江蘇省東臺市高中物理 第三章 磁場 3.3.2 常見的磁場導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3-1.doc

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3.3 幾種常見的磁場 班級 姓名 ， 1課時 使用時間 一.學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解安培分子電流假說. 2.知道磁通量的概念，會用Φ＝BS計算磁通量． 重點：1．會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向. 2．正確理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計算 難點：1．會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向. 2．正確理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計算 二、自學(xué)檢測 1．安培分子電流假說 安培認(rèn)為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的 ，分子的兩側(cè)相當(dāng)于兩個 ． 安培分子電流假說揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，即磁體的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷的運動產(chǎn)生的． 2．勻強(qiáng)磁場 (1)什么樣的磁場是勻強(qiáng)磁場：強(qiáng)弱、方向處處 的磁場，稱為勻強(qiáng)磁場． (2)勻強(qiáng)磁場的產(chǎn)生：正對且距離很小的異名磁極之間的磁場，均勻的通電螺線管 空間的磁場 3．磁通量 (1)定義：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為S，我們把B與S的乘積叫做 的磁通量．或 (2)公式：Φ＝ . (3)磁通密度：磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫 ，B＝，等于垂直穿過 的磁通量． 三．合作探究 任務(wù)一、安培分子電流假說 [問題設(shè)計] 我們知道構(gòu)成物質(zhì)的原子是由原子核和繞核高速旋轉(zhuǎn)的電子構(gòu)成的，大家推想電子在原子核外形成了環(huán)形電流，環(huán)形電流周圍產(chǎn)生磁場，那么每個原子就等效成為一個微小的磁鐵，我們生活中常見的磁鐵是否也是由電荷的運動產(chǎn)生的？ 是 [要點提煉] 1．安培分子電流假說 安培認(rèn)為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流——分子電流，分子電 流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，分子的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極(見圖4)． 2．當(dāng)分子電流的取向 時,鐵棒對外顯磁性；當(dāng)分子電流的取向變得 時,鐵棒對外不顯磁性. 3．安培的分子電流假說說明一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為是由電荷的 產(chǎn)生的． 例1　用安培提出的分子電流假說可以解釋下列哪些現(xiàn)象(ad　　) A．永久磁鐵的磁場 B．直線電流的磁場 C．環(huán)形電流的磁場 D．軟鐵棒被磁化的現(xiàn)象 任務(wù)二、勻強(qiáng)磁場　磁通量 [問題設(shè)計] 1．取兩塊較大的磁鐵，讓兩個平行的異名磁極相對，在距離很近時用細(xì)鐵屑模擬磁感線的分布，你觀察到的結(jié)果怎樣？ . 2．在磁場中放一面積為S的線框，怎樣放置才能使穿過線框的磁感線條數(shù)最多？放置方式相同時，磁場強(qiáng)弱不同，穿過線框的磁感線條數(shù)是否相同？ 要點提煉] 1．勻強(qiáng)磁場的磁感線是一些 的直線． 2．磁通量的定義式： ，適用條件：磁場是勻強(qiáng)磁場，且磁場方向與平面 ． 3．當(dāng)平面與磁場不垂直時，穿過平面的磁通量可用平面在垂直于磁場B的方向的投影面積，進(jìn)行計算，Φ＝BS⊥＝BScos θ. 4．磁通量的單位是 ，符號 ,1 Wb＝1 Tm2. 例2　如圖5所示，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直，則穿過平面的磁通量為__________．若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過60角，則穿過框架平面的磁通量為____________；若從初始位置轉(zhuǎn)過90角，則穿過框架平面的磁通量為__________；若從初始位置轉(zhuǎn)過180角，則穿過框架平面的磁通量的變化是________． 【當(dāng)堂檢測】 1、安培分子電流假說可用來解釋（ ） A、運動電荷受磁場力作用的原因 B、兩通電導(dǎo)體有相互作用的原因 C、永久磁鐵具有磁性的原因 D、軟鐵棒被磁化的現(xiàn)象 2、如圖所示，一面積為S的長方形線圈abcd有一半處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，這時穿過線圈的磁通量為 Wb，當(dāng)線圈以ab為軸從圖中位置轉(zhuǎn)過60的瞬間，穿過線圈的磁通量為 。 3、如圖所示S1與S2分別是半徑為r1和r2的同心圓環(huán)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向與環(huán)面垂直，范圍以S1為邊界，則穿過環(huán)S1的磁通量為 ，穿過環(huán)S2的磁通量為 。 