第三章 磁场 学案 -江苏省扬州市高邮临泽中学2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-1

高邮临泽中学高二物理备课组 磁场 1/17/2023 磁场 ●1．磁场： (1)定义：磁场是存在于磁极(或电流)周围的一种特殊物质． (2)磁场的方向规定：在磁场中的任一点的小磁针北极受力的方向，即是小磁针静止时，北极所指的方向． (3)磁场的基本性质：对放入其中的磁体和电流有力的作用． 注意：磁极与磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的相互到作用都是通过磁场来传递的． ●2．磁感线： (1)定义：在磁场中画出的一系列有向曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同． (2)特征：磁感线都是从北极出来进入南极，在磁体的内部由南极通向北极形成一条闭合曲线；任两条磁感线永不相交． (3)应用：表示磁场方向和强弱的分布(磁感线越密的地方磁场越强)． ●3．电流产生的磁场的方向判定：应用安培定则(右手螺旋定则)进行判定．注意：在直线电流和环形电流(通电螺线管)两种情况下“四指”和“拇指”指向所代表的方向是什么的方向． ●4．几种常见磁场的磁感线分布(包括条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、环形电流和通电螺线管)． 注意：①磁感线疏密分布、方向．②各种侧视图、投影图、立体图等的磁感线画法．③地球本身是一个大磁体，地磁场的N极在地球地理南极附近，S极在地球地理北极附近． 例1 如图15—1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． 【分析和解答】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由a→b，根据安培定则可判出电流由电源的c端流 出，由d端流入，故c端为正极，d端为负极． 注意：不要错误认为螺线管b端吸引小磁针的N极就相当于条形 磁铁的南极．关键要分清螺线管内、外部磁感线分布． 例2 请画出图15—2a中导线的电流方向，b中螺线管内部磁感线方向，图15—3中S接通时小磁针N极的转向． 【分析和解答】对常见磁场磁感线分布应熟悉立体图、剖面图，侧视图的不同画法．在剖面图和侧视图中用×表示磁感线(或电流)方向是离开读者指向纸内，而用·表示指向读者(离开纸面)的方向．图a中是正面剖面图，由安培定则可判得导线中电流方向是向上．b图中管内磁感线方向是向左．而图15—3中可判出环形电流内部磁感线向纸内(用“×”表示)，环的下面小磁针处磁感线方向向纸外(用“·”表示)，则可知N极向外转动． 课堂针对训练 (1)下列说法正确的是： A．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极； B．磁感线可以表示磁场的方向和强弱； C磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场； D．放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极． (2)铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图15—4所示，则铁环中心O处的磁场方向为： A．向下； B．向上； C．垂直纸面向里； D．垂直纸面向外． (3)在图15—5中，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方时，磁针的S极向纸内偏转．这一带电粒子束可能是： 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． (4)如图15一6所示，若一束电子沿y轴正向移动，则在z轴上某点A的磁场方向应是： A．沿x的正向； B．沿x的负向； C．沿z的正向； D．沿z的负向． (5)在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，若突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知： A．一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针； B．一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针； C．可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过； D．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过． (6)如图15—7所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向． (7)在图15—8中，当S接通后，画出通电电流磁场中的小磁针的偏转情况． 滚动训练 (8)如图15—9所示的电路中，滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中，3只理想电压表示数变化的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，列各值可能出现的是： A．ΔU1＝3V、ΔU2＝2V、ΔU3＝1V； B．ΔU1＝1V、ΔU2＝3V、ΔU3＝2V； C．ΔU1＝0.5V、ΔU2＝1V、ΔU3＝1.5V； D．ΔU1＝0.2V、ΔU2＝1V、ΔU3＝0.8V． 二、安培力 磁感应强度 本节课知识要点 ●1．安培力： (1)定义：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力． (2)大小：F＝BILsinθ，式中θ为B与I的夹角，L是有效长度． 注意：当q＝0°时，即B与I平行，F＝0；当q＝90°时，即B与I垂直，F最大，F＝BIL． (3)方向： ①判定方法：用左手定则判定．(见课本) ③安培