内容正文:
物 理
第十章 磁 场
第1讲 磁场及其对电流的作用
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N极受力
N极的指向
磁场方向
假想
切线方向
疏密
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磁场
垂直于
特斯拉
1 N/(A·m)
导线
左手定则
BIl
0
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√
×
√
√
×
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1.了解磁场,掌握磁感应强度的概念,会用磁感线描述磁场。
2.会判断通电直导线和通电线圈周围的磁场方向。
3.会判断安培力的方向,会计算安培力的大小,了解安培力在生产生活中的应用。
【知识总览】
eq \f(F,Il)
【微点辨析】
(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)磁场中某点磁感应强度的方向跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致。( )
(3)垂直于磁场放置的线圈面积减小时,穿过线圈的磁通量可能增大。( )
(4)在同一幅图中,磁感线越密,磁场越强。( )
(5)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。( )
考点 eq \a\vs4\al(1) 安培定则 磁场的叠加(互动共研)
1.电流周围的磁场(安培定则)
直线电流的磁场
通电螺线管的磁场
环形电流的磁场
特点
无磁极、非匀强磁场且距导线越远处磁场越弱
与条形磁体的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场最强,管外为非匀强磁场
环形电流的两侧是N极和S极,且离圆环中心越远,磁场越弱
安培
定则
2.磁场叠加问题的解题思路
(1)确定磁场场源,如通电导线。
(2)定位空间中需求解磁场的点,利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向。如图所示BM、BN为导线M、N在c点产生的磁场。
(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中的合磁感应强度B。
[例1] (多选)(2022·烟台适应性练习)如图所示,E、F、G、M、N是在纸面内圆上的五个点,其中EG、MN的连线交于圆心O点,EF⊥MN,在M、N两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线,两根导线中分别通有大小相等的电流,已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小B=k eq \f(I,r) ,k为常量,r为该点到导线的距离,I为导线中的电流大小。则下列说法中正确的是( )
A.若两根导线中电流同向,则O点磁感应强度为零
B.若两根导线中电流同向,则E、F两点磁感应强度相同
C.若两根导线中电流反向,则E、G两点磁感应强度相同
D.无论两根导线中电流同向还是反向,E、F、G三点的磁感应强度大小都相等
解析 若两根导线中电流均向内,由安培定则可知,它们在O点产生磁场的磁感应强度恰好等大反向,故O点的合磁感应强度为零;同理可知,E、F两点的磁感应强度如图甲所示,故E、F两点的合磁感应强度大小相等,方向不同。两导线中电流均外向时,也有相同的结论,选项A正确,B错误。若M中电流向
内、N中电流向外,二者在E、G处产生磁场的磁感应强度如图乙所示,可知E、G两点的合磁感应强度相同;M中电流向外,N中电流向内时,也有相同的结论,C正确。由以上分析可知,无论两根导线中电流同向还是反向,E、F、G三点的磁感应强度大小都相等,D正确。
答案 ACD
1.有人根据B= eq \f(F,Il) 提出以下说法,其中正确的是( )
A.磁场中某点的磁感应强度B与通电导线在磁场中所受的磁场力F成正比
B.磁场中某点的磁感应强度B与Il的乘积成反比
C.磁场中某点的磁感应强度B不一定等于 eq \f(F,Il)
D.通电直导线在某点所受磁场力为零,则该点磁感应强度B为零
解析 磁感应强度B= eq \f(F,Il) 是用比值定义法定义B的,但磁感应强度是磁场的固有性质,与通电导线所受磁场力F及Il的乘积等外界因素无关,A、B错误;B= eq \f(F,Il) 是在电流与磁场垂直的情况下得出的,如果不垂直,设电流方向与磁场方向夹角为θ,则根据F=IlB sinθ得B= eq \f(F,Il sin θ) ,即B不一定等于 eq \f(F,Il) ,如果θ=0,虽然B≠0,但F=0,故C正确,D错误。
答案 C
2.(多选)如图,三根通电长直细导线垂直于纸面固定,导线的横截面(截面积不计)分别位于以O点为圆心的圆环上a、c、d三处,已知每根导线在O点的磁感应强度大小均为B,则( )
A.O点的磁感应强度方