4、一球冠處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，若球冠的底面大圓半徑為r，磁場方向與球冠方向與球冠底面垂直，則穿過整個球冠的磁通量是多少？ 5、一個面積是40㎝2的導(dǎo)線框，垂直地放在勻強(qiáng)磁場中，穿過它的磁通量為0.8Wb，則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？若放入一個面積為100㎝2的導(dǎo)線框于該磁場中，并使線框的平面與磁場方向成30角，則穿過該線框的磁通量多大 四．檢測清盤 1、如圖是鐵棒甲與鐵棒乙內(nèi)部各分子電流取向的示意圖，甲棒內(nèi)部各分子電流取向是雜亂雜亂無章的，乙棒內(nèi)部各分子電流取向大致相同，則下列說法中正確的是（ ） A、兩棒均顯磁性 B、兩棒均不顯磁性 C、甲棒不顯磁性，乙棒顯磁性 D、甲棒顯磁性，乙棒不顯磁性 甲 乙 2、關(guān)于磁通量，下列說法中正確的是（ ） A、穿過某個平面的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 B、穿過任何一個平面的磁通量越大，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定越大 C、匝數(shù)為n的線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，線圈面積為S，且與磁感線垂直，則穿過該線圈的磁通量為BS D、穿過垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的某個平面的磁感線的數(shù)目等于穿過該面的磁通量 3、下列關(guān)于磁通量和磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法中，正確的是（ ） A、穿過某一個面的磁通量越大，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度也越大 B、穿過任何一個面的磁通量越大，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度也越大 C、穿過垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的某面積的磁感線的條數(shù)等于磁感應(yīng)強(qiáng)度 D、當(dāng)平面跟磁場方向平行時，穿過這個面的磁通量必定為零 4．安培分子電流假說,可以用來解釋( ) A．兩通電直導(dǎo)線間有相互作用的原因 B．通電線圈產(chǎn)生磁場的原因 C．永久磁體產(chǎn)生磁場的原因 D．鐵質(zhì)物體被磁化而具有磁性的原因 5．一根軟鐵棒在磁場中被磁化.是因為( ) A．軟鐵棒中產(chǎn)生了分子電流 B．軟鐵棒中分子電流取向變得雜亂無章 C．軟鐵棒中分子電流消失了 D．軟鐵棒中分子電流取向變得大致相同 6．關(guān)于磁通量.正確說法是(　　　) A．磁場中某一面積S與該處磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積叫磁通量 B．磁場中穿過某個面積的磁通量的大小,等于穿過該面積的磁感線的總條數(shù) C．穿過任何閉合曲面的磁通量都為零 D．磁通量也是反映磁場強(qiáng)弱和方向的物理量 7．面積的閉合導(dǎo)線環(huán)處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)磁場與環(huán)面垂直時，穿過環(huán)面的磁通量是， _______，當(dāng)導(dǎo)線環(huán)轉(zhuǎn)過，環(huán)面與磁場平行時，穿過環(huán)面的磁通量為_______。 8．有一矩形線圈，共N匝，面積為S，放在勻強(qiáng)電場中，磁感線與線圈平面成θ角，穿過這個線圈的為Φ，那么，這個磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 ，當(dāng)此線圈轉(zhuǎn)到與磁感線垂直位置時，穿過線圈的磁通量為 。 9、有一個圓形線框面積為S，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，⑴為使通過此線框的磁通量最大，線框應(yīng)如何放置？磁通量的最大值是多少？⑵為使通過此線框的磁通量最小，線框應(yīng)如何放置，磁通量的最小值是多少？ 10．如圖6所示，半徑為R的圓形線圈共有 n匝,其中心位置處半徑為r的虛線范圍 內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直線圈平面. 若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則穿過線圈的磁通 量為 (　　) A．πBR2 B．πBr2 C．nπBR2 D．nπBr2 11．在同一平面內(nèi)有四根彼此絕緣的通電直導(dǎo)線，如圖3所示，四根導(dǎo)線中電流I4＝I3>I2>I1，要使O點磁場增強(qiáng)，則應(yīng)切斷哪一根導(dǎo)線中的電流 (　　) A．I1 B．I2` C．I3 D．I4 12．關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，正確的說法是 (　　) ①一切磁現(xiàn)象都起源于電流或運動電荷，一切磁作用都是電流或運動電荷之間通過磁場而發(fā)生的相互作用?、诔谰么盆F外，一切磁場都是由運動電荷或電流產(chǎn)生的　③根據(jù)安培的分子電流假說，在外界磁場作用下，物體內(nèi)部分子電流取向變得大致相同時，物體就被磁化，兩端形成磁極?、艽啪褪请姡娋褪谴?，有磁必有電，有電必有磁 A．②③④ B．②④ C．①③ D．①②③ 13．如圖4所示，一個單匝線圈abcd水平放置，面積為S，有一半面積處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)過30和60時，穿過線圈的磁通量分別是多少？ 五．學(xué)有所得