第九讲磁场

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磁场的基本概念

磁场的基本概念

三. 磁感应强度 1.在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力 F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度
B=F/I·L
2.磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,国际符号是T,
1T 1 N Am
3.磁感应强度的方向: 就是磁场的方向. 小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场
方向. 磁感线上各点的切线方向就是这点的磁场的方 向.也就是这点的磁感应强度的方向.
I a bc
D. φa > φc > φb
例、如图所示,矩形线框abcd,处于磁感应强度为 B=0.2T的匀强磁场中,线框面积为S=0.3m2,线框从图 示位置转过60°,线框中磁通量变化量为 ,线框 在后来位置时磁通密度为 。
解析:线框在图示位置时、磁感强度B与线框平面 垂直,磁通量Φ1=BS=0.2×0.3=0.06Wb,
一定为零
B.磁场中某点的磁感强度,根据公式B=F/I·L,它跟F,I,L
都有关
C.磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向
D.磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度,即垂直于磁感强
度方向的单位面积的磁通量
例3.磁场中某点的磁感应强度的方向 [ C D ]
A.放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B.放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C.放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 D.通过该点磁场线的切线方向
D.切断i4
解: 在O点: i 4 的磁场向 外 , i 3 的磁场向 里 ,
因为i 4 = i 3 所以i 3、 i 4 产生的磁场抵消。
I1 和i 2 产生的磁场向 里 ,
i1
i3
O点的合磁场向里 只有切断i4可使O点磁场增强

2024年九年级下册物理教学教案

2024年九年级下册物理教学教案

2024年九年级下册物理教学教案一、教学内容本节课选自2024年九年级下册物理教材第九章《电磁学》的第一节“磁场与磁感线”。

具体内容包括:磁场的概念、磁场方向、磁感线的引入、磁感线的特点及磁感线的应用。

二、教学目标1. 让学生理解磁场的概念,知道磁场方向的规定,掌握磁感线的特点及作用。

2. 培养学生运用磁感线分析解决实际问题的能力。

3. 激发学生对电磁学的学习兴趣,树立科学的世界观。

三、教学难点与重点重点:磁场的概念、磁感线的特点及作用。

难点:磁感线的引入及其应用。

四、教具与学具准备教具:磁场演示器、磁感线模型、磁性材料(如铁钉、铁粉)。

学具:学生分组实验器材(指南针、磁性材料、图钉等)。

五、教学过程1. 实践情景引入:利用磁场演示器展示磁铁周围铁粉的分布,引导学生思考磁场的存在及特点。

2. 知识讲解:(1)磁场的概念:介绍磁场的定义,磁场方向的规定。

(2)磁感线的引入:通过磁感线模型,引导学生认识磁感线的概念及特点。

(3)磁感线的应用:讲解磁感线在指南针、电动机等中的应用。

3. 例题讲解:选取一道有关磁场与磁感线的例题,讲解解题思路和步骤。

4. 随堂练习:布置与例题类似的习题,让学生独立完成,及时巩固所学知识。

5. 分组实验:学生分组进行指南针实验,观察磁感线的分布,进一步理解磁感线的特点。

六、板书设计1. 磁场的概念、方向规定2. 磁感线的引入、特点及应用3. 例题解析4. 随堂练习七、作业设计1. 作业题目:(1)解释磁场的概念及其方向规定。

(2)简述磁感线的特点及其应用。

2. 答案:(1)磁场:磁体周围存在的一种场,其方向由小磁针的N极指向S极。

(2)磁感线的特点:从磁体的N极出发,回到S极;磁感线的密度表示磁场的强弱;磁感线是闭合的。

(3)磁感线的作用:使指南针的磁极受到磁力作用,从而指向磁场的南北方向。

八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课通过实践情景引入、例题讲解、随堂练习等环节,让学生对磁场与磁感线有了较深入的理解。

