.若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面且正向磁通量为1，反向磁通量为2，则穿过该平面的磁通量12.例2如图10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，则穿过线框平面的磁通量为多少？若使框架绕OO轴转过60角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过180角，则穿过线框平面的磁通量变化了多少？图10答案BSBS02BS解析在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，BS.当线框绕OO轴转过60时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示.BSBScos60BS.转过90时，线框由与磁感线垂直

10、变为与磁感线平行，0.线框转过180时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了.因而1BS，2BS，212BS.即磁通量变化了2BS.三、磁感应强度矢量的叠加磁感应强度是矢量，当空间存在几个磁体(或电流)时，每一点的磁场为各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和.磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则.例3在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里.如图11所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中()图11A.b、d两点的磁感应强度相等B.a、b两点的磁感应强度相等C.c点的磁感应强度的值最小D.b点的磁感应强度

11、的值最大答案C解析如图所示，由矢量叠加原理可求出各点的合磁场的磁感应强度，可见b、d两点的磁感应强度大小相等，但方向不同，A项错误；a点的磁感应强度最大，c点的磁感应强度最小，B、D项错误，C项正确.针对训练2如图12所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，MOP60，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1.若将N处的长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小变为B2，则B2与B1之比为()图12A.11 B.12C. 1 D. 2答案B解析依题意，导线在M、N处时，每根导线在O点产生的磁感应强

12、度为，方向竖直向下，则当N处的导线移至P点时，O点合磁感应强度大小为：B22cos60，则B2与B1之比为12.1.下列各图中，已标出电流及电流磁场的方向，其中正确的是()答案D解析电流与电流磁场的分布，利用的是右手螺旋定则，大拇指指向直导线电流方向，四指指向磁感线方向，因此A、B错；对于螺线管和环形电流，四指弯曲方向为电流方向，大拇指指向内部磁场方向，故选D.2.通电螺线管内有一在磁场力作用下静止的小磁针，磁针指向如图13所示，则()图13A.螺线管的P端为N极，a接电源的正极B.螺线管的P端为N极，a接电源的负极C.螺线管的P端为S极，a接电源的正极D.螺线管的P端为S极，a接电源的负极答

13、案B解析通电螺线管内轴线的磁场方向水平向左，则P端为N极，由安培定则知，a接电源负极，选项B正确.3.如图14所示，边长为L的n匝正方形线框abcd内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B.下列说法正确的是()图14A.穿过线框abcd的磁通量为BL2B.穿过线框abcd的磁通量为nBL2C.穿过线框abcd的磁通量为D.穿过线框abcd的磁通量为答案C4.如图15所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流，a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等.关于以上

14、几点处的磁场，下列说法正确的是()图15A.O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D.a、c两点处的磁感应强度的方向不同答案C解析根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解.根据安培定则判断：两直线电流在O点处产生的磁场方向均垂直于MN向下，O点处的磁感应强度不为零，故A选项错误；a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故B选项错误；根据对称性，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C选项正确；a、c两点处的磁感应强度方向相同，故D选项错误.一、选择题(17题为单选题，810题为多选题)1.关于磁感线与电场线的描述，正确的是()A.电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极B.电场线一定是不闭合的，磁感线一定是闭合的C.磁感线是自由小磁针在磁场力作用下的运动轨迹D.电场线和磁感线实际上均存在，只是肉眼看不到答案B解析磁感线没有起点也没有终点，是闭合的曲线.静电场中的电场线不是闭合曲线，起始于正电荷(或无穷远处)，止于负电荷(或无穷远处)，故A错误，B正确；磁感线是描述磁场强弱和方向的形象曲线，当磁感线是曲线时，小磁针在磁场力作用下的运动轨迹并不与其重合，故选项C错误；电场线和磁感线都是为了描述抽象的场而人为引入的曲线，实际上并不存在，选项D错误.2.如图1为某磁场中的磁感线.则()