资源简介

(共42张PPT)
1　磁场　磁感线
素养 目标定位
目标素养
1.了解磁现象在人类生活中的作用,理解与磁相关的科学技术在社会发展中的作用,培养学生热爱科学的精神
2.知道磁场的概念和磁场的方向
3.理解磁感线的概念,会用磁感线描述电流的磁场
4.理解安培定则,会判断电流产生的磁场方向
知识概览
课前 基础认知
一、电和磁的联系
1.电和磁的相似性。
(1)自然界中的磁体总存在着两个磁极,N极和S极;自然界中也只存在两种电荷,正电荷和负电荷。
(2)同名磁极或同种电荷相互排斥,异名磁极或异种电荷相互吸引。
2.电流的磁效应。
(1)1820年,奥斯特偶然发现:把一根导线平行地放在磁针的上方,给导线通电时,磁针发生了偏转,说明电流能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应。
(2)电流磁效应的发现,用实验展示了电与磁的联系。
微思考1 把一根导线沿南北方向平行地放在小磁针的正上方,观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况,实验说明了什么
提示:甲、乙实验说明了通电导线周围存在磁场;甲、丙实验说明了通电导线中电流方向变了,周围的磁场方向也变了。
二、磁场
1.磁场:磁体与磁体之间,磁体与通电导体之间,以及通电导体与通电导体之间的相互作用,都是通过磁场发生的。
2.物质性:磁场是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质。
微判断1(1)磁场看不见,摸不着,因此磁场是人们假想的,实际并不存在。(　　)
(2)磁极与磁极之间的作用是通过磁场发生的,通电导线与通电导线之间的作用是通过电场发生的。(　　)
(3)静止电荷周围既能产生电场,又能产生磁场。(　　)
(4)磁场中某点的磁场方向,与放在该点的小磁针N极的受力方向一致。(　　)
×
×
×
√
三、磁感线
1.磁场方向: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。
2.磁感线。
(1)定义:在磁场画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致,这样的曲线就叫作磁感线。正像在电场中可以用电场线来描述电场一样,利用磁感线可以形象地描述磁场。
(2)强弱描述:磁感线的疏密表示磁场的强弱,密集的地方磁场强,稀疏的地方磁场弱。
(3)特点描述:任何两条磁感线都不相交,不相切,磁感线都是闭合曲线。
微判断2(1)没有磁感线的地方,不存在磁场。(　　)
(2)磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的。(　　)
(3)磁体的磁场和电流的磁场本质上是一样的。(　　)
(4)沿着磁感线的方向磁场越来越弱。(　　)
×
×
√
×
四、安培定则
1.直线电流的磁场。
安培定则:用右手握住导线,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。
2.通电螺线管的磁场。
安培定则:右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向与螺线管电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向。
3.环形电流的磁场。
安培定则:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。
微思考2 有同学认为磁感线总是从磁体北极指向南极,你认为对吗
提示:不对,在磁体外部磁感线从磁体北极指向南极,而在磁体内部,磁感线是从南极指向北极。
课堂 重难突破
一 对磁场、磁感线的理解
问题探究
通电的螺线管相当于一个条形磁体,一端是N极,另一端是S极,把一个小磁针放入螺线管内部,小磁针的N极指向螺线管的哪端呢
提示:应该指向N极。小磁针N极的指向是该位置的磁场的方向,在螺线管内部,磁场方向由S极指向N极。所以小磁针的N极指向螺线管的N极。
归纳总结
1.磁场。
磁场的存在 磁极的周围和电流的周围都存在磁场
磁场的性质 对放入其中的磁体或通电导线产生力的作用
磁场的客观性 磁场虽然不是由分子、原子组成的,但是它和常见的其他物体一样,是一种客观存在的物质
磁场的方向性 磁场是有方向的。所谓磁场的方向就是小磁针在磁场中其北极受力的方向,即小磁针静止时其北极所指的方向
2.磁感线。
(1)磁感线的特点。
①为形象描述磁场而引入的假想曲线,实际并不存在。
②磁感线的疏密表示磁场的强弱,密集的地方磁场强,稀疏的地方磁场弱。
③磁感线的方向:磁体外部从N极指向S极,磁体内部从S极指向N极。
④磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断。
⑤磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
