2013【三维设计】高二物理鲁科版选修3-1教师用书：第5章 磁场 课件（4份）

章末 小结 知识整合与阶段检测 专题归纳例析 阶段质量检测 专题冲关 第5章 磁场 * 返回 返回 返回 返回 专题一　用安培定则判定电流磁场的方向 磁场是一种看不见、摸不着、存在于电流或磁体周围的一种特殊物质，它传递着磁相互作用。电流与磁体、电流与电流、磁体与磁体都是通过磁场相互作用的。要研究电流对磁体或电流对电流的作用，就必须依据安培定则判定电流的磁场方向。应用安培定则(又称右手螺旋定则)判定电流磁场时注意以下两点： 返回 (1)判断直线电流的磁场时，大拇指指电流方向，四指弯曲的方向表示磁感线的方向；判定环形电流和通电螺线管的磁场时，四指指电流方向，而大拇指沿中心轴线指磁场方向。 (2)对电荷定向运动形成的等效电流，判断时注意等效电流的方向与电荷定向运动的方向不一定一致。对正电荷，定向运动的方向即等效电流的方向；对负电荷，等效电流方向为电荷运动的反方向。 返回 [例证1]　如图5－1所示，放在螺线管内部中间处的小磁针，当开关S 闭合时，小磁针应怎样转动？ 图5－1 返回 图5－2 [解析]　小磁针处于螺线管内部， 能绕水平轴在竖直平面内旋转。当S闭 合时，根据通过螺线管的电流方向， 利用安培定则，可知螺线管内部的磁 感线方向自左向右，所以小磁针将沿顺时针方向绕水平轴转动90°角，当小磁针的N极与所在处磁感线方向相同后，静止在如图5－2所示的位置。 [答案]　见解析 返回 专题二　学习磁通量要注意的几个问题 在同一磁场中，磁感线越密的地方，也就是穿过垂直磁场方向的单位面积的磁感线条数越多的地方，磁感应强度B越大。B越大，垂直面积S越大，则穿过这个面的磁感线条数就越多，磁通量就越大。所以磁通量反映穿过某一面积的磁感线条数的多少。在具体学习磁通量时，要注意以下几个问题： 返回 1．磁通量的正负问题 磁通量是标量，但有正负之分。磁通量的正负不代表大小，只反映磁通量是怎么穿过某一平面的，若规定向里穿过某一平面的磁通量为正，则向外为负。尤其在计算磁通量变化时更应注意。 返回 2．有效面积问题 定义式Φ＝BS中的面积S指的是垂直于匀强磁场方向的面积，如果平面跟磁场方向不垂直，应取垂直磁场方向上的投影面积，即为有效面积。 返回 3．净磁通问题 若穿过某一平面的磁感线既有穿出的又有穿入的，则穿过该平面的合磁通量为净磁感线的条数，即净磁通。 4．多匝线圈问题 从磁通量的定义中可以看出，穿过某一面积的磁通量是由穿过该面积的磁感线条数的多少决定的，所以，只要n匝线圈的面积相同，放置情况也相同，n匝线圈与单匝线圈的磁通量相同。 返回 5．磁通量的变化ΔΦ 公式：ΔΦ＝BΔScosθ＝SΔBcosθ＝BSΔ(cosθ)。 可见磁通量Φ是由B、S及角度θ共同决定的，磁通量的变化情况应从这三个方面去考虑。 返回 [例证2]　矩形线框abcd的边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，初位置时线圈平面与B平行，如图5－3所示。 图5－3 返回 (1)初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少？ (2)当线框沿图5－3所示方向绕过60°时，磁通量Φ2为多少？这一过程中磁通量的变化ΔΦ1为多少？ (3)当线框绕轴沿图示方向由(2)中的位置再转过60°位置时，磁通量Φ3为多少？这一过程中ΔΦ2＝Φ3－Φ2为多少？ 返回 [解析]　(1)当处于图5－3所示位置时，从俯视图可看出没有磁感线穿过矩形线框，故Φ0＝0。 (2)当绕轴(从上往下看)沿逆时针方向转动60°到a′d′位置时，线框与B的夹角θ＝60°。 所以Φ2＝B·Ssin60°＝eq \f(\r(3),2)BS ΔΦ1＝Φ2－Φ0＝eq \f(\r(3),2)BS。 返回 [答案]　见解析 (3)当再由a′d′位置逆时针转60°时，到a″d″，这时线框与B方向成120°角。 所以Φ3＝B·Ssin120°＝eq \f(\r(3),2)BS， ΔΦ2＝Φ3－Φ2＝eq \f(\r(3),2)BS－eq \f(\r(3),2)BS＝0。 注意：a′d′位置和a″b″位置时，穿过线框磁通量的方向没有发生变化。 返回 [例证3]　一横截面积为S、匝数为100匝的直螺线管，放置在平行于螺线管轴线的匀强磁场中，磁感应强度为B，则穿过此螺线管的磁通量是多少？若拆除50匝，穿过此螺线管的磁通量又是多少？ 返回 [解析]　在匀强磁场中，当直螺线管的横截面与磁场方向垂直时，各线圈的面积相同，放置情况也相同，则100匝、50匝的螺线管和单匝线圈的磁通量相同，都为BS。