初中物理竞赛及自主招生专题讲义第九讲简单的磁现象第一节电流的磁场含解析

初中物理竞赛及自主招生专题讲义第九讲简单的磁现象第一节电流的磁场含解析

第九讲简单的磁现象第一节电流的磁场一、磁体与磁感线我们把物体能够吸引铁、钴、镍的性质叫做磁性.具有磁性的物体叫做磁体.磁体都有两个磁极,即南极(S极)和北极(N极).磁极之间存在着相互作用力,同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引.磁极之间的相互作用力是通过磁场传递的.磁场是存在于磁体周围的一种摸不着、看不见的特殊物质.磁场对放人其中的磁极有力的作用.物理学中规定,某处磁场的方向与放在该处的小磁针的N 极受磁场力的方向相同.磁体周围的磁场强弱不是均匀的,靠近磁极处,磁场较强.为了形象地描述磁场的分布,人们在磁体周围画出一系列曲线,并使曲线上任意一点的切线方向与该点的磁场方向一致,这样画出来的一系列曲线叫做磁感线.磁感线是人们为了形象地描述磁场强弱和方向而人为画出的曲线,不是在磁场中客观存在的.磁感线是一种假想的物理模型.关于磁感线,我们必须明确以下几点:(1)磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向,即小磁针静止时北极所指的方向.(2)磁感线是闭合的曲线,在磁铁的外部,磁感线的方向为从N极到S极,在磁铁的内部,磁感线的方向为从S极回到N极.(3)磁感线越密,磁场越强;磁感线越疏,磁场越弱.(4)任何两根磁感线不相交.图9.1给出了几种常见的磁场分布.两个靠得很近的异名磁极之间的磁场是匀强磁场,匀强磁场是指强弱和方向处处相同的磁场,磁感线是等距的平行直线.地球也是一个巨大的磁体,地球的磁场与条形磁铁的磁场类似,地球磁场的南极和北极与地理南极和北极不同,地理的南极是地磁的北极,地理的北极是地磁的南极.所以,地球外部的磁感线方向是从地理的南极指向地理的北极,这也是小磁针在静止时N极指北,S极指南的原因.图9.2为地球磁场的分布.从图9.2可以看出,地面附近的磁场方向,并不平行于地面,在北半球,磁场方向斜向下,在南半球,磁场方向斜向上.例1 科考队进入某一磁矿区域后,发现指南针原来指向正北的N 极逆时针转过30°(如图9.3所示的虚线),设该处的地磁场磁感应强度水平分量为B ,则磁矿所产生的磁感应强度水平分量的最小值为( ).A .BB .2BC .2BD .3B分析与解 磁矿产生的磁场1B 与地磁场B 合成一个合磁场B 合,小磁针的N 极最终将指向B 合的方向,图9.3中虚线方向即为B 合方向.1B ,B ,B 合围成一个矢量三角形.如图9.4所示,当1B 与B 合垂直时,1B 最小,显然1B 的最小值为12B ,选项C 正确.二、电流周围的磁场丹麦物理学家奥斯特一直相信电和磁之间有某种联系.1820年,在一次讲座中,奥斯特惊喜地发现,将导线通电的瞬间,导线下方的小磁针突然跳动了一下.奥斯特激动之余,对这个现象进行了长达三个月的研究,终于发现:通电导线周围存在着磁场,这就是电流的磁效应.通电导线周围的磁场同样可以使小磁针受力而转动.奥斯特发现电流的磁效应之后,法国物理学家安培又进一步做了大量的实验,研究了磁场方向与电流方向之间的关系,并总结出右手螺旋定则,又叫安培定则.1.通电直导线的磁场分布如图9.5所示,通电直导线周围的磁场可以用右手螺旋定则判定:用右手握住通电直导线,使大拇指指向直导线中的电流方向,则弯曲的四指所指的方向就是直导线周围磁场的方向.通电直导线周围的磁感线是一簇簇与导线垂直的同心圆,圆心在导线上,且距离导线越远,磁场越弱.图9.6给出了通电直导线周围的磁场分布情况.在图9.6(b)中,“•”和“×”分别表示与纸面相交处的磁场方向是垂直于纸面向外和垂直于纸面向里的;图9.6(c)中,“⊗”表示垂直于纸面向里的电流(反之,“”表示垂直于纸面向外的电流).2.通电螺线管的磁场分布如图9.7所示,通电螺线管的磁场也可以用右手螺旋定则来确定:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲的方向与螺线管中电流的环绕方向一致,则大拇指所指的方向即螺线管内部的磁感线方向.这里,大拇指所指的一端实际是螺线管的N极.螺线管的磁场与条形磁铁的磁场分布类似.图9.8给出了通电螺线管周围的磁场分布情况.由图9.8(c)可以看出,螺线管内部的磁感线是从S极回到N极,磁感线是等距平行直线,螺线管内部为匀强磁场.值得一提的是,通电螺线管可以看成由若干个单匝线圈串联而成.对于单匝线圈产生的磁场,右手螺旋定则仍然适用.三、磁感应强度磁感应强度是用来描述磁场强弱的物理量,用B表示,单位是“特斯拉”,简称“特”,符号为“T”.磁感应强度是矢量,既有大小又有方向.若空间中存在两个磁场,则某点的磁感应强度为两个磁场在该点单独产生的磁感应强度的矢量和.在磁场中,磁感线越密的地方,磁感应强度越大.例2 已知通电长直导线周围某点的磁感应强度IB Kr=,即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比.如图9.9所示,两根平行长直导线相距为R,通以大小、方向均相同的电流.规定磁场方向垂直纸面向里为正,下面的~O R区间内磁感应强度B随r变化的图线可能是().A .B .C .D .分析与解 根据右手螺旋定则,可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向外,右边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向里,离导线越远磁场越弱,两电流的磁场叠加后如图9.10所示,在两根导线中间位置磁场为零.由于规定B 的正方向垂直纸面向里,因此选项D 正确.例3 如图9.11所示,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流1I 和2I ,且12I I >.a ,b ,c ,d 为导线某一横截面所在平面内的四点,且a ,b ,c 与两导线共面,b 点在两导线之间,b ,d 的连线与导线所在平面垂直.磁感应强度可能为零的点是( ).A .a 点B .b 点C .c 点D .d 点分析与解 如图9.12所示,可以根据右手螺旋定则,分别画出电流1I 在各个点产生的磁感应强度1a B ,1b B ,1c B 和1d B ,以及电流2I 在各个点产生的磁感应强度2a B ,2b B ,2c B 和2d B .可见,只有a 点和c点处的磁感应强度方向相反,但是由于电流12I I >,且a 点距离电流1I 较近,因此12a a B B >,a 点磁感应强度不等于零.虽然12I I >,但c 点距离电流1I 较远,因此有可能12c c B B =,c 点磁感应强度可能等于零,选项C 正确.例4 如图9.13所示,分别置于a ,b 两处的长直导线垂直纸面放置,通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,a ,b ,c ,d 在一条直线上,且ac cb bd ==.已知c 点的磁感应强度大小为1B ,d 点的磁感应强度大小为2B .若将b 处导线的电流切断,则( ).A .c 点的磁感应强度大小变为112B ,d 点的磁感应强度大小变为1212B B -B .c 点的磁感应强度大小变为112B ,d 点的磁感应强度大小变为2112B B -C .c 点的磁感应强度大小变为12B B -,d 点的磁感应强度大小变为1212B B -D .c 点的磁感应强度大小变为12B B -,d 点的磁感应强度大小变为2112B B -分析与解 如图9.14所示,a ,b 两点处的长直导线在c 点产生的磁感应强度均向上,由于ac cb =且两电流大小相等,又c 点的磁感应强度大小为1B ,可知两长直导线在c 点产生的磁感应强度大小均为12B .由于cb bd =,易得b 处的长直导线在d 点产生的磁感应强度大小等于12B ,方向竖直向下.设a 处的长直导线在d 点产生的磁感应强度大小为B ',由右手螺旋定则可知B '竖直向上,且有12B B '<,因此d 点的磁感应强度122B B B '=-,解得12BB '=2B -.可见,当将b 点处导线的电流切断时,c ,d 两点就只有a 点处的长直导线产生的磁场了,显然选项A 正确.例5 已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度B 的表达式为02πIB rμ=,其中r 是该点到通电直导线的距离,I 为电流强度,0μ为比例系数(单位为2N /A ).则根据上式可以推断,若一个通电圆线圈半径为R ,电流强度为I ,其轴线上与圆心O 点的距离为0r 的某一点的磁感应强度B 的表达式应为( ).A .()20322202r I B R r=+B .()0222032RIB R r μ=+C .()20322202R IB R rμ=+ D .()200322202r IB R rμ=+分析与解 本题是求不出圆心处的磁感应强度的.但是仍可以根据题目条件,结合所学过的知识进行判断.首先进行单位的分析,由题给条件,无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度B 的表达式为02πIB rμ=,这个表达式分母中出现了长度的单位“米”的一次方,则可知在通电圆线圈圆心处磁感应强度的表达式的分母中,也应出现“米”的一次方.在四个选项中分别令00r =,只有C 选项分母中出现了“米”的一次方,因此,本题正确答案应为C.练习题1.(上海第32届大同杯初赛)如图9.15所示,把一根长直导线平行地放在小磁针的正上方,当导线中有电流通过时,磁针会发生偏转.首先观察到这个实验现象的物理学家是( ).A .奥斯特B .法拉第C .麦克斯韦D .伽利略2.(上海第31届大同杯初赛)如图9.16所示,一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方,此时小磁针的N 极向纸内偏转,这一束粒子可能是( ).A .向右飞行的正离子束B .向左飞行的负离子束C .向右飞行的电子束D .向左飞行的电子束3.奥斯特做电流磁效应实验时应排除地磁场对实验的影响,下列关于奥斯特实验的说法中正确的是( ).A .通电直导线必须竖直放置B .该实验必须在地球赤道上进行C .通电直导线应该水平东西方向放置D .通电直导线可以水平南北方向放置4.当导线中分别通以下图所示各方向的电流时,小磁针静止时N 极指向读者的是( ).A .B .C .D .5.(上海第16届大同杯初赛)如下图所示,当闭合电键后,四个小磁针指向都标正确的图是( ).A .B .C .D .6.为了解释地球的磁性,在19世纪,安培假设地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流/引起的.下图能正确表示安培假设中环形电流I 方向的是( ).A .B .C .D .7.如图9.17所示,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流1I 和2I ,且12I I .a ,b ,c ,d 为导线某一横截面所在平面内的四点,且a ,b ,c 与两导线共面,b 点在两导线之间,b ,d 的连线与导线所在平面垂直.磁感应强度可能为零的点是( ).A .a 点B .b 点C .c 点D .d 点8.如图9.18所示,两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流1I 与2I ,与两导线垂直的一平面内有a ,b ,c ,d 四点,a ,b ,c 在两导线的水平连线上且间距相等,b 是两导线连线的中点,b ,d 连线与两导线连线垂直,则( ).A .2I 在b 点产生的磁感应强度方向竖直向上B .1I 与2I 产生的磁场有可能相同C .b ,d 两点磁感应强度的方向必定竖直向下D .a 点和c 点位置的磁感应强度不可能都为零9.如图9.19所示,两根互相平行的长直导线过纸面上的M ,N 两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流.a ,O ,b 在M ,N 的连线上,O 为MN 的中点,c ,d 位于MN 的中垂线上,且a ,b ,c ,d 到O 点的距离均相等.关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( ).A .O 点处的磁感应弹度为零B .a ,b 两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C .c ,d 两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D .a ,c 两点处磁感应强度的方向不同10.已知通电长直导线周围某点的磁感应强度IB kr,即磁感应强度B 与导线中的电流I 成正比、与该点到导线的距离r 成反比.如图9.20所示,两根平行长直导线相距为R ,通以大小、方向均相同的电流.规定磁场垂直纸面向里为正方向,在图9.20中,0~R 区间内磁感应强度B 随x 变化的图线可能是( ).A .B .C .D .11.如图9.21所示,a ,b ,c 为纸面内等边三角形的三个顶点,在a ,b 两顶点处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向垂直于纸面向里,则c 点的磁感应强度B 的方向为( )A .与ab 边平行,向上B .与ab 边平行,向下C .与ab 边垂直,向右D .与ab 边垂直,向左12.(上海第29届大同杯复赛)已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度的表达式为kIB r=,其中r 是该点到通电直导线的距离,I 为电流强度,k 为比例系数(单位为2N /A ).一个通电圆线圈的半径为R ,电流强度为I ,其轴线上距圆心O 点距离为h 的某一点P 的磁感应强度B 的表达式可能正确的是( ).A .()232222kh I B R h=+B .()3222πkhIB Rh =+C .()22232πkR IB Rh=+D .()23222πh IB Rh=+13.4根直导线围成一个正方形,各自通以大小相等的电流,方向如图9.22所示.已知正方形中心O 点的磁感应强度大小为B ,若将1I 电流反向(大小不变),则O 点的磁感应强度大小变为________,要使O 点磁感应强度变为零,1I 电流反向后大小应变为原来的________倍.参考答案1.A.这是“电生磁”现象.奥斯特首先发现了电流周围存在磁场;法拉第发现了电磁感应现象;麦克斯韦提出了电磁场理论;伽利略提出力不是维持物体运动的原因,轻重不同的物体下落得一样快.2.C.小磁针N 极向纸内偏转,说明粒子流上方的磁场垂直于纸面向里.根据右手螺旋定则,粒子流定向移动形成的电流方向为向左,则粒子流可能是向左运动的正电荷,也可能是向右运动的负电荷.3.D.奥斯特做的电流磁效应实验在地球各个地方都可以做.静置在地面上的小磁针由于受地球磁场的影响,一端指南,一端指北.若通电直导线东西方向放置,根据右手螺旋定则,直导线产生的磁场沿南北方向,这样小磁针将不偏转.当通电直导线南北放置时,直导线产生的磁场沿南北方向,会使小磁针明显偏转.当然,直导线也可以竖直放置在合适位置,也能使得小磁针明显偏转.4.C.若要题中小磁针的N 极指向读者(即垂直于纸面向外),则需电流在小磁针处产生的磁场指向读者,根据右手螺旋定则,选项AB 的小磁针N 极指向纸面内,选项D 的小磁针N 极沿水平方向指向右.5.D.提示:本题应注意小磁针处于螺线管内部时,不能再应用“同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引”的规律,而应按照N 极的指向即为磁感线的切线方向来判断小磁针N 极的指向.6.B.地理的北极是地磁的S 极,地理的南极是地磁的N 极,所以,地球内部的磁感线是从地理的北极指向地理的南极,若地球的磁场是绕过地心的轴的环形电流引起的,则该电流的方向应如题中选项B 所示.7.A.磁感应强度为零的点一定是两电流所产生的磁感应强度相同、方向也相反的点.由于12I I <,电流产生的磁感应强度与距离成反比,因此,磁感应强度为零的点应离1I 较近,再考虑磁感应强度的方向,可知两电流在a 点产丰的磁感应强度方向相反.选项A 正确.8.D.根据右手螺旋定则,2I 在b 点产生^磁感应强度方向应竖直向下,选项A 错误.1I 与2I 电流方向相反,它们产生的磁感应强度不会相同,选项B 错误.由于1I 与2I 电流大小不一定相同,所以两电流在d 点产生的磁感应强度叠加后,方向未必竖直向下,两电流在b 点产生的磁感应强度均竖直向下,则b 点处的合磁场方向一定向下.由于a 点到1I 的距离与c 点到2I 的距离相等,无论如何调节1I 与2I 的大小关系,都做不到1I 与2I 在a 点产生的磁感应强度等大反向的同时,在c 点产生的磁感应强度也等大反向,D 项正确.9.C.导线M 在a ,b ,c ,d 各点产生的磁感应强度大小分别记做1a B ,1b B ,1c B ,1d B ,导线N 在a ,b ,c ,d 各点产生的磁感应强度大小分别记做2a B ,2b B ,2c B ,2d B .根据导线中电流大小关系及各点位置,可知12a b B B =,21a b B B =,1221c d c d B B B B ===.画出两导线在各点产生的磁感应强度如图9.23所示,则显然a ,b 两点磁感应强度大小相等,方向也相同,c ,d 两点磁感应强度大小相等,方向也相同,选项C 正确.另外两导线在O 点产生的磁感应强度方向均向下,方向也相同,选项A 错误.10.C.略,可参照本节例2的解法.11.B.a 处的导线在c 处产生的磁感应强度方向垂直于ac 连线斜向左下方,而b 处的导线在c 处产生的磁感应强度方向垂直于be 连线斜向右下方,这两个磁感应强度大小相等,合成后,可得c 处的磁感应强度方向竖直向下.12.C.略,可参照本节例5的解法.13.2B,3.4个电流在O 点产生的磁感应强度大小、方向均相同,因此每个电流在O 点单独产生的磁感应强度为14B ,将电流1I 反向后,1I 在O 点产生的磁感应强度大小不变,方向与其他电流产生的磁感应强度方向相反,此时O 点的磁感应强度变为311442B B B -=.若要使O 点的磁感应强度为零,则1I 需要在O 点产生34B 的磁感应强度,即1I 应变为原来的3倍.。

