2020_2021学年高中物理第5章磁场第2节用磁感线描述磁场学案鲁科版选修3_1.doc

PAGE 7 - 第2节　用磁感线描述磁场 [学习目标]　1.知道什么是磁感线，会用磁感线描述磁体和电流产生的磁场。(科学方法)2.知道几种常见磁场的磁感线分布情况。(物理观念)3.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场方向。(科学思维) 一、用磁感线描述磁体的磁场 1．磁感线 在磁场中画出的一些有方向的假想曲线。 2．特点 (1)在磁感线上，任意一点的切线方向都与该点的磁场方向相同，都代表磁场中该点小磁针N极受力的方向。 (2)磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线分布越密的地方，磁场越强；磁感线分布越疏的地方，磁场越弱。 (3)磁感线是闭合曲线。在磁体外部，磁感线从N极到S极。在磁体内部，磁感线从S极到N极。 二、用磁感线描述电流的磁场 1．直线电流的磁场 安培定则(又叫右手螺旋定则)：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向(如图所示)。 2．环形电流的磁场 安培定则：右手弯曲的四指表示环形电流的方向，则伸直的拇指所指的方向是环形导线中心轴线处的磁感线方向(如图所示)。 3．通电螺线管的磁场 安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向与电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说拇指指向通电螺线管的北极(如图所示)。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)磁感线是假想的曲线，没有实际意义。 (×) [提示]　磁感线的意义在于描述磁场形象化。 (2)磁感线是闭合曲线。 (√) (3)没有磁感线的地方，就没有磁场。 (×) [提示]　磁场是客观存在的，而磁感线是假想的线，没画磁感线的地方也有磁场。 (4)安培定则中，弯曲四指所指方向均为磁场的方向。 (×) [提示]　通电螺旋管四指指的是电流方向。 (5)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断。 (√) 2．(多选)关于磁感线的性质和概念，下列说法正确的是(　　) A．磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向 B．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线 C．磁感线总是从磁体的N极指向S极 D．磁场中任意两条磁感线均不相交 AD　[磁感线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向相同，A对；利用碎铁屑在磁场中被磁化的性质，可显示磁感线的形状，但它排成的曲线不是磁感线，磁感线是假想曲线，B错；磁感线在磁体外部由N极指向S极，但在内部却是由S极指向N极，磁感线是闭合曲线，C错；假设两条磁感线可以相交，过交点作曲线的切线，将有两个不同的方向，而同一点的磁场方向只能有一个，故任意两条磁感线均不相交，D对。] 3．关于安培定则，下列说法正确的是(　　) A．安培定则仅适用于直线电流周围磁场方向的判断 B．安培定则能适用于多种形状电流周围磁场方向的判断 C.安培定则用于判断直线电流磁场的磁感线方向时，大拇指所指方向与磁场方向一致 D．安培定则用于判断环形电流和通电螺线管磁场的方向时，大拇指所指方向应与电流方向一致 B　[安培定则适用于任何电流或等效电流的磁场方向判断，A错，B对；由安培定则的使用方法可知，C、D错。] 对磁感线的理解 1.磁感线的特点 (1)为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在。 (2)磁感线的疏密表示磁场的强弱。 (3)磁感线的方向：磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极。 (4)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断。 2．几种典型磁场的磁感线分布 磁体 条形磁铁 蹄形磁铁 同名磁极间 异名磁极间 分布图 特点 (1)关于条形磁铁对称 (2)磁铁内部近似匀强磁场 (3)中垂线上各点磁感线方向与磁铁平行 (1)关于磁铁中轴线对称，方向相反 (2)中轴线上各点磁感线方向均垂直于中轴线 (1)关于两磁极的连线及连线的中垂线均对称 (2)两磁极连线上磁感线的方向沿连线，中点最弱 (3)两磁极连线的中垂线上磁场方向沿中垂线 (1)关于两磁极的连线及连线的中垂线对称 (2)中垂线上各点磁感线方向相同 (3)在连线上中点的磁场最弱 【例1】　如图中绘出了磁铁的磁感线及其旁边小磁针静止时所指的方向(小磁针黑色端表示N极)，其中正确的是(　　) A　　　B　　　　C　　　D A　[小磁针静止时N极所指的方向与磁场方向相同，故选项A正确。磁体外部磁场方向应从N极指向S极，故选项B、C、D错误。] 磁感线与电场线的比较 两种线 磁感线 电场线 不同点 闭合曲线 不闭合，起始于正电荷或无限远，终止于无限远或负电荷 相似点 引入目的 为形象描述场而引入的假想线，实际不存在 疏密 场的强弱 切线方向 场的方向 是否相交 不能相交 eq \a\vs4\al([跟进训练]) 1．如图所示表示蹄形磁铁周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是(　　) A．a、b两处的磁感应强