几种常见的磁场
第一节。几种常见的磁场
第1节几种常见的磁场★教学大纲要求★1. 知道磁现象的电本质,了解安培分子电流假说.2. 知道磁感线的定义,知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电线圈的磁感线分布,并学会用安培定则判定电流的磁场方向.3. 知道磁通量的概念,学会计算磁通量Φ= BS.★知识考点诠释★知识点1 磁感线1. 定义如果在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致,这样的曲线就叫做磁感线.2. 磁感线的特点:⑴、磁感线是假想的,不是真实的.⑵、磁感线是闭合曲线。
在磁体的外部磁感线由N极发出,回到S极。
在磁体的内部磁感线则由S极指向N 极.⑶、磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强;磁场方向在过该点的磁感线的切线上.⑷、磁感线不能相交、不相切、不中断。
⑸、磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。
【例1】关于磁场和磁感线的描述,下列哪些是正确的( )A. 磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止B. 自由转动的小磁针放在通电螺线管内部,其N极指向螺线管的N极C. 磁感线的方向就是磁场方向D. 两条磁感线的空隙处不存在磁场【解析】磁感线与电场线不同,它是一条闭合曲线,在磁体的外部由N极到S极,而在磁体的内部则由S极到N极,A错;通电螺线管内部的磁感线和条形磁铁相似,是由S极到N极的,即磁场方向也是从S极指向N极,所以放置其中的小磁针N极必然是指向磁场方向,即螺线管的N极,B对;只有磁感线是直线时,磁感线的方向才与磁场方向一致,如果磁感线是曲线,那么,某点的磁场方向是用该点的切线方向来表示的,C错;磁感线是为研究问题方便而假想的曲线. 磁场中磁感线有无数条,故提出两条磁感线之间是否有空隙,是否存在磁场等类似的问题是毫无意义的,D错。
【答案】B【例2】关于磁感线的描述,下列说法中正确的是( )A. 磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B. 磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的C. 两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D. 两个磁场叠加的区域,磁感线就可能相交【解析】 磁感线上每一点的切线方向表示磁场方向,即小磁针静止时北极所指的方向,所以A 正确;磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一簇有方向的闭合曲线,实际上并不存在,细铁屑可以显示出其形状,但那并不是磁感线,B 错;磁感线的疏密反映磁场的强弱,磁感线是假想的人为画出的曲线,两条磁感线的空隙处也存在磁场,C 错;在磁铁外部磁感线从N 极到S 极,内部从S 极到N 极,磁感线不相交,所以D 不正确.【答案】A知识点2 几种常见的磁场1. 条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线:外部从N 到S ,内部从S 到N 形成闭合曲线2. 直线电流的磁场的磁感线 —— 安培定则1(内容)用右手握住导线,伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
几种常见的磁场 课件
确定垂直B 的面积S
―→
用Φ=BS 求磁通量
―→
求磁通量 的变化量
【精讲精析】 线圈在垂直磁场方向上的投影面 积 S⊥=Scos60°=0.4×12 m2=0.2 m2 穿过线圈的磁通量 Φ=BS⊥=0.6×0.2 Wb=0.12 Wb.
线圈沿顺时针方向转过120°角后变为与磁 场垂直,但由于此时磁感线从线圈平面穿 入的方向与原来相反,故此时通过线圈的 磁通量 Φ2=-BS=-0.6×0.4 Wb=-0.24 Wb. 故磁通量的变化量 ΔΦ = |Φ2 - Φ1| = | - 0.24 - 0.12|Wb = 0.36 Wb.
磁感线 表示磁 场强弱
在空间不相 交,不中断
电场线
表示电场强弱
除电荷处外,在空间 不相交不中断
不同点
静电场中,电场线始
是闭合曲线
于正电荷或无穷远处, 止于负电荷或无穷远
处,是不闭合的曲线
例1
磁场中某区域的磁感线
如图3-3-4所示,则( ) A.a、b两处的磁感应强度
图3-3-4
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 小
内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏
通电 螺线 管 内部为匀强磁场且比外部强,方向由S极指
向N极,外部类似条形磁铁,由N极指向S极
特别提醒:安培定则判定的是环形电流和 通电螺线管内部轴线上磁场的方向.
