第三节.磁场.磁感应强度和常见磁场

第三章、磁场和磁感应强度

【教学目标】

1. 知道地磁两极和地理两极的关系

2. 知道磁感应强度的方向规定，理解磁感应强度大小的定义式

3. 知道磁感线的定义，知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电线圈的

磁感线分布，并学会用安培定则判定电流的磁场方向

4. 知道安培分子电流假说，并能解释有关现象

【重点难点】

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

【教学过程】

一、磁现象和磁场

1、磁现象

磁性：物质具有吸引 的性质叫磁性。

磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最 的区域叫磁极。任何磁体都有两

个磁极，能够自由转动的磁体，静止时指 的磁极叫做南极（S极），指 的磁极叫做北极（N极）。

磁化：使原来没有磁性的物体获得______的过程叫磁化；反过来，磁化后的物体失去磁

性的过程叫_____或______。

磁性材料：磁性材料分为软磁材料和硬磁材料，磁化后容易去磁的为软磁材料，不容易

去磁的为硬磁材料。软磁材料可应用于需被反复磁化的场合，例如振片磁头、计算机记忆性元件、电磁铁、变压器等。硬磁性材料可用于制作永久磁铁。

2、电流的磁效应

（1）自然界中的磁体总存在着 个磁极，同名磁极相互 ，异名磁极相互

。

（2）丹麦物理学家奥斯特的贡献是发现了电流的 ，著名的奥斯特实验是把

导线沿南北方向放置在指南针上方，通电时 。

3、磁场

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磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通

过 发生的。磁场的基本性质：对放入其中的磁极和通电导线产生力的作用。永磁体周围和电流周围存在_____。

4、地磁场

地磁南极在地理 极附近，地磁北极在地理 极附近。

二、磁感应强度

1、磁感应强度的方向：

（1）描述磁场强弱和方向的物理量，用符号B表示；

（2）物理学上规定：小磁针静止时___极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，

简称为磁场的方向。

2、磁感应强度的大小：

（1）物理学中把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元；孤

立的电流元是不存在的，因为使导线中有电流，就必须把它连到电源上。

（2）磁感应强度 、 处处相同的磁场，叫匀强磁场（uniform magnetic

field）。来源：两个距离很近的异名磁极间，除边缘部分外；通电螺线管内部的磁场；相隔一定距离的两个平行放置的线圈。

（3）通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与I和L的乘积成正比，公式F=BIL。

（4）磁感应强度的定义：_________________________;物理意义：_________________;

公式：_______；单位：______；B是矢量，其方向就是磁场方向，即小磁针静止时N极所指的方向。

三、几种常见的磁场

1、磁感线

所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的 ，在这些 上，每

一点的磁场方向都在该点的切线方向上。磁感线的基本特性：（1）磁感线的疏密表示磁场的 。（2）磁感线不相交、不相切、不中断、是闭合曲线；在磁体外部，从向 ；在磁体内部，由 指向 。（3）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。

2、安培定则（右手螺旋定则）

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判定直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系时，安培定则表述为：用 用 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 的环绕方向；判定环形电流和通电螺线管的电流方向和磁感线方向之间的关系时要统一表述为：让弯曲的四指所指方向跟 方向一致，大拇指所指的方向就是环形电流或通电螺线管 磁感线的方向（这里把环形电流看作是一匝的线圈）。

3、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，存在着一种环形电流——

，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）磁现象的本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由 产生的。

