2019-2020学年高中物理第3章磁场第1节第2节磁现象和磁场磁感应强度课件 人教版选修3-1

2019-2020学年高中物理第3章磁场第1节第2节磁现象和磁场磁感应强度课件 人教版选修3-1

第 1 节　磁现象和磁场 第 2 节　磁感应强度 1 ． 磁性 天然磁石和人造磁体都叫作 ____________ ，它们都能吸引 ___________ 物体，我们把这种性质叫作磁性． 课前教材预案 要点一　磁现象 永磁体　 铁质　 2 ． 磁极 磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫作 ___________. 悬吊的小磁针静止时，指南的磁极叫作 ___________ ，又叫作 S 极；指北的磁极叫作 ___________ ，又叫作 N 极． 磁极　 南极　 北极　 1 ． 磁极间的相互作用 自然界中的磁体总存在着 __________ 个磁极，磁极间的相互作用规律是同名磁极相互 ___________ ，异名磁极相互 ___________. 2 ． 电流的磁效应 电流与磁体间相互作用的现象称为电流的 ____________ ，电流的磁效应是丹麦物理学家 ____________ 发现的． 要点二　电流的磁效应 两　 排斥　 吸引　 磁效应　 奥斯特　 1 ．正像电荷之间的相互作用是通过电场发生的，磁体与 ___________ 之间、磁体与 ________________ 之间，以及通电导体与 _____________ 之间的相互作用是通过 _______ 发生的． 2 ． ___________ 周围和 _____________ 周围存在着磁场． 要点三　磁场 磁体　 通电导体　 磁场　 磁体　 通电导体　 通电导体 1 ．磁感应强度：描述 _____________ 的物理量． 2 ．磁感应强度的方向：小磁针静止时 ___________ 所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称为 ___________ 的方向． 3 ．磁感应强度是 ___________. 要点四　磁感应强度的方向 磁场强弱　 N 极　 磁场　 矢量　 1 ． 探究影响通电导线受力的因素 要点五　磁感应强度的大小 2 ． 磁感应强度 (1) 定义式： B ＝ __________ ，其中 IL 是很短的一段导线长度与电流的乘积，叫 ____________ ，可以认为是类似于电场中检验电荷的一个检验磁场情况的工具． (2) 单位：特斯拉，简称特，符号是 T. (3)1T ＝ ____________. 电流元　 对磁场性质的理解 课堂深度拓展 考点一　对磁场的理解 磁场的存在 磁体的周围和电流的周围都存在磁场 磁场的性质 对放入其中的磁体或通电导线产生力的作用 磁场的客观性 它和常见的其他物体一样，是一种客观存在的物质 磁场的方向性 磁场是有方向的．所谓磁场的方向就是小磁针在磁场中其北极受力的方向，即小磁针静止时其北极所指的方向 电场与磁场的比较 比较项目 电场 磁场 不同点 产生 电荷周围 磁体、电流、运动电荷周围 基本 性质 对放入其中的电荷有电场力的作用 对放入其中的磁体、电流有磁场力的作用 作用 特点 对放入其中的磁极无力的作用 对放入其中的静止电荷无力的作用 相同点 磁场和电场一样，都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质，都具有能量 【例题 1 】 下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的 B ．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的 C ．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的 D ．磁场和电场是根据人们的想象确定的 思维导引： 磁体周围有磁场，电流周围也存在磁场，磁体与磁体之间、电流与电流之间、磁体与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的． A 解析 磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的，选项 A 正确；电流与电流间的相互作用是通过电流产生的磁场而产生的，选项 B 错误；磁体与电流间的相互作用是通过磁场产生的，选项 C 错误；磁场和电场是客观存在的特殊物质，选项 D 错误． 【变式 1 】 关于磁场，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．磁场的基本性质是对处于其中的磁体或通电导体有力的作用 B ．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质 C ．磁场是磁体周围或通电导体周围存在的一种物质，有小磁针放入其中时，存在磁场；无小磁针放入其中时，磁场不存在 D ．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无 A 　 解析 磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导体有力的作用，选项 A 正确；磁场虽然看不见、摸不着，但是它是客观存在的，选项 B 、 C 、 D 错误 . 