第三节 几种常见的磁场
物理选修3－1
复习：
1、 为描述磁场的强弱和方向，我们引入了什么物理量？
磁感应强度 B
2、电场线可以形象的描述电场强度E的大小和方向，那么我们怎样形象地描述磁感应强度的大小和方向呢？
一. 磁感线
将一个小磁针放在磁场中某一点,小磁针静止时,北极N所指的方向,就是该点的磁场方向.
【问题】磁场中各点的磁场方向如何判定呢?
一. 磁感线
如何形象地描述磁场中各点的磁场方向?
磁感线是在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。
1、定义：
1.磁感线是假想的，不是真实的。
2.磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。
3.磁感线是闭合曲线。
磁体的外部N→S ，内部S→N
4.磁感线的疏密表示磁场的强弱。
5.磁感线不能相交或相切。
思考：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场是否有什么联系？
磁感线的特点
二·几种常见磁场磁感线分布
外部： N→S
蹄形磁铁
条形磁铁
直线电流，环形电流，通电螺线管的磁场磁感线分布有什么特点？
它们遵循什么定则呢？
安培定则
除了磁铁,直线电流、环形电流、通电螺线管的周围空间也能产生磁场
2）直线电流的磁场的磁感线：
安培定则(1):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.(右手螺旋定则)
表示垂直于纸面向里
表示垂直于纸面向外
内密外疏
横截面图
纵截面图
直线电流的磁场的立体、顶视、底视、正视图
3·环形电流周围磁感线
安培定则：
让右手弯曲的四指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轴线上磁感线的方向。
二·常见的几种磁感线
横截面图
纵截面图
3·环形电流周围磁感线
二·常见的几种磁感线
4.通电螺线管
判断方法：右手螺旋定则(安培定则)
等效
二·常见的几种磁感线
4·通电螺旋管周围磁感线
二·常见的几种磁感线
永久性磁体的磁场
直线电流的磁场
环形电流的磁场
通电螺线管的磁场
二·常见的几种磁感线
1、磁场强弱、方向处处相同的磁场
2、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线
5·匀强磁场
3、常见的匀强磁场:
相隔很近的两个异
名磁极之间的磁场
思考：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场是否有什么联系？
三·安培分子电流假说
3.磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的
1.分子电流假说
在原子、分子等物质微粒内部，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。
2.安培分子电流假说对一些磁现象的解释：
未被磁化的铁棒
磁化后的铁棒
1·关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是( )
A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁
B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动
C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的
D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性
B
2·一根软铁棒在磁场中被磁化.是因为( )
A．软铁棒中产生了分子电流
B．软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失了
D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
D
三、磁通量
1）定义：
在磁感应强度为B的匀强磁场当中，有一个与磁场方向垂直的平面S，B和S的乘积叫做穿过这个面积的磁通（量）
2）公式:
Φ＝BS
3）单位：韦伯　符号：Wb
1Wb=1T·m2
若S与B不垂直，则S为垂直与磁场方向的投影面积
当B⊥S垂直, Φ=BS最大
当B∥S时, Φ=0最小
——可以用磁感线条数来形象说明
4、磁通量是标量，但有正负，若在某个面积有方向相反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数和．
5、物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数
磁通量
7.磁通量的变化
磁通量变化ΔФ ＝Ф2－Ф1是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差，即ΔФ取决于末状态的磁通量Ф2与初状态磁通量Ф1的代数差
磁通量的变化一般有三种形式
1、B不变，有效面积S变化
2、B变化，S不变
3、B和S同时变化
3·关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是错误的？
A.磁感线的箭头指向就是磁场的方向；
B.磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止；
C.两条磁感线的空隙处不存在磁场；
D.两条磁感线不可能相交。
【答案】ABC
4·下列各种说法中，正确的是：
A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小；
B.磁感应强度越大，磁通量也越大；
C.磁通量小，一定是磁感应强度小；
D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。
【答案】AD
φ=BS
5、在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向
X
·
6、如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方,并与磁针指向平行,能使小磁针的N极转向读者,那么这束带电粒子可能是（ ）
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
BC
7、一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图所示，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束粒子可能是( )
A．向右飞行的正离子束
B、向左飞行的负离子束
C、向右飞行的电子束
D、向左飞行的电子束
ABD
8 、如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂 直，则穿过两环的磁通量Фa和Фb大小关系为( )
A、均向上，Фa＞Фb
B、均向下，Фa＜Ф
C、均向上，Фa＝Фb
D、均向下，无法比较
A
9、如图所示，当开关闭合时:
(1)判断通电螺线管的磁极；
(2)指出每个小磁针的N、S极.
N
S
10、如图所示,一矩形线框,从.abcd位置移动到a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( )
A.一直增加
B.一直减少
C.先增加后减少
D.先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减少
a
d
c
b
a′
b′
d′
c′
D