3.安培定则的应用
(1)几个方向的一致性:磁感线方向、磁场方 向和能自由转动的小磁针静止时N极所指的 方向,三者是一致的.
三、安培分子电流假说 1.内容:安培认为:在原子、分子等物质 微粒的内部,存在着一种___环__形_ 电流—— 分子电流.分子电流使每个物质微粒都成 为 微 小 的磁_体_____ , 它 的 两 侧 相 当 于磁极两 个 ______.
几种常见的磁场 课件
内部:S→N:外部N→S
为形象描述磁场而假想的曲线
2.(安培定则的理解与应用)如图所示, a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的 正上方、管内和右侧,当这些小磁针静
止时,小磁针N极的指向是 ( C )
A.a、b、c均向左 B.a、b、c均向右 C.a向左,b向右,c向右 D.a向右,b向左,c向右
1.磁感线
定义及特点 几种常见的磁场的磁感线分布
2.磁场的起源 电荷的运动
3.磁通量
概念 公式:Φ=BS(适用于B与平面S垂直的情况)
1.(对磁感线的认识)关于磁场和磁感线
的描述,下列说法中正确的是 ( AB)
A.磁体之间的相互作用是通过磁场发 生的,磁场和电场一样,也是一种客观 存在的物质 B.磁感线可以形象地描述磁场的强弱 和方向,它每一点的切线方向都和小磁 针放在该点静止时北极所指的方向一致 C.磁感线总是从磁铁的N极出发,到S 极终止的 D.磁感线可以用细铁屑来显示,因而 是真实存在的
是B(C )
A.除永久磁铁外,一切磁场都是由运动电荷 或电流产生的 B.根据安培的分子电流假说,在外磁场作用 下,物体内部分子电流取向变得大致相同时 ,物体就被磁化了,两端形成磁极 C.一切磁现象都起源于电流或运动电荷,一 切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场 而发生的相互作用 D.磁就是电,电就是磁;有磁必有电,有电 必有磁
[延伸思考] 什么是磁通密度?其单位是什么?
答案 磁通密度就是磁感应强度,其单位可表示为Wb/m2.
一、对磁感线的认识
例1 关于磁场和磁感线的描述,正确的
说法是 ( B )
A.磁感线从磁体的N极出发,终止于S 极 B.磁感线可以表示磁场的方向和强弱 C.沿磁感线方向,磁场逐渐减弱 D.因为异名磁极相互吸引,所以放入 通电螺线管内的小磁针的N极一定指向 螺线管的S极
几种常见的磁场课件
_伸__直__的__拇__指__所__指__的方向就是环形导线
的轴线上磁感线的方向.
3.通电螺线管的磁场
图2
安培定则:如图乙所示,右手握住螺线管,让弯曲的四指跟_环__形__电__流__方__向_ 一致,拇指所指的方向就是 螺线管内部 的磁场的方向或者说拇指所指的
方向是它的 北极 的方向.
三、安培分子电流假说
[导学探究] (1)如图6,平面S在垂直于磁场方 向上的投影面积为S′.若有n条磁感线通过S′, 则通过面积S的磁感线有多少条? 答案 n条 (2)若磁场增强,即B增大,通过面积S的磁感
图6 线条数是否增多? 答案 B增大时,通过面积S的磁感线条数增多
[知识深化]
1.磁通量的计算:
(1)公式:Φ=BS.
都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致 C.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的 D.两个磁场的叠加区域,磁感线可能相交
1.常见永磁体的磁场(如图4所示) 图4
2.常见电流的磁场 安培定则
立体图
横截面图
纵截面图
直线 电流
以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆,越向外越稀 疏,磁场越弱
适用条件:①匀强磁场;②磁感线与平面垂直.
(2)若磁感线与平面不垂直,则Φ=BScos θ.其中
Scos θ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积,
如图7所示.
图7
2.磁通量的正负:磁通量是标量,但有正负,若磁感线从某一面上穿入
时,磁通量为正值,则磁感线从此面穿出时为负值.