考点二　对磁感应强度的理解 (2) 磁感应强度 B 的大小只取决于磁场本身的性质，与 F 、 I 、 L 无关． (3) 磁感应强度的方向是磁场中小磁针静止时 N 极所指的方向，或者是 N 极所受磁场力的方向，其大小根据电流元受力来计算．通电导线受力的方向不是磁感应强度的方向． (4) 磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时 L 应很短很短， IL 称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”． 2 ． 磁感应强度与电场强度的比较 磁感应强度 B 是描述磁场力的性质的物理量，电场强度 E 是描述电场力的性质的物理量， E 的方向是正电荷的受力方向， B 的方向与电流元所受力的方向既不相同，也不相反． 解析 根据磁感应强度的定义，通电导线应为 “ 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线 ” ，只有在这个方向的导线所受磁场力 F ＝ BIL ，由于未注明导线放置的方向，选项 A 错误；通电导线若放置方向与 B 的方向相同或相反，不受磁场力作用，选项 B 错误；在磁场场源稳定情况下，磁场内各点的磁感应强度 ( 含大小和方向 ) 都是唯一确定的，与 F 、 I 、 L 以及通电导线在磁场中的方向无关，选项 C 正确；磁场力方向与磁感应强度方向垂直 ( 后面将学到 ) ，选项 D 错误． 【变式 2 】 关于磁感应强度，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．磁感应强度的方向就是置于该点的小磁针南极受力的方向 B ．磁感应强度的方向就是置于该点的电流元所受的磁场力的方向 C ．某电流元不受磁场力，说明该处磁感应强度一定为零 D ．磁感应强度的大小和方向由某点磁场本身决定，跟置于该点的电流元无关 D 解析 磁感应强度的方向与置于该点的小磁针 N 极受力的方向相同，选项 A 错误；磁感应强度的方向与置于该点的电流元所受的磁场力的方向垂直，选项 B 错误；某电流元不受磁场力，可能是电流元与磁场方向平行，不能说明该处磁感应强度一定为零，选项 C 错误；磁感应强度的大小和方向由某点磁场本身决定，跟置于该点的电流元无关，选项 D 正确． 考点三　磁感应强度的计算 【例题 3 】 如图甲所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器 —— 电流天平．某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，已知 CD 段导线长度为 4.0×10 － 2 m ，天平平衡时钩码重力为 4.0×10 － 5 N ，通过导线的电流为 0.5 A ，如图乙所示．请你算出通电螺线管中的磁感应强度 B . 思维导引： 在使用电流天平探究磁场力时，要保持磁感应强度的大小和方向都不变，并使电流方向与磁场方向垂直，在这种情况下得出的公式 F ＝ BIL 仅适用于匀强磁场中的通电导体．若导体中电流方向与磁场方向成 θ 角，则 F ＝ BIL sin θ . 答案 2.0×10 － 3 T 【变式 3 】 ( 多选 ) 有一段直导线长 1 cm ，通有 5 A 的电流，把它置于磁场中的某点时，受到的磁场力为 0.1 N ，则该点的磁感应强度 B 的值可能为 ( 　　 ) A ． 1 T B ． 0.5 T C ． 2 T D ． 2.5 T CD 　 1 ．如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，发现这个实验现象的物理学家是 ( 　　 ) A ．牛顿　　 B ．爱因斯坦 C ．奥斯特　　 D ．居里夫人 解析 当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特，选项 C 正确， A 、 B 、 D 错误． 课末随堂演练 C 　 2 ． 物理实验都需要有一定的控制条件．奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响．关于奥斯特的实验，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．该实验必须在地球赤道上进行 B ．通电直导线应该竖直放置 C ．通电直导线应该水平东西方向放置 D ．通电直导线应该水平南北方向放置 D 　 解析 小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当通电直导线水平南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转． BD 4 ． 如图所示， ab 、 cd 为相距 2 m 的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，质量为 3.6 kg 、长为 2 m 的金属棒 MN 垂直于导轨放置，当金属棒中通以 8 A 的电流时，金属棒受到水平方向的磁场力作用沿着导轨做匀加速运动，加速度为 2 m/s 2 ，当棒中通以同方向的 5 A 的电流时，棒恰好沿着导轨做匀速运动，求此匀强磁场的磁感应强度的大小． 答案 1.2 T