磁场的基本概念课件

磁场的基本概念课件

[验备考能力]
1.一个半径为 R 的导电圆环与一个轴向 对称的发散磁场处处正交,环上各点 的磁感应强度 B 大小相等,方向均与 环面轴线方向成 θ 角(环面轴线为竖直方向)。若导线环上载 有如图所示的恒定电流 I,则下列说法不正确的是 ( ) A.导电圆环有收缩的趋势 B.导电圆环所受安培力方向竖直向上 C.导电圆环所受安培力的大小为 2BIR D.导电圆环所受安培力的大小为 2πBIRsin θ
方向,再结合左手定则判断导线所受安培力的方向。
[解析] 根据右手定则可知,开关闭 合后,螺线管产生的磁场 N 极在右侧。 根据左手定则可知,导线 a 端所受安培 力垂直纸面向里,选项 D 正确。
[答案] D
[例 3] 法拉第电动机原理如图所示。
条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心,N
极向上。一根金属杆斜插在水银中,杆的
形定则。
5.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
与条形磁铁的磁场 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
1.小张同学将两枚小磁针放 进某磁场中,发现小磁针静止时如图所示(忽略 地磁场的影响),则该磁场一定不是 ( ) A.蹄形磁铁所形成的磁场 B.条形磁铁所形成的磁场 C.通电螺线管所形成的磁场 D.通电直导线所形成的磁场
D.在线段 MN 上有三点的磁感应强度为零
解析:根据安培定则和磁场叠加原理,M 点和 N 点的磁 感应强度大小相等、方向相反,选项 A 错误,B 正确;在 线段 MN 上只有在 O 点处,a、b 两直导线电流形成的磁 场的磁感应强度等大反向,即只有 O 点处的磁感应强度为 零,选项 C、D 错误。 答案:B

