第三章 专题 磁场和安培力 讲义 -2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-1

磁场、安培力 知识讲解 知识点1 磁现象 1．磁现象 （1）磁性：能吸引铁质物体的性质． （2）磁体：能吸引铁质物体的物体． （3）磁极： ①定义：磁体中磁性最强的区域叫磁极； ②类型：与电荷相似，自然界中总存在两个磁极，磁极类型的定义为： 自由转动的磁体，静止时指向地理南极的磁极叫南极（极）； 自由转动的磁体，静止时指向地理北极的磁极叫北极（极）， ③特点：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引． 2．电流的磁效应 （1）实验现象：沿南北方向放置在指南针上方的导线，在通电时磁针发生了转动，如下图所示： （2） 奥斯特：电流通过导体时导体周围存在磁场。 随堂练习 【例1】 奥斯特实验说明了（ ） A．磁场的存在 B．磁场具有方向性 C．通电导线周围存在磁场 D．磁体间有相互作用 【例2】 在进行奥斯特的电流磁效应实验时，通电直导线的放置位置应该是( ) A．西南方向、在小磁针上方 B．东南方向、在小磁针上方 C．平行东西方向，在小磁针上方 D．平行南北方向，在小磁针上方 【例3】 （双选）一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，如图所示，若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间，小磁针极向纸面内偏转，这带电粒子可能是（ ） A．向右飞行的正粒子束 B．向左飞行的正粒子束 C．向右飞行的负粒子束 D．向左飞行的负粒子束 知识讲解 知识点2 磁场 1．磁场 （1）定义：磁体周围存在的一种特殊物质（看不见摸不着，是物质存在的一种特殊形式）； （2）基本性质：对处于其中的磁极和电流有力的作用； （3）特点：磁场是媒介物，磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的； （4）实例：通电导线对磁铁有作用力；磁铁对通电导线也有作用力；两条通电导线之间也有作用力． 2．地磁场 地球是一个巨大的磁体，地球周围存在磁场---地磁场．地球的地理两极与地磁两极不重合（地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近），其间存在磁偏角． 随堂练习 【例1】 下列说法错误的是（　　） A．除永久磁铁以外，一切磁场都是由运动电荷产生的 B．一切磁现象都起源于运动电荷 C．一切磁作用都是运动电荷通过磁场而发生的 D．有磁必有电，有电必有磁 【例2】 以下说法中，正确的是（　　） A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的 B．电流与电流的相互作用是通过电场产生的 C．磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的 D．磁场和电场是同一种物质 【例3】 下列关于磁场的说法，正确的是（ ） A．只有磁铁周围才存在磁场 B．磁场是假想的，不是客观存在的 C．磁场是在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生的 D．磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用的 知识讲解 知识点3 磁感应强度 1．磁感应强度 （1）物理意义：表示磁场强弱和方向的物理量． （2）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的力（安培力）跟电流和导线长度的乘积的比值叫磁感应强度．符号： （3）定义式： （4）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方向，磁感应强度是矢量． （5）单位：在国际单位制中是特斯特，简称特，符号．． 2．理解磁感应强度： （1）比值是磁场中各点的位置函数，在非匀强磁场中比值是因点而异的，即在磁场中某一确定位置处，无论怎样改变和，都与的乘积大小成比例地变化，比值跟的乘积大小无关．因此，比值的大小反映了各不同位置处磁场的强弱程度，所以人们用它来定义磁场的磁感应强度．还应说明是指通电导线电流方向跟所在处磁场方向垂直时的磁场力，此时通电导线受到的磁场力最大． （2）磁场中某点的与不成正比，与也不成反比． （3）对于确定的磁场中某一位置来说，并不因探测电流和线段长短（电流元）的改变而改变，而是由磁场自身决定的；比值不变这一事实反映了所量度位置的磁场强弱程度是一定的． 随堂练习 【例1】 在磁感应强度的定义式中，有关各物理量间的关系，下列说法中正确的是（ ） A．由、和决定 B．由、和决定 C．由、和决定 D．由、和决定 【例2】 根据磁感应强度的定义式，下列说法中正确的是（ ） A．在磁场中某确定位置，与成正比，与和的乘积成反比 B．一小段能通电直导线在空间某处受磁场力，那么该处的一定为零 C．磁场中某处的的方向跟电流在该处受磁场力的方向相同 D．一小段通电直导线放在为零的位置，那么它受到磁场力也一定为零 【例3】 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．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同 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和方向无关