第三節 幾種常見的磁場
在引導學生分析歸納的基礎上得出 ○直線電流周圍的磁感線:是一些以導線上各點為圓心的同心圓,這些同心圓都在跟導線垂直的平面上.(圖3) ○直線電流的方向和磁感線方向之間的關系可用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定:用右手握住導線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向.②環形電流的磁場○環形電流磁場的磁感線:是一些圍繞環形導線的閉合曲線,在環形導線的中心軸線上,磁感線和環形導線的平面垂直(圖4)。[教師引導學生得] ○環形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判定:讓右手彎曲的四指和和環形電流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是環形導線中心軸線上磁感線的方向.③通電螺線管的磁場.○通電螺線管磁場的磁感線:和條形磁鐵外部的磁感線相似,一端相當于南極,一端相當于北極;內部的磁感線和螺線管的軸線平行,方向由南極指向北極,并和外部的磁感線連接,形成一些環繞電流的閉合曲線(圖5) ○通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關系,也可用安培定則來判定:用右手握住螺線管,讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致,則大拇指所指的方向就是螺線管的北極(螺線管內部磁感線的方向). ③電流磁場(和天然磁鐵相比)的特點:磁場的有無可由通斷電來控制;磁場的極性可以由電流方向變換;磁場的強弱可由電流的大小來控制。【說明】由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應與磁感應強度密切相關,幾種常見磁場的磁感線的分布是一個非常基本的內容,不掌握好,對后面的學習有很大影響。3.安培分子電流假說(1)安培分子電流假說(p92)對分子電流,結合環形電流產生的磁場的知識及安培定則,以便學生更容易理解“它的兩側相當于兩個磁極”,這句話;并應強調“這兩個磁極跟分子電流不可分割的聯系在一起”,以便使他們了解磁極為什么不能以單獨的n極或s極存在的道理。(2)安培假說能夠解釋的一些問題 可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機做好磁化和退磁的演示實驗,加深學生的印象。舉生活中的例子說明,比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。【說明】“假說”,是用來說明某種現象但未經實踐證實的命題。在物理定律和理論的建立過程中,“假說”,常常起著很重要的作用,它是在一定的觀察、實驗的基礎上概括和抽象出來的。安培分子電流的假說就是在奧斯特的實驗的啟發下,經過思維發展而產生出來的。(3)磁現象的電本質:磁鐵和電流的磁場本質上都是運動電荷產生的. 4.勻強磁場 (1)勻強磁場:如果磁場的某一區域里,磁感應強度的大小和方向處處相同,這個區域的磁場叫勻強磁場。勻強磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線。 (2)兩種情形的勻強磁場:即距離很近的兩個異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場;相隔一定距離的兩個平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時,其中間區域的磁場p92圖3.3-7,圖3.3-8。 5.磁通量(1)定義: 磁感應強度b與線圈面積s的乘積,叫穿過這個面的磁通量(是重要的基本概念)。(2)表達式:φ=bs【注意】①對于磁通量的計算要注意條件,即b是勻強磁場或可視為勻強磁場的磁感應強度,s是線圈面積在與磁場方向垂直的平面上的投影面積。