内容正文:
①运动电荷
②排斥
③吸引
④蹄
⑤
⑥安培力
⑦BIL
⑧左手
⑨洛伦兹力
⑩安培力
⑪左手
[学思心得]
电场线与磁感线的比较
1.相似之处
(1)电场线和磁感线都是为了形象地描述场而引入的假想的曲线,实际上并不存在.
(2)电场线和磁感线都是用来描述场的强弱和方向的,电场线和磁感线切线方向分别表示了电场和磁场的方向.
(3)电场线和磁感线都不能相交.因为如果相交,在相交点就会出现两个切线方向,与电场和磁场中某一确定点的场的方向是唯一的相矛盾.
2.电场线和磁感线的显著区别是:电场线起始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷,是非闭合的曲线,而磁感线是闭合的曲线.
【例1】 (多选)关于电场线和磁感线的概念,以下说法中正确的是( )
A.电场线和磁感线都是不封闭的曲线
B.沿着磁感线的方向,磁场越来越弱
C.任意两条电场线或磁感线都不能相交
D.电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱
CD [电场线和磁感线都是为了形象描述场而引入的模型,由于曲线的切线方向表示场的方向,所以不可能相交,其疏密都反映场的强弱,所以B错误,C、D正确;电场线不闭合,而磁感线是闭合的,在条形磁铁外部,磁感线由N极到S极;在条形磁铁内部由S极到N极,故A错误.]
[跟进训练]
1.磁场中某区域的磁感线,如图所示,则( )
A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb
B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<Bb
C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
B [根据磁感线的疏密程度可以判断出a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<Bb,即B正确;同一通电导线放在a、b处时的位置(即放入时与磁感线的方向)不确定,则其受安培力的大小就不一定.]
安培定则的应用——电流磁场的判断
应用安培定则时要分清是直线电流还是环形电流.
(1)判断直线电流周围的磁场:
大拇指方向——电流方向.
四指弯曲方向——周围磁感线环绕方向.
(2)判断环形电流周围的磁场:
四指弯曲方向——电流方向.
大拇指方向——环形电流中心磁场方向.
(3)判断载流螺线管的磁场:
四指弯曲方向——电流方向.
大拇指方向——载流螺线管中心磁场方向.
【例2】 如图为电流产生磁场的分布图,正确的分布图是( )
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
C [电流产生磁场的磁感线方向可以用安培定则来判定.对直线电流:手握导线,大拇指指向电流方向,四指指向磁感线的环绕方向,据此判定知①对,②错;对环形电流:四指指电流方向,大拇指指向中心轴线的磁感线方向,所以③错,④对.判断时注意立体图形的俯视方向,所以选项C正确.]
[跟进训练]
2.如图所示,带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转,在环左侧轴线上原小磁针最后平衡的位置是( )
A.N极竖直向上 B.N极竖直向下
C.N极沿轴线向左 D.N极沿轴线向右
D [金属环匀速旋转时,形成的电流方向与旋转方向相反,由安培定则可以判断轴线上磁场的方向向右,则小磁针N极静止时的指向向右.]
磁感应强度与安培力
1.磁场中某点的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,仅与产生磁场的磁体或电流有关,与放入的直导线的电流I的大小、导线的长短(即L的大小)无关,与通电导线受到的力也无关,即便不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在.因此不能说B与F成正比,或B与IL成反比.磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,与该处通电导线所受安培力的方向垂直.
2.磁场问题的综合性题目往往是与力学知识的综合.磁、力综合题与纯力学题相比,物体只是多受到一个安培力或洛伦兹力的作用,解决问题的思维程序和方法与力学中相同.正确解决问题的前提仍是进行受力分析、运动分析,在此基础上再选用力学知识、规律作出判断,或列出方程求解.
【例3】 在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,一匀强磁场垂直于斜面向下,如图所示,当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时,导体棒恰好静止在斜面上,求磁感应强度的大小.
[解析] 由左手定则可知,导体棒所受安培力沿斜面向上,受力分析如图所示,将重力沿斜面方向和垂直斜面方向正交分解.由平衡条件知:
F=mgsin 30° ①
F=BIL ②
所以:B==.
[答案]
[跟进训练]
3.(多选)如图所示,匀强磁场中有一通电直导线,关于导线受到的安培力F,下列判断正确的有( )
A.F方向向上
B.F与电流大小有关
C.F与磁感应强度大小