3.磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示.若有磁感线沿相反方向穿
环形 电流
内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏
通电 螺线管
内部为匀强磁场且比外部强,方向由S极指向N极,外部类似条 形磁铁,由N极指向S极
几种常见的磁场
三、磁通量
磁通量的变化量
ΔΦ=Φ2-Φ1
是某两个时刻穿过某个平面S的磁 通量之差,即ΔΦ取决于末状态的磁 通量Φ2与初状态磁通量Φ1的代数差。 磁通量的变化一般有三种形式: (1)B不变,S变化; (2)B变化,S不变; (3)B和S同时变化.
随堂演练
练习1、如图1,线圈平面与水平方向成θ角,磁感应线竖 直向下,设匀强磁场的磁感应强度为B,线圈面积为S,则 BScosθ Ф= _________ 练习2:如图1所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为 B的匀强磁场方向垂直,则穿过平面的磁通量为_____, 若从 BS 初始位置转过900角,则穿过线框平面的磁通量为_____, 若 0 从初始位置转过1800角,则穿过线框平面的磁通量变化为 2BS O _____ a
3、几种常见的磁场
高二物理
田军
学习目标
• 1.知道几种常见的磁场(条形磁铁、蹄形磁铁, 直线电流、环形电流、通电螺线管)及所形成的 磁感线分布的情况. • 2.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电 螺线管的磁感线的方向.
一、磁感线
(2)磁感线的特点
为了形象描述磁场强弱和方向而 假想的线 磁感线的疏密表示磁场强弱 电场线的特点 为了形象描述电场强弱和方向 而假想的线 电场线的疏密表示电场强弱
二、几种常见的磁场
形状 疏密 方向
二、几种常见的磁场
4、通电螺丝管的磁感线
二、几种常见的磁场
4、通电螺丝管的磁感线
磁感线的分布特征:其外部的磁感线与条形磁体的 磁感线相似,内部的磁感线与螺线管的轴线平行 安培定则: 用右手握住螺旋管,让弯曲的四指所指的方向跟电 流方向一致,大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线 的方向。
几种常见的磁场(刘玉兵)
四、匀强磁场
1、定义: 定义: 如果磁场的某一区域里, 如果磁场的某一区域里,磁感应强 度的大小和方向处处相同, 度的大小和方向处处相同,这个区域 的磁场叫匀强磁场. 的磁场叫匀强磁场. 2、产生方法: 产生方法: 距离很近的两个异名磁极之间的磁 场,通电螺线管内部的磁场(除边缘 通电螺线管内部的磁场( 部分外)都可认为是匀强磁场. 部分外)都可认为是匀强磁场. 3、磁感线的特点: 磁感线的特点: 匀强磁场的磁感线是间距相等的平 行直线
三、安培分子电流假说
在原子、分子等物质微粒内部, 在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环 形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都 分子电流, 形电流 分子电流 成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极, 成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极,这就 分子电流假说。 是分子电流假说。
三、安培分子电流假说 用安培分子电流假说解释现象
例18、如图,框架abcd面积S=2m2,匀强磁场B=0.4T 18、如图,框架abcd面积S=2m 匀强磁场B=0.4T abcd面积 框架平面初始位置与磁场方向垂直, (1)框架平面初始位置与磁场方向垂直,则穿过平面的 磁通量为____wb. 磁通量为____wb. 0.8 若使框架绕ab顺时针转过60 ab顺时针转过60度 (2)若使框架绕ab顺时针转过60度,则穿过线框平面 的磁通量为____wb. 的磁通量为____wb. 0.4 若从初始位置转过90 90度 (3)若从初始位置转过90度,则穿过线框平面的磁通量 为___wb 0 若从初始位置转过180 180度 (4)若从初始位置转过180度,则穿过线框平面的磁通 量的变化量大小为 1.6 wb.
例15、关于磁现象的本质,下列说法中正确的是 15、关于磁现象的本质, A.磁与电紧密联系,有磁必有电, A.磁与电紧密联系,有磁必有电,有电必有磁 磁与电紧密联系 B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷 B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷 的运动 C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的 C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的 D.根据安培假说可知,磁体内分子电流总是存在的, D.根据安培假说可知,磁体内分子电流总是存在的, 根据安培假说可知 因此任何磁体都不会失去磁性
几种常见的磁场
方便,但是,绝不能认为磁感线是由细铁屑排列而成的.
