磁场基本性质.docx

磁场基本性质基础知识一、磁场1、 磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质.它的基本特性是：对处于其中的磁体、电流、 运动电荷有力的作用.2、 磁现象的电本质：所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用.二、磁感线为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线.1. 疏密表示磁场的强弱.2. 每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感应强度的方向.3. 是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极.磁线不相切不相交4. 匀强磁场的磁感线平行且距离相等.没有画出磁感线的地方不一定没有磁场.5. 安培定则：姆指指向电流方向，四指指向磁场的方向.注意这里的磁感线是一个个同心圆，每点磁场 方向是在该点切线方向・*熟记常用的几种磁场的磁感线：X X【例1】根据安培假说的物理思想：磁场来源于运动电荷.如果用这种思想解释地球磁场的形成，根据地 球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实.那么由此推断，地球总体上应该是：（）A.带负电；B.带正电；C.不带电；D.不能确定三、磁感应强度1. 磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流 与磁场方向平行时，磁场力为零。

2. 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度l的乘积II的比值，叫做 通电导线所在处的磁感应强度.① 表示磁场强弱的物理量.是矢量.② 大小：B=F/Il （电流方向与磁感线垂直时的公式）.③ 方向：左手定则：是磁感线的切线方向；是小磁针N极受力方向；是小磁针静止时N极的指向.不是 导线受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向.④ 单位：牛/安米，也叫特斯拉，国际单位制单位符号T.⑤ 点定B定：就是说磁场中某一点定了，则该处磁感应强度的大小与方向都是定值.⑥ 匀强磁场的磁感应强度处处相等.⑦ 磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁 体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则.【例2】如图所示，正四棱柱abed 一 a'b'c'd'的中心轴线00'处有一无限长的载流直导线，对该电流的磁场， 下列说法中正确的是（）A. 同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等B. 四条侧棱上的磁感应强度都相同 顼后fC. 在直线ab上，从a到b,磁感应强度是先增大后减小D. 棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大 '了【例3】如图所示，两根导线a、b中电流强度相同.方向如图所示，则离两导线等距离的P点，磁场方向如何?【例4】六根导线互相绝缘，所通电流都是I，排成如图10 一 5所示的形状，区域A、B、 C、D均为相等的正方形，则平均磁感应强度最大的区域是哪些区域？该区域的磁场方向 如何？【例5】一小段通电直导线长1cm，电流强度为5A，把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0. 1N，则该点的磁感强度为（ ）A. B = 2T； B. BN2T； C、BW2T ； D.以上三种情况均有可能【例6】如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a,b,c,d四个点，若a点的实际磁感 应强度为0，则下列说法中正确的是（）A. 直导线中电流方向是垂直纸面向里的B. C点的实际磁感应强度也为0C. d点实际磁感应强度为2T，方向斜向下，与B夹角为450D. 以上均不正确四、磁通量与磁通密度1. 磁通量中：穿过某一面积磁力线条数，是标量.2. 磁通密度B：垂直磁场方向穿过单位面积磁力线条数，即磁感应强度，是矢量.3. 二者关系：B=O/S （当B与面垂直时），中=BScos。

Scos为面积垂直于B 方向上的投影，是B与S法线的夹角.【例7】如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内 的两同心圆，eB、eC分别为通过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是（）A. 穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外B. 穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里Chf D.^B<^C规律方法11.磁通量的计算【例8】如图所示，匀强磁场的磁感强度B = 2. 0T，指向x轴的正方向，且ab=40cm， bc=30cm，ae=50cm，求通过面积 Sl （abcd）、S2 （befc）和 S3 （aefd）的磁通量祖广祖 2、祖3分别是多少？【例9】如图4所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外，ad 边在纸内，由图中的位置I经过位置II到位置III，且位置I和III都很靠近位置II，在这个过程中，线圈中 的磁通量A. 是增加的； B .是减少的C. 先增加，后减少；D.先减少，后增加【例10】如图所示边长为100cm的正方形闭合线圈置于磁场中，线圈AB、CD两边中点连线OO/的左右 两侧分别存在方向相同、磁感强度大小各为B1=0. 6T，B2=0. 4T的匀强磁场。

若从 上往下看，线圈逆时针转过370时，穿过线圈的磁通量改变了多少？1/ %2. 磁场基本性质的应用【例11】从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子，若到达地球，对地球上的生命将带 来危害.对于地磁场对宇宙射线有无阻挡作用的下列说法中，正确的是（）A. 地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强，赤道附近最弱B. 地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，南北两极最弱C. 地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同D. 地磁场对宇宙射线无阻挡作用【例12】超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体 有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是（）① 超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同.② 超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反.③ 超导体使磁体处于失重状态.④ 超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡.A.①③ B.①④ C.②③ D.②④【例13】.如图所示，用弯曲的导线环把一铜片和锌片相连装在一绝缘的浮标上，然后把浮标浸在盛有稀硫酸的容器中，设开始设置时，环平面处于东西方向上.放 手后，环平面将最终静止方向上.【例15】磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B2/2U，式中B是感应强度，口是磁导率，在空气中u为一已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近 的磁感应强度B, 一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁 拉开一段微小距离^L,并测出拉力F,如图所示.因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可 得磁感应强度B与F、A之间的关系为B= 1曰磁场对电流的作用基础知识I 一、安培力1. 安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力.说明:磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用，磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培 力.2.安培力的计算公式：F=BILsin6（9是I与B的夹角）；通电导线与磁场方向垂直时，即0=900，此时安培力有最大值；通电导线与磁场方向平行时，即0 =00，此时安培力有最小值，F=0N;00

该时刻由里向 外射出的电子流将向哪个方向偏转？规律方法 1安培力的性质和规律;① 公式F=BIL中L为导线的有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L由始端流向末 端.如图所示，甲中：l 、•希，乙中：L/=d（直径）=2R （半圆环且半径为R）② 安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心； .XXX③ 安培力做功:做功的结果将电能转化成其它形式的能. ’卜、【例4】如图所示，在光滑的水平桌面上，有两根弯成直角相同金属棒，‘ xlzCx 它们的一端均可绕固定转轴O自由转动，另一端b互相接触，组成一 /1「\ 个正方形线框，正方形边长为L，匀强磁场的方向垂直桌面向下，磁感1 X X/ X 强度为B.当线框中通以图示方向的电流时，两金属棒b点的相互作用 力为f此时线框中的电流为多少?【例5】质量为m的通电细杆ab置于倾角为的平行导轨上，导轨宽度为d,杆ab与导轨间的摩擦因数 为「有电流时aB恰好在导轨上静止，如图所示，如图10-19所示是沿ba方向观察时的四个平面图， 标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是( )2、安培力作用下物体的运动方向的判断(1) 电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的 方向，从而判断整段电流所受合力方向，最后确定运动方向.(2) 特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向.(3) 等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线 管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析.(4) 利用结论法：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；②两电流 不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.(5) 转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，定性分析磁 体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律， 再确定磁体所受电流作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向.(6) 分析在安培力作用下通电。