(2)磁感线与静电场的电场线的比较。
两种线 磁感线 静电场的电场线
相似点 引入目的 形象描述场而引入的假想线,实际不存在
疏密 场的强弱
切线方向 场的方向
相交 不能相交(电场中无电荷空间不相交)
不同点 闭合曲线 不闭合,起始于正电荷,终止于负电荷
(3)常见永久磁体的磁场。
典型例题
【例1】 如图所示,表示蹄形磁体周围的磁感线,磁场中有a、b两点,下列说法正确的是(　　)
A.a处的磁场强,b处的磁场弱
B.a处的磁场弱,b处的磁场强
C.蹄形磁体的磁感线起始于蹄形磁体的N极,
终止于蹄形磁体的S极
D.a处没有磁感线,所以磁感应强度为零
答案:B
解析:由题图可知b处的磁感线较密,a处的磁感线较疏,所以a处的磁场弱,b处的磁场强,选项A错误,B正确;磁感线是闭合曲线,没有起点和终点,选项C错误;在没画磁感线的地方,并不表示没有磁场存在,选项D错误。
二 安培定则的应用
问题探究
如图是云层之间闪电的模拟图,图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云,在放电的过程中,两云的尖端之间形成了一个放电通道,发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里,S极转向纸外,A、B分别带什么电
提示:由于小磁针N极转向纸里,可知该点磁场方向向里,又根据安培定则,A、B间存在由A向B的电流,由此可知A带正电,B带负电。
归纳总结
1.使用方法。
(1)分清“因”和“果”。在判定直线电流的磁场方向时,拇指指“原因”——电流方向;四指指“结果”——磁场绕向。在判定环形电流的磁场方向时,四指指“原因”——电流绕向;拇指指“结果”——环内沿中心轴线的磁感线方向,即指N极。
(2)优先采用整体法:一个任意形状的电流(如三角形、矩形等)的磁场,从整体效果上可等效为环形电流的磁场,再根据安培定则确定磁场的方向,即磁感线的方向。
(3)若研究磁体与环形电流、通电螺线管的相互作用力,可根据安培定则将环形电流或通电螺线管等效成小磁针或条形磁体,然后根据磁极之间的相互作用规律进行分析。
2.三种常见的电流的磁场。
典型例题
【例2】 电路没接通时三个小磁针方向如图所示,试确定电路接通后三个磁针的转向及最后的指向。
答案:小磁针1逆时针转动,小磁针3顺时针转动,小磁针2基本不动
解析:接通电路后,由安培定则判断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,小磁针3顺时针转动,小磁针2基本不动。
成果验收站
1.(多选)下列有关磁场的说法正确的是(　　)
A.磁体周围的空间存在看不见、摸不着的磁场
B.磁极间的相互作用是通过磁场发生的
C.磁场是有方向的,在磁场中的不同位置,其磁场方向一般不同
D.在磁场中的某点,小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同
答案:ABC
解析:磁场虽然看不见、摸不着,但它是一种客观存在的物质,它的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用,磁极间的相互作用就是通过磁场发生的,磁场具有方向性,在磁场中的某点,小磁针北极所受磁场力的方向与该点的磁场方向一致,南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相反(磁场方向的另一种描述方法),选项A、B、C正确,D错误。
2.(多选)下列关于电场线和磁感线的说法正确的是(　　)
A.二者均为假想的线,实际上并不存在
B.实验中常用铁屑来模拟磁感线的形状,因此磁感线是真实存在的
C.任意两条磁感线不相交,电场线也是
D.磁感线是闭合曲线,电场线是不闭合的
答案:ACD
解析:两种场线均是为形象描述场而引入的假想的线,实际上并不存在,选项A正确,B错误;任意两条磁感线或电场线不能相交,否则空间一点会有两个磁场或电场方向,选项C正确;磁体外部磁感线由N极指向S极,内部由S极指向N极,故磁感线是闭合的曲线,而电场线始于正电荷或无限远,终于无限远或负电荷,故不闭合,选项D正确。
3.图中绘出了磁体的磁感线及其旁边小磁针静止时所指的方向(小磁针黑色端表示N极),其中正确的是(　　)
答案:A
解析:小磁针静止时N极所指的方向与磁场方向相同,选项A正确,D错误。磁体外部磁场方向应从N极指向S极,选项B、C错误。
4.如图所示,当开关K接通后,说明电流周围磁场中小磁针的偏转情况。
答案:见解析
解析:根据安培定则判断。题图甲线框内磁感线向内,线框外磁感线向外,线框内小磁针N极向纸内偏转,线框外小磁针N极向纸外偏转;题图乙通电螺线管下端为N极,两个小磁针顺时针偏转;题图丙通电螺线管类似蹄形磁体,左侧为N极、右侧为S极,左边的小磁针顺时针偏转,右边的小磁针逆时针偏转。

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