2018版高中物理 第5章 磁場(chǎng) 第2節(jié) 用磁感線描述磁場(chǎng)學(xué)案 魯科版選修3-1

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1、第2節(jié)用磁感線描述磁場(chǎng)學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.認(rèn)識(shí)磁感線，會(huì)用磁感線描述磁體和電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)(重點(diǎn))2.會(huì)用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場(chǎng)方向(重點(diǎn)、難點(diǎn))3.知道電磁鐵的工作原理，了解電磁鐵的一些應(yīng)用(重點(diǎn))用 磁 感 線 描 述 磁 體 的 磁 場(chǎng)1磁感線：為了形象地描述磁體和電流周圍的磁場(chǎng)，我們?cè)诖艌?chǎng)中畫出一些有方向的假想曲線，這就是磁感線2磁場(chǎng)的方向：在磁場(chǎng)中的任一點(diǎn)，小磁針北極受力的方向，即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向3在磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同；磁感線是閉合曲線，磁感線分布越密的地方，磁場(chǎng)越強(qiáng)，磁感線分布越疏的地方，

2、磁場(chǎng)越弱在磁體外部磁感線上箭頭的方向由N極出發(fā)回到S極，磁體內(nèi)部磁感線是從S極到N極1磁感線從磁體N極出發(fā)，到S極終止()2磁感線可以用細(xì)鐵屑來(lái)顯示，因而是真實(shí)存在的()3磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷()磁體內(nèi)部和磁體外部磁感線的方向是怎樣的？【提示】磁體外部磁感線方向從N極指向S極，磁體內(nèi)部磁感線方向從S極指向N極把條形磁鐵置于一塊水平玻璃板下方，在玻璃板上均勻地撒一層細(xì)鐵屑鐵屑在磁場(chǎng)中被磁化為一個(gè)個(gè)小磁針，輕輕敲擊玻璃板圖521探討1：細(xì)鐵屑有規(guī)律排列的原因？【提示】磁場(chǎng)對(duì)細(xì)鐵屑有力的作用探討2：畫磁感線的依據(jù)是什么？【提示】依據(jù)細(xì)鐵屑的分布規(guī)律磁感線與電場(chǎng)線的比較兩種線磁感線電場(chǎng)

3、線相似點(diǎn)引入目的形象描述場(chǎng)而引入的假想線，實(shí)際不存在疏密場(chǎng)的強(qiáng)弱切線方向場(chǎng)的方向相交不能相交(電場(chǎng)中無(wú)電荷空間不相交)不同點(diǎn)閉合曲線不閉合，起始于正電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)處)，終止于負(fù)電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)處)1關(guān)于磁感線與電場(chǎng)線的描述，下列說法正確的是()A電場(chǎng)線起止于電荷，磁感線起止于磁極B電場(chǎng)線一定不閉合，磁感線一定是閉合的C磁感線是小磁針在磁場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡D沿磁感線方向磁場(chǎng)逐漸減弱【解析】磁感線沒有起點(diǎn)也沒有終點(diǎn)，是閉合的曲線；靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線不是閉合曲線，始于正電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn))，止于負(fù)電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)處)選項(xiàng)B正確【答案】B2如圖中繪出了磁鐵的磁感線及其旁邊小磁針靜止時(shí)所指的方向(小磁針黑色端表

4、示N極)，其中正確的是()【解析】小磁針靜止時(shí)N極所指的方向與磁場(chǎng)方向相同，故選項(xiàng)A正確磁體外部磁場(chǎng)方向應(yīng)從N極指向S極，故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤【答案】A3(多選)磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖522所示，則()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：34022029】圖522Aa點(diǎn)磁場(chǎng)比b點(diǎn)的強(qiáng)Ba點(diǎn)的磁場(chǎng)比b點(diǎn)的弱Ca處沒有磁感線，但該處仍有磁場(chǎng)Da處沒有磁感線，所以不存在磁場(chǎng)【解析】由圖中可知b處的磁感線較密，a處的磁感線較疏，故A錯(cuò)，B對(duì)，磁感線是用來(lái)描述磁場(chǎng)的，而又不可能在存在磁場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)全部畫磁感線，那樣將會(huì)與不畫磁感線產(chǎn)生相同的效果，故D錯(cuò)，C對(duì)【答案】BC磁感線特點(diǎn)(1)磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而假想的曲線；(2

