高二物理选修3-1导学案 编制 刘涛 审核人:__________ 包科领导:__________
高二物理《 磁场》 3几种常见的磁场
【计划课时】 3 课时 【学习目标】
1.知道什么叫磁感线。
2.知道几种常见的磁场(条形、蹄形,直线电流、环形电流、通电螺线管)及磁感线分布
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 5.理解匀强磁场的概念,明确两种情形的匀强磁场 6.理解磁通量的概念并能进行有关计算
【教学重难点】
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
【自主学习】
一.磁感线
(1)磁感线的定义
在磁场中画出一些_______,使曲线上每一点的_______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____极出来,回到磁铁的____极,内部是从____极到____极.
B、每条磁感线都是闭合曲线,任意两条磁感线_______。 C、磁感线上每一点的______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______
E、磁感线是为了形象描述磁场而假想的物理模型,在磁场中并不真实存在,不可认为有磁感线的地方才有磁场,没有磁感线的地方没有磁场。 二.几种常见的磁场的磁感线分布图
1.阅读教材P86面,画出下面常见磁铁以及电流的磁感线 (1)常见的几种磁铁的磁感线
(2)常见的几种电流的磁感线(垂直纸面向里用“?”表示,向外用“·”表示)
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(2)磁感线特点归纳总结:
①直线电流的磁场
a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.
b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
a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
b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.
a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
b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).
④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。 三.安培分子电流假说
(1)安培分子电流假说:在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种________电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的 ,它的两侧相当于两个 。
(2)磁现象的电本质:磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由 产生的。 四、匀强磁场
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磁感应强度 、 处处相同的磁场叫匀强磁场(uniform magnetic field)。匀强磁场的磁感线是一些 直线。 五、磁通量
(1)定义:设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S,则B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量(magnetic flux),简称磁通。
(2)定义式:
(3)单位: 简称 ,符号 。1Wb=1T·m2 (4)磁通量是标量
WbN?(5)磁通密度即磁感应强度 B= 1T=12?1
A?mSm【课内探究】
探究(一)磁通量的理解
例1、如图所示,线圈平面与水平方向夹角θ=60°,磁感线竖直向下,线圈平面面积S=0.4m,匀强磁场磁感应强度B=0.6 T,
(1)则穿过线圈的磁通量Φ为多少?
(2)把线圈以cd为轴顺时针转过90°角,则通过线圈磁通量又为多少?通过线圈磁通量的变化量为多少?
(3)若把线圈以cd为轴顺时针转过180°角,则通过线圈磁通量的变化量又是多少?
结论:①磁通量的计算公式:_____________适用条件__________________ ②磁通量是矢量还是标量?有无正负?正负的含义是什么?
③如何求解磁通量的变化量?
变式训练1:如图所示,虚线框内有匀强磁场,1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环,分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量,则
有( )
A.Φ1>Φ2 B.Φ1=Φ2 C.Φ1<Φ2 D.无法判断 探究(二)合磁通 例2、如图所示,在条形磁铁外面套一圆环,当圆环从磁铁的N极向下平移到S极的过程中,穿过圆环的磁通量如何变化( ) A、逐渐增加 B、逐渐减少
C、先逐渐增加,后逐渐减少 D、先逐渐减少,后逐渐增大
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