磁场知识点总结

磁场知识点总结

磁场知识点总结一、磁场的基本概念1、磁场的定义磁场是一种看不见、摸不着,但却真实存在的特殊物质。

它存在于磁体、电流和运动电荷的周围空间,能够对放入其中的磁体、电流和运动电荷产生力的作用。

2、磁场的基本性质磁场对放入其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。

同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;电流在磁场中会受到安培力的作用,运动电荷在磁场中会受到洛伦兹力的作用。

3、磁场的方向规定在磁场中某一点小磁针 N 极所受磁场力的方向,也就是小磁针静止时 N 极所指的方向,为该点磁场的方向。

二、磁感线1、磁感线的定义磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线。

在磁场中画出一些有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。

2、磁感线的特点(1)磁感线是闭合曲线,在磁体外部,磁感线从 N 极出发,回到S 极;在磁体内部,磁感线从 S 极指向 N 极。

(2)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线越密的地方,磁场越强;磁感线越疏的地方,磁场越弱。

(3)磁感线不相交,因为磁场中某点的磁场方向只有一个。

三、常见磁场的磁感线分布1、条形磁铁条形磁铁外部的磁感线从 N 极出发,回到 S 极;内部从 S 极指向 N 极,形成闭合曲线。

2、蹄形磁铁蹄形磁铁外部的磁感线也是从 N 极出发,回到 S 极;内部从 S 极指向 N 极。

3、通电直导线以导线为中心的同心圆,越靠近导线,磁感线越密集,磁场越强。

其方向可以用安培定则(右手螺旋定则)来判断:用右手握住导线,让伸直的大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的环绕方向。

4、环形电流环形电流的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线,在环形导线的中心轴线上,磁感线与环形导线的平面垂直。

其方向也可以用安培定则来判断:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。

5、通电螺线管通电螺线管的磁场类似于条形磁铁的磁场,外部从 N 极出发,回到S 极;内部从S 极指向N 极。

第九讲 磁场高斯定理和安培环路定理

第九讲 磁场高斯定理和安培环路定理

Bdl
0
说明磁场为非保守场(涡旋场)。
3
至此,我们得到真空中稳恒磁场所满足的两 个基本方程:
静电场
E dl 0
电场有保守性,它是 保守场,是无旋场
比较
?

S
B dS 0
(磁通连续定理)
磁 场 B dl 0 I i
i

L
B dl 0 I i
4
作积分环路并计算环流 如图 r R
I
0
作积分环路并计算环流
R r
如图 r R
I
利用安培环路定理求 B
B dl 0 I
B dl Bdl 2rB
B dl Bdl 2rB
利用安培环路定理求 B
R
B

B dl 0 I
L
1. 只有被L连环着的电流才对 B 沿L的环流有贡献。 2. 取回路L的方向与电流方向成右手螺旋关系, 否则环流差一负号。
B dl B dl B dl
0 I ( d1 d2 ) 2 L 1 L2 I 0 ( ) 0 2
磁感应线都是闭合曲线
B 0
B ds 0 s B ds BdV
s V
8
磁通量单位:韦伯(Wb)1韦伯=1T1米2
B ds 0
s
= E ds qi / 0
s i
静电场: 电力线起于正电荷、止于负电荷,是有源场。
B dl Brd
L
.
I
B
r
d

2024年九年级教科版物理教案最新版

2024年九年级教科版物理教案最新版

2024年九年级教科版物理教案最新版一、教学内容本节课选自2024年九年级教科版物理教材第九章《电与磁》的第1节“磁场与磁感线”。

具体内容包括:磁场的基本概念、磁感线的引入与理解、磁场的方向描述、地磁场及其应用。

二、教学目标1. 让学生理解磁场的基本概念,掌握磁感线的特点及作用。

2. 培养学生运用磁感线描述磁场的能力,提高空间想象力。

3. 使学生了解地磁场的基本知识,激发对物理现象的好奇心和探索欲望。

三、教学难点与重点教学难点:磁感线的引入与理解、磁场方向描述。

教学重点:磁场的基本概念、磁感线的特点及作用、地磁场。

四、教具与学具准备教具:磁铁、铁钉、细线、地球仪、指南针。

学具:直尺、圆规、铅笔、橡皮、画图纸。

五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示磁铁吸引铁钉的现象,引导学生思考磁铁周围存在一种特殊物质,即磁场。

2. 知识讲解:(1)磁场概念:磁场是磁体周围的一种特殊物质,具有方向性。

(2)磁感线:用细线模拟磁感线,让学生观察磁感线的分布,理解磁感线的特点及作用。

(3)磁场方向描述:介绍磁场方向的表示方法,引导学生通过指南针判断磁场的方向。

(4)地磁场:展示地球仪,讲解地磁场的分布及特点。

3. 例题讲解:讲解磁场方向描述的例题,引导学生运用所学知识解决问题。

4. 随堂练习:让学生运用磁感线描述磁场的练习,巩固所学知识。

六、板书设计1. 磁场概念2. 磁感线特点及作用3. 磁场方向描述4. 地磁场七、作业设计1. 作业题目:(1)简述磁场的基本概念。

(2)绘制磁铁周围的磁感线分布图。

(3)运用所学知识,分析地磁场对指南针的影响。

2. 答案:(1)磁场是磁体周围的一种特殊物质,具有方向性。

(2)见附图。

(3)地磁场使指南针的磁针指向地球的磁北极。

八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对磁感线的理解较为困难,需在课后加强巩固。

2. 拓展延伸:引导学生查阅资料,了解地磁场的应用,如磁导航、磁悬浮列车等,激发学生的学习兴趣。

高中物理--磁场

高中物理--磁场

第九章磁场一、基本概念1.磁场的产生⑴磁极周围有磁场。

⑵电流周围有磁场(奥斯特)。

安培提出分子电流假说(又叫磁性起源假说),认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。

(不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的。

)⑶变化的电场在周围空间产生磁场(麦克斯韦)。

2.磁场的基本性质磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用;对电流只是可能有力的作用,当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。

这一点应该跟电场的基本性质相比较。

3.磁感应强度ILFB (条件是匀强磁场中,或ΔL很小,并且L⊥B )。

磁感应强度是矢量。

单位是特斯拉,符号为T,1T=1N/(A∙m)=1kg/(A∙s2)4.磁感线⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。

磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向,也就是在该点小磁针静止时N极的指向。

磁感线的疏密表示磁场的强弱。

⑵磁感线是封闭曲线(和静电场的电场线不同)。

⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线:⑷安培定则(右手螺旋定则):对直导线,四指指磁感线方向;对环行电流,大拇指指中心轴线上的磁感线方向;对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。

地球磁场通电直导线周围磁场通电环行导线周围磁场如果在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,其面积为S ,则定义B 与S 的乘积为穿过这个面的磁通量,用Φ表示。