工具
第三章
磁场
栏目导引
2.磁感线为何不能相交?
提示:磁场确定以后,空间任意一
点的磁场方向只有一个,也就是把小磁 针放在该点时N极的受力方向.假设有 两条磁感线在空间某点 P 相交了,则在 P 点将会有两个切线 方向,与该点切线方向表示磁场方向矛盾,磁场中任一点不
工具
第三章 磁场
栏目导引
解析:
答案:
B 磁感线的疏密表示磁感应强度的大小,
【反思总结】
磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向.
工具
第三章
磁场
栏目导引
【跟踪发散】 正确的是( )
1-1:关于磁感线的描述,下列说法中
A.磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它
每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方
理、不同型号的仪器的规格、使用要求,弄清它测出的是磁
感应强度在哪个方向的分量.还可用磁传感器测量螺线管内 不同位置的磁感应强度;探究通电导线所形成的磁场;验证 安培定则.
工具
第三章
磁场
栏目导引
工具
第三章
磁场
栏目导引
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,且Ba>Bb B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,且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
可知A带正电,B带负电.所以D选项正确.
答案: BD
工具
第三章
磁场
栏目导引
【跟踪发散】
2-1:如图所示为磁场、磁场作用力演
示仪中的赫姆霍兹线圈,当在线圈中心处挂上一个小磁针, 且与线圈在同一平面内,则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示 方向的电流时( )
几种常见的磁场 课件
1.什么是磁感线?有什么作用?
答案:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一个点的切线方向都
跟这点的磁感应强度的方向一致,这样的曲线叫作磁感线。利用磁
感线可以形象地描述磁场。
2.在玻璃板的下面放上磁铁,上面放细铁屑,轻敲玻璃板,为什么
可以模拟出磁感线的形状?
答案:细铁屑在磁场中被磁化成“小磁针”,轻敲玻璃板,铁屑就会
根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西,
而地球是从西向东自转,所以只有地球表面带负电荷才能形成上述
电流。综上所述,地球总体应该带负电。
1.常见永磁体的磁场(如图所示)
2.三种常见的电流的磁场
安培定则
立体图
横截面图
纵截面图
以导线上任意点为圆心的多组同心圆,越向外越稀疏,磁
场越弱
内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏
3.磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1
(1)当B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=B·ΔS。(B、S相互垂直时)
(2)当B变化,S不变时,ΔΦ=ΔB·S。(B、S相互垂直时)
(3)B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1。
4.与磁感应强度的联系
(1)磁感应强度B主要描述磁场中某点的磁场情况,与位置对应;而
磁通量用来描述磁场中某一个给定面上的磁场情况,它与给定面对
不能相交等,也有不同点,比如磁感线是闭合的曲线而电场线不是。
常见磁场的磁感线的分布特点
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,认为地磁场是由于地球的自转所形成。那么由此推断,
地球总体应该是带正电还是带负电?
几种常见的磁场 课件
(2)若某个平面内有不同方向的磁场存在,计算穿过这个面 的磁通量时,先规定某个方向的磁通量为正,反方向的磁通量 为负,这个平面内的总磁通量等于平面内各个方向的磁通量的 代数和,即“净磁通量”。
4. 与磁感应强度的关系 (1)磁感应强度 B 主要描述磁场中某点的磁场情况,与位置 对应;而磁通量用来描述磁场中某一个给定面上的情况,它与给 定面对应。 (2)由 Φ=BS 得 B=ΦS ,此为磁感应强度的另一定义式,表 示穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁感线条数,所以 B 又叫 作磁通密度。
考点二 安培定则的应用 探究导引 1. 磁场是分布在立体空间的吗? 思考:
2. 利用安培定则不仅可以判断磁场的方向,还可以根据磁 场的方向判断电流的方向。这种说法对吗?
