2019_2020版高中物理第5章磁场与回旋加速器5.1_5.2磁与人类文明怎样描述磁场课件沪科版选修3_1.pptx

,第5章 磁场与回旋加速器,5.1 磁与人类文明 5.2 怎样描述磁场,,物理观念： 1.了解磁现象、磁极、磁场等概念，了解地磁场的分布情况和地磁的两极的特点. 2.知道磁感线的概念和特点. 3.理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场的强弱和方向的物理量. 4.知道磁通量的概念. 科学思维： 1.知道磁感线能描述磁场的强弱和方向，知道磁感线是形象地描述磁场的工具. 2.明确磁通量的意义并能进行有关计算. 科学态度与责任： 1.了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响. 2.体会奥斯特发现电流磁效应的重要意义.,学科素养与目标要求,,NEIRONGSUOYIN,内容索引,知识探究 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,,,知识探究,指南针是我国古代四大发明之一，它对人类航海事业的发展产生了巨大的影响，但在古代指南针为什么指南曾是一个不解之谜，你知道为什么吗？ 答案 因为地球是个大磁体，它对指南针有影响.,,一、地磁场与磁性材料,,,[要点总结] 1.地磁场 地球是一个大磁体，周围的磁场叫地磁场.如图1所示，地球磁体的N极(北极)位于地理 附近，地球磁体的S极(南极)位于地理 附近.,图1,2.磁偏角 地磁的两极跟地理的两极并不重合，水平放置的磁针的指向跟 之间有一个交角，这个交角叫做磁偏角.,南极,北极,地理子午线,3.磁性材料 (1)磁化：通过人工方法使磁性材料 磁性的过程. 退磁(去磁)：被磁化后的磁性材料在一定条件下 磁性的过程. (2)软磁性材料：磁化后 的物质. 硬磁性材料：磁化后 的物质.,获得,失去,容易退掉磁性,不容易退掉磁性,[延伸思考] 宇宙中的其他天体周围都有磁场吗？ 答案 有些有磁场，有些没有磁场.,典型例题,例1 (多选)(2016·北京卷)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也.”进一步研究表明，地球周围地磁场分布示意图如图2.结合上述材料，下列说法正确的是 A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D.地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下,√,图2,√,√,解析 地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，两极并不重合，地球内部也存在磁场，只有赤道附近上空磁场的方向才与地面平行，地磁场的竖直分量在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下，C错误，A、B、D项正确.,[学科素养] 例1考查了学生对地磁场知识的了解程度，体现了“物理观念”的学科素养.又通过《梦溪笔谈》中的这个例子，让学生了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响，体现了“科学态度与责任”的学科素养.,在磁场中放一块玻璃板，玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，轻敲玻璃板，铁屑就会有规则地排列起来，模拟出磁感线的形状，由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线分布.请定性画出条形磁铁和碲形磁铁周围的磁感线.,,二、磁场的形象描述,,,答案 如图所示,[要点总结] 1.磁感线：在磁场中画出的一些有 的曲线，曲线上每一点的 都跟该点的磁场方向一致. 磁感线的特点： (1)磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向，即静止时小磁针 极所指的方向. (2)磁铁外部的磁感线从 极指向 极，内部从 极指向 极，磁感线是(填“闭合”或“不闭合”)曲线. (3)磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线密集处磁场 ，磁感线稀疏处磁场 . (4)磁感线在空间 (填“相交”或“不相交”). (5)磁感线是为了 地表示磁场而假想的曲线，实际上并不存在.,方向,切线方向,N,N,S,S,N,闭合,强,弱,不相交,形象,2.匀强磁场 磁感线的 、 且指向相同的磁场叫匀强磁场. 距离很近的两个异名磁极的中间区域的磁场为 磁场. 3.磁感线和电场线的比较 相同点：都是疏密程度表示场的 ，切线方向与场的方向一致；都不能相交. 不同点：电场线起于正电荷(或无穷远)，终止于无穷远(或负电荷)， ；但磁感线是 曲线(填“闭合”或“不闭合”).,间距相等,相互平行,匀强,强弱,不闭合,闭合,典型例题,例2 (多选)关于磁场和磁感线的描述，正确的为 A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质 B.磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C.磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，是真实存在的,√,√,解析 磁场具有能量，所以是一种物质，A正确； 磁感线的疏密程度可表示磁场的强弱，磁感线的方向可表示磁场的方向，B正确； 磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从磁体的北极出发，进入南极；在磁体内部，从南极指向北极，C错误； 用细铁屑在磁铁周围排列出的曲线可以模拟磁感线，但并不是磁感线，磁感线是假想的曲线，D错误.,若在磁场中垂直于磁场方向有一个面积为S＝1 m2的平面，在磁场强弱不同的情况下，穿过这个平面的磁感线的条数是否相同？磁场的强弱能否用穿过平面的磁感线的条数表示？ 答案 不相同.磁场强时磁感线密，穿过平面的磁感线的条数多.这说明穿过这个平面的磁感线的条数能反映磁场的强弱.,,三、磁场的定量描述,,,[要点总结] 1.磁通量 (1)定义：磁场中穿过平面的 叫穿过这个平面的磁通量，用字母Φ表示. (2)单位：国际制单位为 ，简称 ，符号是 . 1 Wb＝1 T·m2. 一匝线圈和n匝同样大小的线圈，当放置方式相同时，磁通量 (填“相同”或“不同”). (3)磁通量是 量，但有正负，其正负表示磁感线穿过某一面积的方向与规定的正方向是相同还是相反.若有两个相反方向的磁场穿过某一面积时，则穿过这一面积的磁通量为穿过这一面积的磁感线的“净”条数.,磁感线的条数,韦伯,韦,Wb,相同,标,2.磁感应强度 (1)定义：垂直穿过某单位面积上的 .(2)表达式：B＝ .其中S为垂直于磁场方向的平面的面积，若平面与磁场方向不垂直，则S为垂直于磁场方向的 面积. (3)单位： ，简称 ，符号是 ，1 T＝ . (4)方向：磁感应强度是矢量，方向为该点处______________ 方向，也是小磁针静止时 的指向. 3.磁通量的计算公式(匀强磁场)：当线圈平面与磁场垂直时， 磁通量Φ＝ ；当线圈平面与垂直于磁场的平面有一夹角θ时， 穿过线圈的磁通量为Φ＝ .(如图3),磁通量,投影,特斯拉,特,T,磁感线的切线,N极,图3,BS,BScos θ,典型例题,例3 如图4所示，线框面积为S，线框平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过线框平面的磁通量为多少？若使线框绕OO′轴转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化了多少？,图4,解析 在题图所示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ1＝BS.当线框绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示.,转过90°时，线框由与磁感线垂直变为平行，Φ3＝0. 线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，但穿过的方向改变了. ΔΦ＝－BS－BS＝－2BS.,,达标检测,,1.(磁感线、磁感应强度)下列说法正确的是 A.磁感线上各点的切线方向就是该点磁场的方向 B.磁感线越密，该处磁通量越大 C.铁屑能显示磁感线，所以磁感线是真实存在的 D.磁通量为零，磁感应强度一定为零,√,1,2,3,4,2.(地磁场)(多选)指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针，下列说法正确的是 A.指南针可以仅具有一个磁极 B.指南针能够指向南北，说明地球具有磁场 C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰 D.指南针静止时S极的指向，为该处磁场的方向 解析 指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确. 因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确. 指南针静止时N极的指向，为该处磁场的方向，选项D错误.,√,1,2,3,4,√,3.(磁感应强度)(多选)下列关于磁通量和磁感应强度的说法正确的是 A.磁感应强度的大小与磁通量成正比 B.磁感应强度的大小取决于磁场本身 C.穿过垂直于磁感应强度方向某面积的磁感线条数等于磁感应强度 D.当平面跟磁场方向平行时，穿过这个平面的磁通量必为零,1,2,3,4,√,√,4.(对磁通量的认识及计算)如图5所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直于线圈平面.若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为A.πBR2 B.πBr2 C.nπBR2 D.nπBr2,1,2,3,4,图5,解析 磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为πr2，并非πR2，故B正确.,√,