4、磁通量

（1）定义：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。

（5）磁通密度，即穿过单位面积的磁通量；磁通密度在数值上等于磁感应强度。B=

1T=1 SWb

m21N Am

【典型例题】

例1、以下说法中，正确的是（ ）

A、磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的

B、电流与电流的相互作用是通过电场产生的

C、磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的

D、磁场和电场是同一种物质

例2、如图表示一个通电螺线管的纵截面，ABCDE在此纵截面内

5个位置上的小磁针是该螺线管通电前的指向，当螺线管通入如图所示

的电流时，5个小磁针将怎样转动？

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例3、有一矩形线圈，线圈平面与磁场方向成角，

如图所示。设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过

线圈的磁通量为多大？

例4、如图所示，两块软铁放在螺线管轴线上，

当螺线管通电后，两软铁将 （填“吸引”、

“排斥”或“无作用力”），A端将感应出 极。

例5、磁铁在高温下或受到敲击时会失去磁性，根据安培分子电流假说，原因是（ ）

A、分子电流消失 B、分子电流的取向变得大致相同

D、分子电流的强度减弱 C、分子电流的取向变得杂乱

【针对练习】

1、磁场的基本特性：磁场对放入其中的磁体、电流和运动电荷都有的作用。

2、磁现象的电本质：最早揭示磁现象电本质的假说是。

分子电流排列由无序变成有序称为 ，分子电流排列由有序变无序称为 。磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由

3、磁感线上每点的切线方向表示该点；磁感线的表示磁场强弱。

4、磁感线，在磁体（螺线管）外部由极，内部由

S极到

5、若某个区域里磁感应强度大小、方向匀强磁场。它的磁感线是 的直线。

6、对于通电直导线，右手大拇指代表方向，四个弯曲的手指方向代表

对于环形电流和通电螺线管，右手大拇指代表 方向，四个弯曲的手指方向代表 方向。

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【能力训练】

1、奥斯特实验说明了（ ）

A、磁场的存在 B、磁场具有方向性

C、通电导线周围存在磁场 D、磁体间有相互作用

2、磁体与磁体间、磁体和电流间、电流和电流间相互作用的示意图，以下正确的是（ ）

A、磁体 磁场 磁体

C、电流电场 电流 B、磁体磁场

电流

D、电流 磁场 是流

3、有一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上的P

点处产生的磁场方向（ ）

A、y轴正方向 B、y轴负方向

C、z轴正方向 D、z轴负方向

4、在图中，P、Q是圆筒形螺线管中两根平行于轴线放置的软铁棒，当开关S闭合时，软铁棒将（ ）

A、静止在原来的位置不动

B、相互吸引

C、相互排斥

D、相互吸引在一起，同时发生转动

5、根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此判断，地球应该（ ）

A、带负电 B、带正电 C、不带电 D、无法确定

6、关于磁通量，下列叙述正确的是（ ）

A、在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积

B、在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大

C、把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M处的磁感应强度一定比N处大

D、同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大

7、把一个面积为5.0×10-2m2的单匝矩形线圈放在磁感应强度为2.0×10-2T的匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量是多大？

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8、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

9、如图所示，在一个平面内有6根彼此绝缘的

通电导线，通过的电流强度大小相等，方向如图所示

中的箭头方向，I、II、III、IV四个区域是面积等大

的正方形，则垂直指向纸外的磁场区域是 ；

垂直指向纸内的磁场区域是 ；磁感应强度

为零的区域是 。

10、一个单匝线圈abcd，如图所示放置在一个限制在一定范围内分布的匀强磁场中，已知磁感应强度为0.1T，现使线圈绕ab轴以=100rad/s匀速转动，求

（1）若由图示位置开始转动60°，则磁通量的变化量？

（2）若由图示位置开始转动30°时，磁通量的变化量多大？

（3）若由图示位置开始转动75°，磁通量的变化量多大？

【课后小结】

1、 深刻理解磁感应强度有关概念，并会相关计算

2、 学会用安培定则判定电流的磁场方向

3、 熟悉常见磁场的磁感线和电流方向

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参考答案：

典型例题：

例1、A

例2、答案：A、C两处小磁针N极向右转；B、D、E处

小磁铁N极向左转，最后如图所示。

例3、BSsin

例5、C

针对训练：1、力 2、安培分子电流假说 磁化 去磁 运动电荷 3、磁场方向 疏密

4、闭合 N极 S极 N极 5、相等 相同 间隔相等的平行

6、电流 磁感线环绕 磁场 电流

能力训练：

1、C 2、ABD 3、A 4、C 5、A 6、D 7、10-3Wb 8、C

9、III I II IV 10、（1）零 （2）零 （3）0.048L2Wb

例4、吸引 S

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