思考:
一|重点诠释 三种常见电流的磁场
(1)应用安培定则判定直线电流时,四指所 指的是导线之外磁场的方向;判定环形电流和通电螺线管电流 时,拇指的指向是线圈轴线上磁场的方向。
(2)环形电流相当于小磁针,通电螺线管相当于条形磁铁, 应用安培定则判断时,拇指所指的一端为它的 N 极。
二|典题研析 例 2 如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针静止 时 N 极指向右,试判定电源的正、负极。
通电螺线管内部磁感线方向向哪? 提示:静止时小磁针 N 极所指的方向为小磁针所在处磁场 方向,所以通电螺线管内部磁感线方向向右。
Φ1=-BS=-0.6×0.4 Wb=-0.24 Wb。 故磁通量的变化量 ΔΦ=|Φ1-Φ|=|-0.24-0.12| Wb=0.36 Wb。
[完美答案] 0.12 Wb 0.36 Wb
对磁通量及磁通量的改变量的认识 (1)求解穿过线圈平面的磁通量关键是找出垂直于磁场的有 效面积,或者是找出垂直于平面的有效磁场,即Φ=Bsinθ·S 还 是Φ=B ·S sin θ ,不同的练习要灵活处理。 (2)求解磁通量的变化量时,注意磁通量有正负,与规定正 方向相同为正,相反为负。磁通量变化量ΔΦ=Φ2-Φ1。
几种常见的磁场(完美版)
一根软铁棒在磁场中被磁化.是因为 ( D ) A.软铁棒中产生了分子电流 B.软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章
C.软铁棒中分子电流消失了
D.软铁棒中分子电流取向变得大致相同
5、匀强磁场
磁场强弱、方向处处相同的磁场 磁感线特点:一组间隔相同的平行直线 常见的匀强磁场: (1)相隔很近的两个异名磁极之间的磁场 (2)相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时, 其中间区域的磁场。
S
N
利用安培的假说解释一些磁现象
N
S
安培分子电流假说意义 1.成功的解释了磁化现象和磁体消磁现象 2.安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系
3.安培的分子电流假说揭示了磁性的起源,认 识到磁体的磁场和电流的磁场一样,都是由运 动的电荷产生的
关于磁现象的电本质,下列说法中正确的 是( B ) A.磁与电紧密联系,有磁必有电,有电必 有磁 B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起 源于电荷的运动 C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的 D.根据安培假说可知,磁体内分子电流总 是存在的,因此任何磁体都不会失去磁性
b
B c θ d
3.关于磁通量,下列说法中正确的是( C )
A.磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量 B.磁通量越大,磁感应强度越大 C.穿过某一面积的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零 D.磁通量就是磁感应强度 4.一块磁铁从高处掉到地上,虽然没有断,但磁性变弱了,这是因为 ( B ) A.磁铁被磁化了 C.磁铁是非磁性物质 B.磁铁因剧烈震动而退磁了 D.磁铁是软磁性材料
思考1.沿磁感线的方向,磁场是减弱 吗?
解析:不一定。磁感线的方向与磁场 的强弱没有关系,所以无法判定磁场是 否减弱.
1.下列关于磁感线的叙述,正确的是( C )
几种常见磁场超级经典ppt课件
磁体为什么会有磁性?
法国学者安培提出了著名的分子电流假说
在原子、分子等物质微粒的内部,存在着 一种电流-分子电流.分子电流使每个物质微粒 都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极
S
N
寒假来临,不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ,目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
假设地球的磁场是由于地球带某种电荷 而又绕地轴自转产生的,你认为地球带有何 种电荷?