Φ是标量,但是有方向(进该面或出该面)。

单位为韦伯,符号为W b 。

1W b =1T ∙m 2=1V ∙s=1kg ∙m 2/(A ∙s 2)。

可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。

在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下,B =Φ/S ,所以磁感应强度又叫磁通密度。

在匀强磁场中,当B 与S 的夹角为α时,有Φ=BS sin α。

二、安培力 (磁场对电流的作用力)1.安培力方向的判定⑴用左手定则。

⑵用“同性相斥,异性相吸”(只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时)。

高二物理:9洛伦兹力

高二物理:9洛伦兹力

磁场对运动电荷的作用 1.洛伦兹力的大小和方向(1)洛伦兹力大小的计算公式:F qvB =sin θ其中θ为v 与B 之间的夹角,当v 与B 垂直时,F qvB =;当v 与B 平行时,0F =,此时电荷不受洛伦兹力作用.(2)洛伦兹力的方向:、、F v B 方向间的关系,用左手定则来判断.注意:四指指向为正电荷的运动方向或负电荷运动方向的反方向;洛伦兹力既垂直于B 又垂直于v ,即垂直于B 与v 决定的平面. (3)洛伦兹力的特征①洛伦兹力与电荷的运动状态有关.当0v =时,0F =,即静止的电荷不受洛伦兹力.②洛伦兹力始终与电荷的速度方向垂直,因此,洛伦兹力只改变运动电荷的速度方向,不对运动电荷做功,不改变运动电荷的速率和动能.2.洛伦兹力与安培力的关系(1)洛伦兹力是单个运动电荷受到的磁场力,而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷所受洛伦兹力的宏观表现.(2)洛伦兹力永不做功,而安培力可以做功. 3考试要求第九讲 洛伦兹力知识点睛4在带电粒子只受洛伦兹力作用、重力可以忽略的情况下,其在匀强磁场中有两种典型的运动(1)若带电粒子的速度方向与磁场方向平行时,不受洛伦兹力,做匀速直线运动.(2)若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直,带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动,其运动所需的向心力即洛伦兹力.几个重要的关系式:①向心力公式:2vqvB mr=②轨道半径公式:mvrBq=③周期公式:2mTBqπ=频率12BqfT mπ==④角频率2qBT mπω==可见T与v及r无关,只与B及粒子的比荷有关.荷质比qm相同的粒子在同样的匀强磁场中,、T f和ω相同.磁场中的运动基础题【例1】带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用。

下列表述正确的是()A.洛伦兹力对带电粒子做功B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能C.洛伦兹力的大小与速度无关D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向【例2】两个粒子,带电荷量相等,在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动,则()A.若速度相等,则半径必相等B.若质量相等,则周期必相等C.若动量大小相等,则半径必相等D.若动能相等,则周期必相等例题精讲【例3】 【2009崇文一模】如图所示,在通电直导线下方有一质子沿平行导线方向以速度v 向左运动,则下列说法中正确的是( ) A .质子将沿轨迹Ⅰ运动,半径越来越小 B .质子将沿轨迹Ⅰ运动,半径越来越大 C .质子将沿轨迹Ⅱ运动,半径越来越小 D .质子将沿轨迹Ⅱ运动,半径越来越大【例4】 在半径为r 的圆形空间内有一匀强磁场,一带电粒子以速度v 从A 沿半径方向入射,并从C 点射出,如图所示(O 为圆心).已知120AOC ∠=︒.若在磁场中,粒子只受洛伦兹力作用,则粒子在磁场中运行的时间:( )A .23rvπ BC .3rvπ D【例5】 一个质量为m 电荷量为q 的带电粒子从x 轴上的P (a ,0)点以速度v ,沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y 轴射出第一象限。

磁场ppt36 人教版优质课件优质课件

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磁场的强弱: A>C>B
B
C A
N
S
练习: 1、画出异名磁极之间的磁感线:
N
S
2、画出同名磁极之间的磁感线:
N
N
N
N
3、根据磁感线,标出磁体的N、S 极及小磁针的N、S极。
N
S
N
N
3、根据磁感线,标出磁体的N、S 极及小磁针的N、S极。
小磁针N极的 指向和磁感线 方向相同
N
S
N
N
4、根据小磁针的N、S极,在 图中标出磁体的极性,并画出 磁体周围的磁感线的分布。
能把A端吸引过来,则物体的A端(C )
A一定的S极
B可能是N极
C可能是S极
D一定是N极
5、某物体的一端靠近静止的一根小磁针,当靠近
小磁针的N极和S极时都能吸引,则这物体的这端(A )
A可能是无磁性的
B可能是N极
C可能是S极
D一定有磁性
6、一根条形磁铁从中间切开,得到的是( C)。
A.一段只有N极,另一段只有S极
B.两端都没有磁性的铁块
C.两端都有N极和S极的磁铁
D.原来的N极一端变成了S极,原来的S极一
端变成了N极
再见
6 、低调是永恒的美德,缺心眼的话就要学会沉默。 4 、天资只是给儿童提供了学习和实践的优越的物质条件,如果没有后天的培养和本人的艰苦努力,任何天才都是不能成功的。 10 、如果你岁之后,花的钱还是伸手向父母要的,那么你的满身名牌只能衬托出你的无能。 20 、不要看不起任何人,因为弱小者在受到侮辱时也会报复。得罪了别人,哪怕他非常弱小,都可能会成为你成功的障碍。 12 、世界上那些最容易的事情中,拖延时间最不费力。 17 、美丽的空想比不上踏实地做事,只要开始行动,就算再晚也不迟。 2 、拼一载春秋,搏一生无悔。 3 、太上,不知有之;其次,亲而誉之;其次,畏之;其次,侮之。信不足焉,有不信焉。 16 、后悔是一种耗费精神的情绪。后悔是比损失更大的损失,比错误更大的错误。所以不要后悔。 9 、经过奋斗,终于拨开了云雾,见到了日出,走上了阳光大道。面对取得的成绩,不要骄傲,再接再励,继续向前行。 8 、如果你的个性让很多人对你敬而远之,那么你的个性是失败的,个性的成功在于能吸引,而不是能排斥。 4 、昔之得一者:天得一以清;地得一以宁;神得一以灵;谷得一以生;侯得一以为天下正。 6 、作业考试化,考试高考化,将平时考试当高考,高考考试当平时。 10 、在漫长的人生旅途中,生活如果都是两点一线般的顺利,就会如同白开水一样平淡无味。只有酸甜苦辣咸五味俱全才是生活的全部,只有悲喜哀痛七情六欲全部经历才算是完整的人生…… 19 、青春是盛开的鲜花,用它艳丽的花瓣铺就人生的道路;青春是美妙的乐章,用它跳跃的音符谱写人生的旋律;青春是翱翔的雄鹰,用它矫健的翅膀搏击广阔的天宇;青春是奔腾的河流,用它倒海 的气势冲垮陈旧的桎梏。

第九讲 毕奥—萨伐尔定律课件

第九讲 毕奥—萨伐尔定律课件

新授
§3 毕奥—萨伐尔定律 (Biot-Savart’s law)
仿照静电场的研究方法,可以把电流看作是无穷 多小段电流的集合。各小段电流称为电流元,电流元 常用矢量 Id l 来表示,某一电流分布的磁场就是各个 电流元在空间产生的磁场迭加的结果。
1820年,法国科学家毕奥、萨伐尔和拉普拉斯在实验基础上, 分析总结出电流元产生磁场的规律:毕奥—萨伐尔定律( 以 下简称毕—萨定律)
元。
0 4 10 T m A
7
1
因为数学家LapLace对该定律也有较大贡献,所以有的书中称
该定律为毕奥—萨伐尔—拉普拉斯定律。实验表明,磁场和 电场一样,遵从叠加原理,即任意载流导线在空间某点的磁
感应强度B等于所有电流元在该点的磁感应强度矢量和。
0 Idl r 它是一个矢量积分,实际使 B dB 用时,要化成标量积分进行 3 4 r 计算。
0 I B 2r0

