磁场基本性质

第1页第十四讲磁场基本性质目标1：掌握磁场的来源、基本性质及磁感线1、磁场的来源：磁铁和电流、变化的电场。2、磁场的基本性质：对放入其中的磁铁和电流有力的作用----同名磁极相斥、异名磁极相吸3、方向（矢量）：磁针北极的受力方向，磁针静止时N极指向4、磁感线：描述电场用电场线，描述磁场用磁感线。磁感线是指在磁场中引入的一系列曲线，其上每一点的切线方向表示该点的磁场方向，也是小磁针静止时N极的指向．磁感线在磁铁外部由N极到S极，在磁铁内部由S极到N极，构成一闭合的曲线。磁感线疏密表示磁场强弱。（下图为常见磁场分布）目标2：会熟练掌握右手螺旋定则1、安培定则确定电流产生磁场的方向：对于通电直导线的磁场，使用时大拇指指向电流方向，弯曲的四指方向表示周围磁场的方向；对于通电圆环或通电螺线管，弯曲的四指方向表示电流环绕方向，大拇指的指向表示螺线管内部的磁场方向。2、几种常见电流产生的磁感线分布图（代表往里，代表往外）①直线电流的磁场（如图1）在周围产生的磁场是不均匀分布的，垂直于直导线方向，离直导线越远，磁场越弱；反之越强．②环形电流的磁场（如图2所示）螺线管是由多个环形串联而成，所以通电螺线管与环形电流的磁场的确定的方法是相同的．3、安培的分子电流假说：（磁现象本质）在原子、分子等物质微粒的内部，存在一种微小的环形电流。分子电流不但能够解释一些磁现象，同时也揭示的磁现象的电本质。第2页【例1】一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图所示.此时小磁针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是（）A向右飞行的正离子束B向左飞行的正离子束C向右飞行的负离子束D向左飞行的负离子束练1、一条竖直放置的长直导线，通以由下向上的电流，在它正东方某点的磁场方向为（）A向东B向西C向南D向北练2、有一束电子流沿X轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上的P点处所产生的磁场方向是沿（）Ay轴正方向By轴负方向Cz轴正方向Dz轴负方向【例2】一个小磁针挂在大线圈内部、磁针静止时与线圈在同一平面内。当大线圈中通以图示方向电流时，则()A小磁针的N极向纸面里转B小磁针的N极向纸面外转C小磁针在纸面内向左摆动D小磁针在纸面内向右摆动练1、一个电子做高速的逆时针方向圆周运动，如图所示，则此电子的运动将()A不产生磁场B产生磁场，圆心处的磁场方向垂直直纸向向里C产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外D只在圆周的内侧产生磁场【例3】如图所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向第3页练1、试在图中，由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向练2、请画出如图所示各图中相应的磁感线分布练3、如图所示，当合上开关S时，小磁针N极立即向螺线管偏转，则电源A端为极。练4、如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针静止时N极指向右，则可判定电源的极性和小磁针P的N极的指向为（）A电源的左端为正极，P的N极指向左端B电源的左端为负极，P的N极指向左端C电源的左端为正极，P的N极指向右端D电源的左端为负极，P的N极指向右端练5、直流电源跟一个线圈连接成闭合回路，线圈的上方和右侧各有一个可以自由转动的小磁针，它们静止时如图所示，则下列判断正确的是()A小磁针的c端为N极，电源的a端为正极B小磁针的c端为N极，电源的a端为负极C小磁针的d端为N极，电源的a端为正极D小磁针的d端为N极，电源的a端为负极电源ABNSS第4页奥斯特实验【例4】做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，通电后发现小磁针不动，用手拨动一下小磁针，小磁针转动180o后静止不动，由此可知通电直导线放置情况是（）A东西向B南北向C正西南D正西北练1、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就应排除地磁场对实验的影响.下列关于奥斯特实验的说法中正确的是()A该实验必须在地球赤道上进行B通电直导线必须竖直放置C通电直导线应该水平东西方向放置D通电直导线可以水平南北方向放置目标3：掌握磁感应强度的定义及叠加方法定义一：穿过单位面积的磁感线条数，用B表示，反应磁场强弱的一个物理量（可以由磁感线疏密反映出来）。定义二：将一小段通电直导线垂直磁场放置时，其受到的磁场力F与电流强度I成正比、与导线的长度L成正比，其中F/IL是与通电导线长度和电流强度都无关的物理量，它反映了该处磁场的强弱，F/IL为该处的磁感应强度的大小其单位为特斯拉（T），方向为该点的磁感线的切线方向，也是小磁针在该处静止时N极的指向。计算公式：磁感应强度ILFB，单位：特斯拉，简称特国际符号T，1T=1N/A·m2磁场的叠加：磁感强度是矢量，空间某点的磁场的叠加遵循平行四边形法则。【例1】关于磁场，以下说法正确的是（）A电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零B磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I·L，它跟F，I，L都有关C磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向D磁场中任一点的磁感强度等于单位面积的磁通量【例2】下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是().A通电导线受磁场力大的地方，磁感应强度一定大B一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零C磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小无关【例3】一根导线长0．2m，通以3A的电流，在磁场中某处受到的最大的磁场力是6×10－2N，则该处的磁感应强度B的大小是____T．如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的B的大小是______T．磁感应强度的叠加第5页【例1】三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，右图为其截面图，电流方向如图所示。若每根导线的电流均为I，每根直导线单独存在时，在三角形中心O点产生的磁感应强度大小都是B，则三根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为()A．0B．BC．2BD．B练1、如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a,b,c,d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是()A．直导线中电流方向是垂直纸面向里的B．C点的实际磁感应强度也为0C．d点实际磁感应强度为2T，方向斜向下，与B夹角为450D．以上均不正确练2、如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是()A．a点B．b点C．c点D．d点目标4：掌握磁通量的计算磁通量：穿过某个面积的磁感应条数，用表示，大小BS，单位是韦伯，简称韦，符号为Wb。一种方法是：考虑到磁感应强度是矢量，可以分解为平行于平面的分量和垂直于平面的分量，如图所示，由于平行于平面的分量并不穿过平面，所以磁通量数值上等于垂直于平面的分量与面积的乘积，sinsinBSSB。另一种方法是：磁感应强度不分解，将平面的面积做投影，磁通量数值上等于磁感应强度与投影面积的乘积，sinBSBS。不管用哪种方法来计算磁通量的值，必须保证BS中的磁感应强度与平面垂直。注：磁通量是标量，但是有正和负，它与磁感应强度穿过面积的方向有关。当同一个面积内，存在两个相反方向的磁场时，会相互抵消。第6页【例1】一矩形线圈面积S＝10-2m2，它和匀强磁场方向之间的夹角θ1＝30°，穿过线圈的磁通量Ф＝1×10-3Wb，则磁场的磁感强度为；若线圈以一条边为轴的转180°，则穿过线圈的磁能量的变化为；若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为θ2＝0°，则Ф＝．练1、如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线同一平面，而且处在两导线的中央，则()A．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零B．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都相等D．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零练2、如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，线圈中的磁通量()A．是增加的；B．是减少的C．先增加，后减少D．先减少，后增加练3、如图所示，a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面，其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处，b和c两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小是()A．c环最大，a与b环相同B．三个环相同C．b环比c环大D．a环一定比c环大练4、如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，φB、φC分别为通过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是()A．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外B．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里C．φB＞φCD．φB＜φC