带负电荷
寒假来临,不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ,目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
6、磁通量 定义:
在磁感应强度为B的匀强磁场当中,有一 个与磁场方向垂直的平面S,B和S的乘积叫做 穿过这个面积的磁通量
如图所示,在三维直角坐标系中,若一束电子
沿y轴正向运动,则由此产生的在z轴上A点和x轴上B
点的磁场方向是( A )
A.A点磁场沿x轴正方向,B点磁场沿z轴负方向 B.A点磁场沿x轴负方向,B点磁场沿z轴正方向 C.A点磁场沿z轴正方向,B点磁场沿x轴负方向 D.A点磁场沿x轴正方向,B点磁场沿z轴正方向
寒假来临,不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ,目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
实验室有一旧的学生直流电源,输出端的符号 模糊不清,无法辨认正、负极,某同学设计了 下面的判断电源极性的方法:在桌 面上放一个小磁针,在磁针东面放 螺线管,如图所示,闭合开关后, 磁针指南的一端向东偏转,下列
当磁场B⊥S垂直,磁lt;BS
当B∥S时,磁通量最小Φ=0
13几种常见的磁场
几种常见的磁场知识点1磁场1.磁性:能够吸引铁质物体的性质.2.磁体:具有磁性的物体叫磁体.3.磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极.小磁针静止时指南的磁极叫做南极,又叫S极;指北的磁极叫做北极,又叫N极.4.磁极间的相互作用:同名磁极相斥,异名磁极相吸.5物理学家奥斯特发现通电导线的周围存在磁场,称为电流的磁效应.6磁体不仅能够吸引无磁性的铁性物质,磁体与通电导线间也有力的作用。
电流和电流间也有力的作用,表现为同向电流相吸,异向电流相斥。
7磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的.8地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近,但两者并不完全重合,它们之间的夹角称为磁偏角.知识点2 磁感应强度1 磁场有强弱之分且有方向.用______________这个物理量描述磁场的强弱及方向。
2 磁感应强度的定义式为_____________。
3 物理学中把小磁针静止时__________所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向,简称磁场的方向。
知识点3 磁感线磁感线每点的切线方向表示该点的磁场方向。
磁感线越密表示磁场____________,磁感线越疏表示磁场____________。
磁感线是封闭的曲线,在磁铁外部,磁感线从_______极出来,进入_______极;反之,在内部由_______极到_______极。
知识点4 几种常见的磁场磁体磁场条形磁铁蹄形磁铁匀强磁场直线电流的磁场安培定则(右手螺旋定则)立体图俯视图正视图环形电流的磁场另一种形式的安培定则立体图侧视图通电螺线管的磁场与环形电流相同大拇指指向N极知识点4 磁通量面积为S且与磁场方向垂直时,磁感应强度B与面积S的乘积,叫做穿过这个平面的磁通量。
标量,符号“Φ”。
当S与B存在夹角θ时,Φ=_____________=_____________。
磁通量的变化量△Φ=_____________。
注意:1 面积S指有效面积。
几种常见的磁场 课件
• 一、磁感线 • 1.定义:用来形象描述磁场的_______曲线. • 2.特点 • (1)磁感线的____________表示磁场假想的强弱. • (2)磁感线上某点的____________表示该点的磁感应强度
方向.
疏密程度
切线方向
实验中常用铁屑来模拟磁感线的形状,是否说明磁感线真实 存在?
2.环形电流的磁场
环形电流的磁场可用另一种形式的安培定则表示:让______ 右手弯曲的四指与____环_形__电_流_的方向一致,伸直的_____拇_指__
所指的方向就是环形导线_______上磁感线的方向.
轴线
3.通电螺线管的磁场 通电螺线管是由许多匝___________串联而成的.所以环形
电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场,这时 拇指所指的方向就是螺线管环_形_电__流___磁场的方向,从外部 看,通电螺线管的磁场相当于一个_________的磁场,所 以拇指所指的方向就是它的______方向.
内部
条形磁铁
北极
如果把一个小磁针放入通电螺线管的内部,静止时小磁针的 N极将指向螺线管的哪一极呢?
2.安磁培铁 分子电流假说揭示了磁现象的电磁极本质:一切磁现象 都是由______________产生的.
电荷的运动
• 四、匀强磁场
• 1.定义:磁感应强度的_____________处处相同的磁 场.
• 2.磁感线:间隔相同的___大_小_和__方_向__.
• 3.实例:距离很近的两个平平行行直的线异名磁极间的磁场,相 隔适当距离的两平行放置的通电线圈,其中间区域的磁场 都是匀强磁场.
【答案】磁感线并不真实存在,细铁屑在磁场里被磁化成 “小磁针”,受震动后会有规则地排列,能显示磁感应强 度的方向,无数个细铁屑连接在一起,好像磁感线显现出 来一样.