0 I B 4r0
在实际中遇到的当然不可能真正是无限长的直导 线。然而若在闭回路中有一段长度为L的直导线,在
其附近 r0 远小于L的范围内上式近似成立。
2.载流圆线圈轴线上的磁场
A
I O
解:作对称性分析,得总 磁感应强度B沿轴线方向。
r
r0
P
dB

A

r0 d dl sin 2
0 B 4

2
1
I sin d 0 I cos1 cos 2 r0 4r0
1)沿长线上, 1 2 0 或1 2 ,则:B 0
2)无限长载流线, 1 0, 2 3)半无限长载流导线 1 2 , 2

磁场的概念、性质及图像分析

磁场的概念、性质及图像分析

磁场的概念、性质及图像分析1. 磁场的概念磁场是一个矢量场,描述了磁力在空间中的分布。

在磁场中,磁性物质或者带电粒子会受到磁力的作用。

磁场可以由磁体产生,也可以由电流产生。

磁场的方向通常用箭头表示,箭头的方向表示该点磁场的方向,箭头的长度表示磁场的强度。

2. 磁场的性质磁场的性质可以从以下几个方面来描述:2.1 磁场线磁场线是用来表示磁场分布的一种图形。

磁场线的特点如下:•磁场线从磁体的北极指向南极。

•磁场线是闭合的,没有起点也没有终点。

•磁场线的密度表示磁场的强度,密度越大,磁场越强。

2.2 磁感应强度磁感应强度B是描述磁场强度的一个物理量。

它的定义式为:[ B = ]其中,F是受到磁场力的作用力,I是电流的大小,L是电流所在导线的长度。

2.3 磁场力磁场力F是磁场对磁性物质或者带电粒子的作用力。

其大小和方向由以下公式决定:[ F = BIL ]其中,B是磁感应强度,I是电流的大小,L是电流所在导线的长度。

2.4 磁通量磁通量Φ是磁场穿过某个面积S的总量。

其定义式为:[ = B S ]其中,B是磁感应强度,S是磁场穿过的面积。

3. 磁场的图像分析磁场的图像通常包括磁场线、磁感应强度分布图、磁场力分布图等。

3.1 磁场线图像磁场线图像可以直观地表示磁场的分布。

在磁场线图中,磁场线的密度表示磁场的强度,磁场线的方向表示磁场的方向。

3.2 磁感应强度分布图磁感应强度分布图可以用来表示磁场在不同位置的强度。

通常,磁感应强度用颜色或者灰度表示,颜色越深,磁感应强度越大。

3.3 磁场力分布图磁场力分布图可以用来表示磁场对磁性物质或者带电粒子的作用力在不同位置的分布。

通常,磁场力用箭头表示,箭头的长度表示磁场力的大小,箭头的方向表示磁场力的方向。

4. 总结磁场是一个矢量场,描述了磁力在空间中的分布。

磁场的性质包括磁场线、磁感应强度、磁场力和磁通量等。

磁场的图像分析主要包括磁场线图像、磁感应强度分布图和磁场力分布图等。

09高中物理奥赛-第九讲磁场电磁感应

09高中物理奥赛-第九讲磁场电磁感应
解析:这是一个关于毕萨定律的简单应用。解题过程从略。
答案:大小为8.0×10−6T,方向在图中垂直纸面向外。
【例题2】半径为R,通有电流I的圆形线圈,放在磁感强度大小为B、方向垂直线圈平面的匀强磁场中,求由于安培力而引起的线圈内张力。
解析:本题有两种解法。
方法一:隔离一小段弧,对应圆心角θ,则弧长L = θR。因为θ→0(在图中,为了说明问题,θ被夸大了),弧形导体可视为直导体,其受到的安培力F = BIL,其两端受到的张力设为T,则T的合力
第九讲磁场电磁感应
知识要点:电流的磁场。磁感应强度。磁感线。匀强磁场。安培力。洛仑兹力。电子荷质比的测定。质谱仪。回旋加速器。法拉第电磁感应定律。楞次定律。自感系数。互感和变压器。
《磁场》部分在奥赛考刚中的考点很少,和高考要求的区别不是很大,只是在两处有深化:a、电流的磁场引进定量计算;b、对带电粒子在复合场中的运动进行了更深入的分析。
(3)线圈形状改变,结论不变(证明从略);
(4)磁场平行线圈平面相对原磁场方向旋转α角,则M = BIScosα,如图(2);
证明:当α = 90º时,显然M = 0,而磁场是可以分解的,只有垂直转轴的的分量Bcosα才能产生力矩…
(5)磁场B垂直OO′轴相对线圈平面旋转β角,则M=BIScosβ,如图图(3)。
如图(1)所示,当一个矩形线圈(线圈面积为S、通以恒定电流I)放入匀强磁场中,且磁场B的方向平行线圈平面时,线圈受安培力将转动(并自动选择垂直B的中心轴OO',因为质心无加速度),此瞬时的力矩为
M = BIS NBIS;
(2)转轴平移,结论不变(证明从略);
(1)圆形电流中心的磁感应强度
把通电圆环分为无穷多的线微元L,每个L在中心O处产生的磁感应强度都是一样的。