5、)磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱；(3)磁感線上某點(diǎn)的切線方向規(guī)定為該處磁場(chǎng)的方向；(4)磁場(chǎng)中的任何一條磁感線都是閉合曲線用 磁 感 線 描 述 電 流 的 磁 場(chǎng)1直線電流的磁場(chǎng)(1)磁感線是圍繞電流的一圈圈的同心圓磁感線分布安培定則圖523(2)安培定則：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向2環(huán)形電流的磁場(chǎng)安培定則：右手彎曲的四指表示環(huán)形電流的方向，則伸直的拇指所指的方向是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線處的磁感線方向(如圖524所示)圖5243通電螺線管的磁場(chǎng)安培定則：用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向與電流方向一致，拇指所指的方向就是螺

6、線管內(nèi)部磁感線的方向，也就是說拇指指向通電螺線管的北極(如圖525所示)圖5251通電螺線管的磁場(chǎng)分布類似于條形磁鐵()2伸直的大姆指所指的方向是電流的方向()3如圖雙線繞成的螺線管，螺線管內(nèi)部無(wú)磁場(chǎng)()通電直導(dǎo)線與通電螺線管應(yīng)用右手螺旋定則來(lái)判定磁感線的方向，那么在這兩種情況下，大拇指與四指所代表的指向意義相同嗎？【提示】不相同在判定通電直導(dǎo)線磁感線的方向時(shí)，大拇指指向電流的方向，四指的指向代表磁感線的方向在判定通電螺線管磁感線時(shí)，四指指向電流的環(huán)繞方向，大拇指指向代表螺線管內(nèi)部磁感線的方向如圖526所示是電路沒接通時(shí)兩個(gè)小磁針的指向圖526探討1：接通后，兩個(gè)小磁針的N極指向一致嗎？【提示

7、】不一致探討2：同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引的規(guī)律在螺線管內(nèi)部適用嗎？【提示】不適用1 常見的三種電流磁感線分布安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流環(huán)形電流內(nèi)部磁場(chǎng)比環(huán)外強(qiáng)，磁感線越向外越稀疏通電螺線管2.說明圖中的“”號(hào)表示磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，“”號(hào)表示磁場(chǎng)方向垂直紙面向外4如圖527所示為磁場(chǎng)作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈，當(dāng)在線圈中心處掛上一個(gè)小磁針，且與線圈在同一平面內(nèi)，則當(dāng)赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時(shí)()圖527A小磁針N極向里轉(zhuǎn)B小磁針N極向外轉(zhuǎn)C小磁針在紙面內(nèi)向左擺動(dòng)D小磁針在紙面內(nèi)向右擺動(dòng)【解析】由于線圈中電流沿順時(shí)針方向，根據(jù)安培定則可以確定，線圈內(nèi)部軸線上

8、磁感線方向垂直于紙面向里而小磁針N極受力方向和磁感線方向相同，故小磁針N極向里轉(zhuǎn)【答案】A5.(多選)如圖528所示，一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過磁針上方時(shí)，磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)則這束帶電粒子可能是()圖528A向右飛行的正離子束B向左飛行的正離子束C向右飛行的負(fù)離子束D向左飛行的負(fù)離子束【解析】小磁針N極的指向即是磁針?biāo)谔幍拇艌?chǎng)方向題中磁針S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，說明離子束下方的磁場(chǎng)方向由紙內(nèi)指向紙外由安培定則可判定由離子束的定向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的電流方向由右向左，故若為正離子，則應(yīng)是自右向左運(yùn)動(dòng)，若為負(fù)離子，則應(yīng)是自左向右運(yùn)動(dòng)【答案】BC6如圖529所示，直流電源跟一個(gè)線圈連接成閉合回路，線圈的

9、上方和右側(cè)各有一個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針，由圖得出的結(jié)論正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：34022030】圖529A小磁針的c端為N極，電源的a端為正極B小磁針的c端為N極，電源的a端為負(fù)極C小磁針的d端為N極，電源的a端為正極D小磁針的d端為N極，電源的a端為負(fù)極【解析】根據(jù)小磁針的N極方向可以確定通電線圈外部上方磁場(chǎng)的方向，然后應(yīng)用安培定則確定線圈中的電流方向，從而判斷電源的a端為負(fù)極，同時(shí)判斷d為N極正確答案是D.【答案】D判斷磁場(chǎng)方向的四種方法1根據(jù)磁感線分布情況判斷，磁感線上某點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向2根據(jù)小磁針靜止時(shí)的指向判斷，小磁針靜止時(shí)N極的指向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向3根據(jù)安培定則判斷電流的磁場(chǎng)方向，若磁場(chǎng)是由電流產(chǎn)生的，則可以根據(jù)安培定則進(jìn)行判斷4根據(jù)磁體的磁極判斷，在磁體外部的磁場(chǎng)方向由N極指向S極，在磁體內(nèi)部的磁場(chǎng)方向由S極指向N極7