几种常见的磁场
2、如图所示,一束带电粒子沿着 水平方向平行地飞过磁针上方时,磁 针的S极向纸内偏转,则这束带电粒 子可能是( C ) B
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束
S N
C.向右飞行的负离子束
D.向左飞行的负离子束
3.有两条垂直交叉但不接触的导线, 通以大小相等的电流,方向如图所示, 问哪些区域中某些点的磁感强度B可能 为零?( E )
1.如图所示,在条形磁铁中部垂直 套有A、B两个圆环,试分析穿过 A环、B环的磁通量谁大。 此题所给条件是非匀强磁场,不能用Φ=B·S计算,只 能比较穿过两环的磁感线净条数多少,来判断磁通量 的大小。条形磁铁的磁感线是从N极出发,经外空间 磁场由S极进入,在磁铁内部的磁感线从S极向N极, 又因磁感线是闭合的平滑曲线,所以条形磁铁内外磁 感线条数一样多。从下向上穿过A、B环的磁感线条 一样多,而从上向下穿过A环的磁感线多于B环,则 A环从下向上穿过的净磁感线少于B环,所以B环的磁 通量大于A环磁通量。
放置,则B与S乘积,叫做穿过这个面的磁 通量,用Φ表示. (2)公式:Φ=B·S (3)单位:韦伯(Wb) 磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条 数。
磁通量的计算很简单,只要知道匀 强磁场的磁感应强度B和所讨论面的面 积S,在面与磁场方向垂直的条件下 Φ=B·S(不垂直可将面积做垂直磁场方 向上的投影。)磁通量是表示穿过讨论 面的磁感线条数的多少。在今后的应用 中往往根据穿过面的净磁感线条数的多 少定性判断穿过该面的磁通量的大小。
磁通量(Φ)
在后面的磁学学习中,我们要讨论穿 过某一个面的磁场情况。我们知道,磁 场的强弱(即磁感应强度)可以用磁感 线的疏密来表示。如果一个面积为S的面 垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放 置,则穿过这个面的磁感线的条数就是 确定的。我们把B与S的乘积叫做穿过这 个面的磁通量。
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几种常见的磁场同步测试一、选择题:1、关于磁感线和电场线,下列说法中正确的是()A、磁感线是闭合曲线,而静电场线不是闭合曲线B、磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C、磁感线起始于N极,终止于S极;电场线起始于正电荷,终止于负电荷D、磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向2、关于磁感应强度和磁感线,下列说法中错误的是()A、磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感线强度的方向B、磁感线的疏密表示磁感应强度的大小C、匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行D、磁感就强度是只有大小、没有方向的标量3、一束电子流沿水平面自西向东运动,在电子流的正上方有一点P,由于电子运动产生的磁场在P点的方向为()A、竖直向上B、竖起向下C、水平向南D、水平向北4、安培分子电流假说可用来解释()A、运动电荷受磁场力作用的原因B、两通电导体有相互作用的原因C、永久磁铁具有磁性的原因D、软铁棒被磁化的现象5、如图所示,环形导线周围有三只小磁针a、b、c,闭合开关S后,三只小磁针N极的偏转方向是()A、全向里B、全向外C、a向里,b、c向外D、a、c向外,b向里6、如图所示,两根非常靠近且互相垂直的长直导线,当通以如图所示方向的电流时,电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的()A、区域ⅠB、区域ⅡC、区域ⅢD、区域Ⅳ7、如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图,甲棒内部各分子电流取向是杂乱杂乱无章的,乙棒内部各分子电流取向大致相同,则下列说法中正确的是()A、两棒均显磁性B、两棒均不显磁性C、甲棒不显磁性,乙棒显磁性D、甲棒显磁性,乙棒不显磁性甲乙8、关于磁通量,下列说法中正确的是()A、穿过某个平面的磁通量为零,该处磁感应强度一定为零B、穿过任何一个平面的磁通量越大,该处磁感应强度一定越大C、匝数为n的线圈放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈面积为S,且与磁感线垂直,则穿过该线圈的磁通量为BSD、穿过垂直于磁感应强度方向的某个平面的磁感线的数目等于穿过该面的磁通量9、下列关于磁通量和磁感应强度的说法中,正确的是()A、穿过某一个面的磁通量越大,该处磁感应强度也越大B、穿过任何一个面的磁通量越大,该处磁感应强度也越大C、穿过垂直于磁感应强度方向的某面积的磁感线的条数等于磁感应强度D 、当平面跟磁场方向平行时,穿过这个面的磁通量必定为零二、填空题:1、如图所示,一面积为S 的长方形线圈abcd 有一半处在磁感应强度为B 的匀强磁场中,这时穿过线圈的磁通量为 Wb ,当线圈以ab 为轴从图中位置转过60°的瞬间,穿过线圈的磁通量为 。
