内容正文:
第三章 磁场
第1节 磁现象和磁场
一、磁现象
1.磁性:能够吸引铁质物体的性质.
2.磁体:带磁性的物体叫做磁体.天然磁石和人造磁体都叫做永磁体.
3.磁极:磁体上磁性最强的部分叫做磁极.小磁针静止时,指南的磁极叫做南极,又叫做S极;指北的磁极叫做北极,又叫做N极.
4.磁极间的相互作用:同名磁极相斥,异名磁极相吸.
5.磁化和退磁
(1)磁化:变无磁性物体为有磁性物体叫做磁化.
(2)退磁:变有磁性物体为无磁性物体叫做退磁.
二、电流的磁效应
1.奥斯特实验:把导线沿南北方向放置在指向南北的磁针上方,通电时,磁针发生了偏转.
2.实验意义:奥斯特实验发现了电流的磁效应,即电流可以产生磁场,首先揭示了电与磁的联系.
三、磁场
1.定义:磁体或电流周围一种看不见、摸不着,但确实存在的特殊物质.
2.性质:磁场对放入其中的磁体或电流有力的作用,可以是磁体与磁体、磁体与电流和电流与电流间的相互作用.
四、地球的磁场
1.地磁场:地球本身是一个磁体,N极位于地理南极附近,S极位于地理北极附近.
2.磁偏角:地理两极与地磁两极之间的夹角.
例: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,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示.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、北极完全重合
B.地球内部不存在磁场,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.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
解析:地磁场的北极在地理南极附近,地磁场的南极在地理北极附近,且地球内部也存在磁场,由地磁场的南极指向地磁场的北极,故AB错误;只有在赤道表面,地磁场方向才与地面平行,故C错误,D.赤道表面处的地磁场与表面平行,射向地球赤道的带电宇宙射线粒子受到磁场力,故D正确.
答案:D
第2节 磁感应强度
一、磁感应强度的方向
1.磁感应强度的物理意义:描述磁场的强弱和方向,用符号“”表示.
2.磁感应强度的方向:小磁针静止时,N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向,简称磁场的方向.
二、磁感应强度的大小
1.电流元:在物理学中,把很短一段通电导线中的电流与导线长度的乘积叫做电流元.
2.磁感应强度
(1)定义:将电流元垂直放入磁场,它受到的磁场力与的比值叫做磁感应强度.
(2)定义式:.
(3)单位:在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,符号是T..
例:关于磁感应强度,下列说法中正确的是( )
A.一小段通电导体放在磁场处,受到的磁场力比处的大,说明处的磁感应强度比处的磁感应强度大
B.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度可能不为零
C.由可知,某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力成正比,与导线的成反比
D.小磁针N极所受磁场力的方向垂直于该处磁感应强度的方向
解析:ABC.磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,是磁场本身性质的反映,其大小由磁场以及磁场中的位置决定,与、、都没有关系,只是磁感应强度的定义式;同一通电导体受到的磁场力的大小由所在处和放置的方式共同决定,故A.C错误,B正确;D.磁感应强度的方向就是该处小磁针N极所受磁场力的方向,故D错误.
答案:B
第3节 几种常见的磁场
一、磁感线
1.定义:磁感线是在磁场中画出一些有方向的曲线,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)磁感线是假想的,不是真实的;
(2)磁感线是闭合曲线,在磁体的外部磁感线由N极发出,回到S极.在磁体的内部磁感线则由S极指向N极;
(3)磁感线不能相交;
(4)磁感线的疏密表示磁场的强弱;
(5)磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向.
3.磁感线与电场线的比较:
名称
比较内容
磁感线
电场线
相同点
引入目的
形象描述场而引入的假想线,实际上不存在
疏密程度
表示场的强弱
切线方向
场的方向
相交
不能相交(电场中无电荷空间不相交)
不同点
闭合曲线
起始于正电荷或无限远处,终止于无限远处或负电荷
二、安培定则
1.安培定则是用来确定电流周围磁场方向的定则.
2.安培定则的使用方法
(1)直线电流周围的磁场方向:如图所示,用右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向.
(2)环形电流和螺线管周围的磁场方向:如图所示,让右手弯曲的四指跟环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线的轴线上磁感线的方向.
三、安培分子电流假说
1.内容:安培提出的在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电