磁场的产生方式

磁场的产生方式

磁场的产生方式磁场是我们日常生活中经常接触到的一个概念,它可以通过多种方式产生。

在物理学中,磁场是由电流或者磁性物质所产生的,下面将详细介绍几种常见的磁场产生方式。

首先,电流是产生磁场的主要方式之一。

当电流通过一条导线时,就会在导线周围产生一个磁场。

这也是电磁铁工作的原理。

当电流通过电磁铁的绕组时,就会在绕组周围产生一个磁场,这个磁场可以对铁磁物体产生吸引力。

例如,我们可以通过在螺线管中通电来产生磁场,这个磁场可以被用于电磁感应实验或者实际应用中的电动机、发电机等设备。

其次,永磁体也可以产生磁场。

永磁体是一种特殊的材料,具有自身的磁性。

根据磁铁的磁化方式,永磁体可以分为软磁铁和硬磁铁。

软磁铁在外部磁场的作用下能够自发地产生磁化,而硬磁体则需要外部磁场进行磁化。

无论是软磁铁还是硬磁铁,它们都可以在产生磁场的同时对其他磁性物体产生作用,比如吸附铁磁物体。

在现实生活中,我们经常使用的各种磁铁都是永磁体,如冰箱贴、扣子、磁力吸附手机壳等。

第三,电磁振荡产生的磁场也是常见的磁场产生方式。

电磁振荡是指电场和磁场以正弦形式交替变化的过程。

这种振荡过程是由交流电流产生的,在交流电路中经常出现。

当电流在导线中变化时,也会引起磁感应强度的变化,从而产生磁场。

我们常见的无线通信设备、电视、电脑等都是利用电磁振荡产生的磁场进行工作的。

此外,地球本身也存在一个巨大的磁场,称为地磁场。

地磁场是由地球内部的自然环境所产生的,其来源于地球内部的磁性物质运动。

地磁场具有指向性,也就是说地球的南北极是地磁场的两个极点。

地磁场在我们日常生活中有很多应用,例如指南针利用地磁场的方向指示我们的方位。

总的来说,磁场可以通过电流、永磁体、电磁振荡以及地球本身的地磁场等方式产生。

了解这些产生磁场的方式对我们理解磁场的原理以及应用都有很大帮助。

在实际生活中,磁场的产生方式也非常多样化,不同的方式产生的磁场具有不同的特性和用途,有些可以用于实验研究,有些可以用于实际应用。

磁场知识点

磁场知识点

磁场知识点磁场是一种物理现象,是由电流产生的。

它可以被用来描述一个区域内的磁力,这个区域被称为磁场。

磁场有许多重要的应用和理论,它对我们生活中的许多方面都有影响。

首先,磁场是由电势差和磁场强度共同决定的。

磁场的方向可以通过磁针的指向来确定。

磁场的强度可以被测量,单位是特斯拉(T)。

磁场强度是描述磁场的物理量,它可以通过磁通量密度和介质中的磁导率来计算。

其次,磁场的作用有很多。

第一个是吸引和排斥。

当两个磁铁靠近时,如果它们的极性相同,它们会互相排斥。

如果它们的极性相反,它们会互相吸引。

这是由磁场的力线产生的。

第二个是磁场对运动带有电荷的粒子有影响。

当一个带有电荷的粒子进入磁场时,它会受到一个向右或向左的力,这个力叫洛伦兹力。

洛伦兹力的大小可以通过洛伦兹力定律来计算。

第三个是磁场对电流的作用。

当电流通过一个导线时,它会产生一个磁场。

这是由法拉第定律来描述的。

根据法拉第定律,磁场的大小与电流的大小有关,也与电流通过的导线的长度和形状有关。

磁场还有很多应用。

最常见的应用是磁铁。

我们用磁铁做各种各样的东西,如电机、扬声器、磁卡等等。

磁铁可以将电能转化为机械能,将声音转化为电能。

它也可以用来检测和定位物体,如使用磁力检测器来寻找地下的金属。

磁场的理论也非常重要。

我们把描述磁场的定律和方程叫做麦克斯韦方程组。

它由四个方程组成,用来描述电磁场的行为。

这些方程包括电场和磁场的生成和变化。

麦克斯韦方程组非常重要,因为它们提供了描述电磁波传播和辐射的工具。

总之,磁场是一个非常重要的物理现象,对我们的生活有着重要的影响。

了解磁场的知识可以帮助我们理解和应用这种现象。

从吸引和排斥的磁铁,到洛伦兹力的作用,再到应用于电机和扬声器等,磁场无处不在。

掌握磁场的基本概念和理论可以帮助我们更好地了解这一领域,并应用它们于我们的生活和工作中。

磁场知识点汇总

磁场知识点汇总

磁场知识点汇总 Final approval draft on November 22, 2020磁场知识点汇总一、 磁场⒈磁场是一种客观物质,存在于磁体和运动电荷(或电流)周围。

⒉磁场(磁感应强度)的方向规定为磁场中小磁针N 极的受力方向(磁感线的切线方向)。

⒊磁场的基本性质是对放入其中的磁体、运动电荷(或电流)有力的作用。

二、 磁感线⒈磁感线是徦想的,用来对磁场进行直观描述的曲线,它并不是客观存在的。

⒉磁感线是闭合曲线⎩⎨⎧→→极极磁体的内部极极磁体的外部N S S N⒊磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。

⒋任何两条磁感线都不会相交,也不能相切。

三、 安培定则是用来确定电流方向与磁场方向关系的法则弯曲的四指代表⎩⎨⎧)()(环形电流或通电螺线管电流的方向直线电流磁感线的环绕方向 四、 安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质,即磁体的磁场和电流的磁场一样,都是由电荷的运动产生的。

五、 几种常见磁场⒈直线电流的磁场:无磁极,非匀强,距导线越远处磁场越弱⒉通电螺线管的磁场:管外磁感线分布与条形磁铁类似,管内为匀强磁场。

⒊地磁场(与条形磁铁磁场类似)⑴地磁场N 极在地球南极附近,S 极在地球北极附近。

地磁场B 的水平分量总是从地球南极指向北极,而竖直分量南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下⑵在赤道平面上,距离地球表面相等的各点,磁感强度相等,且方向水平向北。

六、 磁感应强度:⑴定义式LIF B =(定义B 时,B I ⊥)⑵B 为矢量,方向与磁场方向相同,并不是在该处电流的受力方向,运算时遵循矢量运算法则。

七、 磁通量⒈定义一:φ=BS ,S 是与磁场方向垂直的面积,即φ=B ⊥S ,如果平面与磁场方向不垂直,应把面积投影到与磁场垂直的方向上,求出投影面积⊥S ⒉定义二:表示穿过某一面积磁感线条数磁通量是标量,但有正、负,正、负号不代表方向,仅代表磁感线穿入或穿出。

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第九讲磁场复习目标理解磁场的基本概念,掌握磁场的基本规律并能加以熟练运用。

考情分析分析近三年江苏高考物理试题不难发现,高考对本讲内容的考查每年都有且相对集中。

题量不多但占分不少。

考查主要集中在带电粒子在磁场或复合场中的运动方面,试题主要出现在计算题部分。

如07年第15题的磁谱仪问题、08年第14题带电粒子在磁场和重力场中的运动问题、09年第14题的回旋加速器问题。

总体而言,由于涉及本讲内容的考题大多在综合型的大题中出现,因此,难度一般均较大。

加之在考纲中把带电粒子在匀强磁场中的圆周运动中的“圆周”去掉,使考查更灵活,范围更广。

重点难点1.洛伦兹力(1)产生洛伦兹力的条件:①电荷对磁场有相对运动.磁场对与其相对静止的电荷不会产生洛伦兹力作用.②电荷的运动速度方向与磁场方向不平行。

(2)洛伦兹力大小:当电荷运动方向与磁场方向平行时,洛伦兹力为零;当电荷运动方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力最大,等于qυB。

(3)洛伦兹力的方向:洛伦兹力方向用左手定则判断。

(4)洛伦兹力不做功。

2.带电粒子在洛伦兹力作用下的运动(1)若带电粒子沿磁场方向射入磁场,即粒子速度方向与磁场方向平行,θ=0°或180°时,带电粒子不受洛伦兹力作用,即F=0,则粒子在磁场中以速度υ做匀速直线运动。

(2)若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直,即θ=90°时,带电粒子所受洛伦兹力F=Bqυ,方向总与速度υ垂直。

由洛伦兹力提供向心力,使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.求解此类问题的关键是分析并画出空间几何图形——轨迹图。

应对策略相对而言,本讲内容涉及的概念规律并不多,而针对规律的应用方面比较容易命出高质量的综合型试题来。

因此,我们在复习本讲内容时,应在掌握基本概念规律的同时,注意把复习重心向带电粒子在磁场中的运动方面倾斜。

在掌握洛仑兹力产生的条件、大小的计算、方向的判定基础上,抓住洛仑兹力与速度有关和永不做功两个特点,重点研究带电粒子在磁场中运动的特征,特别关注带电粒子在有界磁场中的运动以及那种运动径迹不明确,需要通过仔细探寻才能搞清楚的问题。

这类问题往往与力学知识结合在一起,同时与几何知识联系紧密。

要通过复习力求掌握求解这类问题的通性通法,并达到对重点力学知识的复习巩固。

例题精析【例1】(09年全国Ⅰ·17)如图,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。

线段ab、bc和cd的长度均为L,且0135∠=∠=。

abc bcd流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。

导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力A. 方向沿纸面向上,大小为(21)ILB +B. 方向沿纸面向上,大小为(21)ILB -C. 方向沿纸面向下,大小为(21)ILB +D. 方向沿纸面向下,大小为(21)ILB -析与解:该折导线可以用a 和d 之间的长为L )12(+的直导线来等效代替,根据安培力公式BIl F =可知,磁场对此折导线的作用力的合力大小为BIL )12(+,方向可根据左手定则判定为沿纸面向上。

