内容正文:
第1节 磁场的描述 磁场对电流的作用
一、磁场、磁感应强度
1.磁场
(1)基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。
(2)方向:小磁针的N极所受磁场力的方向。
2.磁感应强度
(1)物理意义:描述磁场的强弱和方向。
(2)大小:B=(通电导线垂直于磁场)。
(3)方向:小磁针静止时N极的指向。
(4)单位:特斯拉(T)。
3.匀强磁场
(1)定义:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。
(2)特点:疏密程度相同、方向相同的平行直线。
4.地磁场
(1)地磁的N极在地理南极附近,S极在地理北极附近,磁感线分布如图所示。
(2)在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度相等,且方向水平向北。
5.磁场的叠加
磁感应强度是矢量,计算时与力的计算方法相同,利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解。
二、磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向
1.磁感线及特点
(1)磁感线:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。
(2)特点
①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。
②磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。
③磁感线是闭合曲线,没有起点和终点。
④磁感线是假想的曲线,客观上不存在。
2.电流的磁场
通电直导线
通电螺线管
环形电流
安培定则
三、安培力及其方向
1.安培力的大小
(1)磁场和电流垂直时:F=BIL。
(2)磁场和电流平行时:F=0。
2.安培力的方向
左手定则判断:
(1)伸出左手,让拇指与其余四指垂直,并且都在同一个平面内。
(2)让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流方向。
(3)拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)磁场中某点磁感应强度的大小,跟放在该点的试探电流元的情况无关。
(√)
(2)小磁针N极所指的方向就是该处磁场的方向。
(×)
(3)在同一幅图中,磁感线越密,磁场越强。
(√)
(4)将通电导线放入磁场中,若不受安培力,说明该处磁感应强度为零。
(×)
(5)1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流的磁效应。
(√)
(6)安培力可能做正功,也可能做负功。
(√)
2.(粤教版选修3-1P84T1)把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用。关于安培力的方向,下列说法中正确的是( )
A.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同
B.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流方向垂直
C.安培力的方向一定跟电流方向垂直,但不一定跟磁感应强度方向垂直
D.安培力的方向一定跟电流方向垂直,也一定跟磁感应强度方向垂直
D [根据左手定则可知,安培力的方向一定跟电流方向垂直,也一定跟磁感应强度方向垂直,故D正确。]
3.(教科版选修3-1P83T3)(多选)如图为通电螺线管。A为螺线管外一点,B、C两点在螺线管的垂直平分线上,则下列说法正确的是( )
A.磁感线最密处为A处,最疏处为B处
B.磁感线最密处为B处,最疏处为C处
C.小磁针在B处和A处N极都指向左方
D.小磁针在B处和C处N极都指向右方
BC [根据安培定则可知,A、B两处磁场方向向左,C处磁场方向向右;根据通电螺线管周围的磁感线分布情况可知,B处磁感线最密,C处磁感线最疏。]
4.(人教版选修3-1P83“演示”实验改编)如图是“探究影响通电导体在磁场中受力的因素”的实验示意图。三块相同的蹄形磁铁并列放置在水平桌面上,导体棒用图中1、2、3、4轻而柔软的细导线悬挂起来,它们之中的任意两根与导体棒和电源构成回路。认为导体棒所在位置附近为匀强磁场,最初导线1、4接在直流电源上,电源没有在图中画出。关于接通电源时可能出现的实验现象,下列叙述正确的是( )
A.改变电流方向同时改变磁场方向,导体棒摆动方向将会改变
B.仅改变电流方向或者仅改变磁场方向,导体棒摆动方向一定改变
C.增大电流同时改变接入导体棒上的细导线,接通电源时,导体棒摆动幅度一定增大
D.仅拿掉中间的磁铁,导体棒摆动幅度不变
[答案] B
安培定则的应用和磁场的叠加
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.磁场中某点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时,受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值B=,即磁场中某点的磁感应强度
B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零
C.磁感应强度B=只是定义式,它的大小取决于场源及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关
D.磁场是客观存在的
CD [A项考查的是磁感应强度的定义,只有当通电导线与磁场方向垂直时才有B=是定义式