高中物理 第5章 磁场 第2节 用磁感线描述磁场课堂互动教案 鲁科版选修3-1-鲁科版高二选修3-1物理教案VIP免费

第2节用磁感线描述磁场课堂互动三点剖析一、掌握几种常见磁场磁感线的分布特征永磁体直线电流直线电流的磁场：（1）非匀强磁场，距导线越远处磁场越弱；（2）横截面图，磁感线为以导线为圆心的同心圆环，且圆环在靠近导线处较密，在远离导线处稀疏；(３)纵截面图，磁感线在导线的一侧垂直纸面向里，另一侧垂直纸面向外，并且磁感线在靠近导线处密集，在远离导线处稀疏.环形电流环形电流的磁场：（1）两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱；（2）横截面图，从左向右看去，构成的平面图，磁感线在圆环内垂直于纸面向外，在圆环外垂直于纸面向里；(3)纵截面图（剖视图），是沿环轴线剖开圆环的平面图示.通电螺线管通电螺线管的磁场：（1）其管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似，两端分别是N极和S极；管内部的磁感线跟螺线管的轴线平行，是匀强磁场，方向由南极指向北极；（2）横截面图是从左向右看去构成的平面图，磁感线在螺线管与环形电流的磁感线相似，螺线管内垂直于纸面向外，在螺线管外垂直于纸面向里；(３)纵截面图是沿环轴线剖开螺线管的平面图示.【例1】如图5-2-1所示，一带负电的金属环绕轴OO′以角速度Ω匀速旋转，在环左侧A处和环上方B处分别放两个小磁针，平衡后小磁针北极的指向如何?图5-2-1解析：带负电金属环旋转时，形成了与运动方向相反的电流.由安培定则可知，此环形电流在A处产生的磁场作用力向左，所以A处小磁针北极最后指向左，B处小磁针北极指向右.答案：A处小磁针北极指向左，B处小磁针北极指向右.二、磁场方向的确定1.注意几个方向的一致性：磁感线方向、磁场方向和能自由转动的小磁针静止时N极所指的方向，三者是一致的.2.安培定则(右手螺旋定则)应用时要注意的几点：（1）分清“因”和“果”：在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指“原因”——电流方向，四指指“结果”——磁场绕向；在判定环形电流磁场的方向时，四指指“原因”——电流绕向，大拇指指“结果”——环内沿中心轴线的磁感线方向，即指N极.（2）优先采用整体法：一个任意形状的电流(如三角形、矩形)的磁场，从整体效果上可等效为环形电流的磁场.【例2】如图5-2-2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？图5-2-2图5-2-3解析：判断小磁针偏转方向的主要依据是磁感线的方向.因小磁针最终静止下来时N极的指向就是该点的磁感线的切向方向.根据安培定则，画出螺线管通电后的磁感线，结合小磁针在磁场中静止时所指的方向进行判定.注意螺线管内部小磁针不能简单地利用磁极间的作用规律判定.答案：A、C两处小磁针N极向右转；B、D、E处小磁针N极向左转，最后如图5-2-3所示.温馨提示如何判定通电导线周围的小磁针的转动方向？(1)认清小磁针所在位置.弄清小磁针是在通电直导线的上方还是下方，左侧还是右侧；是在通电螺线管的内部还是外部，是在螺线管的轴线上还是在螺线管的某一侧.(2)认清小磁针能绕什么样的轴转动.(3)根据已知的电流方向，利用安培定则判定小磁针所在处的磁场方向(即小磁针所在处的磁感线的切线方向).(4)由于小磁针N极所受磁场力的方向与所在处的磁场方向相同，所以小磁针的N极将沿着小于180°的角旋转，直到N极的指向与所在点的磁场方向相同为止.在说明小磁针的转动方向时，必须说明是从什么方向观察的，而且观察的方向应垂直于小磁针的旋转平面.三、磁感线的理解1.磁感线是为了形象地研究磁场而人为假设的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线实验时利用被磁化的铁屑来显示磁感线的分布情况，这只是研究磁感线的一种方法，使得看不见、摸不着的磁场变得具体形象，给研究者带来方便，但是，决不能认为磁感线是由铁屑排列而成的.另外，被磁化的铁屑所显示的磁感线分布仅是一个平面上的磁感线分布情况，而磁铁周围的磁感线应分布在长、宽、高组成的三维空间内.没有画磁感线的地方，并不表示那里就没有磁场存在，通过磁场中的任一点总能而且只能画出一条磁感线.2.磁感线不能相交，不能相切，也不能中断.磁场中的任何一条磁感线都是闭合...