A 正确。

答案:A题后反思:本题考查安培力的大小与方向的判断。

但涉及到折导线问题,用等效思想来求解比较简单。

也可以分别求出ab 段和cd 段所受安培力,然后再合成求出这两段导线所受的沿纸面向上的合力,再与bc 段受到的安培力相加也能求到结果,但相对繁琐些。

可见,掌握好的物理方法很重要【例2】(09重庆·19)在如图所示电路中,电池均相同,当电键S 分别置于a 、b 两处时,导线MM ′与NN ′之间安培力的大小为f a 、f b ,判断这两段导线( )A.相互吸引, a f > b fB.相互排斥, a f > b fC.相互吸引, a f < b fD.相互排斥, a f < b f析与解:电键S 分别置于a 、b 两处时,电源分别为一节干电池、两节干电池,而电路中灯泡电阻不变,则电路中电流I a <I b ,通电导线产生的磁感应强度B a <B b ,应用安培力公式F =BIL 可知 a f < b f ,又MM ′与NN ′中电流方向相反,则导线MM ′与NN ′相互排斥。

答案:D【例3】(09年安徽·19)右图是科学史上一张著名的实验照片,显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。

云室放置在匀强磁场中,磁场方向垂直照片向里。

云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用。

分析此径迹可知粒子 ( )A. 带正电,由下往上运动B. 带正电,由上往下运动C. 带负电,由上往下运动D. 带负电,由下往上运动析与解:粒子穿过金属板后,速度变小,由半径公式qBmv r =可知,半径变小,由径迹可知上方半径比下方小,故可判断粒子运动方向为由下向上;又由于洛仑兹力的方向指向圆心,由左手定则,粒子带正电。

选A 。

答案:A题后反思:判断运动电荷所受洛仑兹力的方向时,要注意区分正电荷还是负电荷。

若是负电荷,则四指应指向粒子运动的反方向。

【例4】(05全国)如图,在一水平放置的平板MN 的上方有匀强磁场,磁感应强度的大小 为B ,磁场方向垂直于纸面向里.许多质量为m 带电量为+q 的粒子,以相同的速率v 沿位于纸面内的各个方向,由小孔O 射入磁场区域.不计重力,不计粒子间的相互影响.下列图中阴影部分 表示带电粒子可能经过的区域,其中Bq mv R =.哪个图是正确的( )解题思路:带电粒子从O 点射入磁场的速度方向分布在平板上方180°的范围内。

由左手定则可知,粒子旋转方向为逆时针方向。

分析易知,粒子从O 点紧贴ON 表面向右射入形成的轨迹为各轨迹的右边界,此时将得到一完整的圆。

当射入速度逆时针转动时,其轨迹圆将绕O 点也作逆时针转动,如图所示。

故可判断出本题的正确答案为A .答案:A题后反思:注意利用特殊初速度(如水平向右、竖直向上等)确定轨迹的边界,再以O 点为中心,通过转动直径以得到粒子可能到达的区域。

注意不要将粒子轨迹与粒子出现区域的边界线相混淆,这里粒子出现区域的左边界线是无穷多个轨迹圆的包络线,也是轨迹圆直径的端点扫过的圆弧。

求解本题所采用的画动态圆的方法,对处理此类问题形象直观,应注意体会和借鉴。

【例5】(09宁夏理综·16)医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。

电磁血流计由一对电极a和b 以及磁极N 和S 构成,磁极间的磁场是均匀的。

使用时,两电极a 、b 均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示。

由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动,电极a 、b 之间会有微小电势差。

在达到平衡时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。

在某次监测中,两触点的距离为3.0mm ,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160µV ,磁感应强度的大小为0.040T 。

则血流速度的近似值和电极a 、b 的正负为 ( )A.1.3m/s , a 正、b 负B.2.7m/s , a 正、b 负C.1.3m/s , a 负、b 正D.2.7m/s , a 负、b 正析与解:依据左手定则,正离子在磁场中受到洛伦兹力作用向上偏,负离子在磁场中受到洛伦兹力作用向下偏,因此电极a 、b 的正负为a 正、b 负;当稳定时,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零,则qE=qvB ,又E =U / d 可得6316010 1.3/0.04310E U v m s B Bd --⨯===≈⨯⨯,A 正确。

答案:A题后反思:题中介绍的电磁血流计实质上就是课本习题中接触过的电磁流量计,它可以通过间接测量的方法得到导电液体的速度,再根据Q=Sv 即可求得流体的流量,它是磁场规律的一个实际应用。

课本上介绍过的磁场规律的应用很多,且均为高考命题的热点。

如速度选择器、质谱仪、回旋加速器、霍耳元属上的霍耳电压、磁流体发电机的电动势求法相通,应注意加以归纳总结。

【例6】(06天津·24)在以坐标原点 O 为圆心、半径为 r 的圆形区域内,存在磁感应强度大小为 B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。

一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x 轴的交点 A 处以速度 v 沿-x 方向射入磁场,恰好从磁场边界与 y 轴的交点 C 处沿+y 方向飞出。

(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m ;(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B ′,该粒子仍从 A 处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 60°角,求磁感应强度 B ′多大?此次粒子在磁场中运动所用时间 t 是多少?析与解:(1)由粒子的飞行轨迹,利用左手定则可知,该粒子带负电荷。

粒子由 A 点射入,由 C 点飞出,其速度方向改变了 90°,则粒子轨迹半径 r=R 又R v m qvB 2= 则粒子的比荷 Brv m q = (2)粒子从 D 点飞出磁场速度方向改变了 60°角,故 AD 弧所对圆心角 60°,作出轨迹如图所示,粒子做圆周运动的半径R ′=r cot30°=r 3,又R ′B q mv '= 所以B B 33=' 粒子在磁场中飞行时间 vr B q m T t 3326161ππ='⨯== 题后反思:本题是对带电粒子在匀强磁场中的圆周运动的一些基础知识和基本方法进行考查,第(2)问稍难一些,正确画出轨迹是解题的基础。

另外,求带电粒子在磁场中的运动时间,一般利用速度的偏转角(也等于半径扫过的圆心角)求比较方便,即t =T πα2。

【例7】(04全国·22)一匀强磁场,磁场方向垂直于xy 平面,在xy 平面上,磁场分布在以O 为中心的一个圆形区域内。

一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子,由原点O 开始运动,初速为v ,方向沿x 正方向。

后来粒子经过y 轴上的P 点,此时速度方向与y 轴的夹角为30°,P 到O 的距离为L ,如图所示。

不计重力的影响。

求磁场的磁感强度B 的大小和xy 平面上磁场区域的半径R 。

区域半径R 的大小。

析与解:粒子在磁场中受洛伦兹力作用而作匀速圆周运动,设其半径为r ,则有 2v qvB=m r由于在原点O 的速度沿+x 方向,故粒子在磁场中的轨迹圆圆心C 必在y 轴上。

又由于粒子在P 点的速度方向不与y 轴垂直,故P 点必在磁场区之外。

过P 沿速度反方向作延长线,它与x 轴相交于Q 点。

过O 点作圆弧分别与x 轴和PQx相切,则切点A 即为粒子离开磁场区的位置。

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