2、如图所示S 1与S 2分别是半径为r 1和r 2的同心圆环,磁感应强度为B 的匀强磁场方向与环面垂直,范围以S 1为边界,则穿过环S 1的磁通量为 ,穿过环S 2的磁通量为 。
磁场对通电导线的作用力同步试题(四类主要题型)一、安培力大小和方向基础考察1.关于通电导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是 ( )A.安培力的方向就是该处的磁场方向B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中,以导线垂直于磁场时所受的安培力最大2. 一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中,如图所示导线上电流由左向右流过.当导线以左端点为轴在竖直平面内转过900的过程中,导线所受的安培力 ( )A .大小不变,方向也不变B .大小由零渐增大,方向随时改变C .大小由零渐增大,方向不变D .大小由最大渐减小到零,方向不变填空1:在匀强磁场中,有一段5㎝的导线和磁场垂直,当导线通过的电流是1A 时,受磁场人作用力是0.1N ,那么磁感应强度B= T ;现将导线长度增大为原来的3倍,通过电流减小为原来的一半,那么磁感应强度B= T ,导线受到的安培力F= N 。
二.有效长度的考察3.如图3-4-10所示,长为L 的导线AB 放在相互平行的金属导轨上,导轨宽度为d ,通过的电流为I ,垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B ,则AB 所受的磁场力的大小为【 】A .BILB .BIdcos θC .BId/sin θD .BIdsin θ填空 2.如图所示,在垂直纸 面向里的匀强磁场中,有一段弯成直角的金属导线abc ,且ab=bc=L 0,通有电流I ,磁场的磁感应强度为B ,若要使该导线静止不动,在b 点应该施加一个力F 0,则F 0的方向为________;B 的大小为________.第2题三.自由通电导线在磁场中的运动4、如图所示,长直导线通电为I 1,通过通以电流I 2环的中心且垂直环平面,当通以图示方向的电流I 1、I 2时,环所受安培力( )A.沿半径方向向里 B.沿半径方向向外 C.等于零 D.水平向左E.水平向右5.如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A ,A 与螺线管垂直,A 导线中的电流方向垂直纸面向里,开关S 闭合,A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )A 、水平向左B 、水平向右C 、竖直向下D 、竖直向上6.如图2所示,把一重力不计可自由运动的通电直导线AB 水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,当通以图示方向的电流时,导线的运动情况是(从上往下看) ( )A. 顺时针方向转动,同时下降B. 顺时针方向转动,同时上升C. 逆时针方向转动,同时下降D. 逆时针方向转动,同时上升7.直导线AB 与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离,直导线固定,线圈可以自由运动,当通过如图所示的电流时(同时通电)从左向右看,线圈将 ( )A .顺时针转动,同时靠近直导线AB B .顺时针转动,同时离开直导线ABC .逆时针转动,同时靠近直导线ABD .不动8.把轻质导线圈用细线挂在磁铁N 极附近,磁铁的轴线穿过线圈中心,且在线圈平面内。
当线圈通以图示方向的电流时线圈将( )A .发生转动,同时靠近磁铁B .发生转动,同时远离磁铁C .不发生转动,只靠近磁铁D .不发生转动,只远离磁铁9.两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动,设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环,则两环的运动情况是 ( )A.都绕圆柱体转动B.彼此相向运动,且具有大小相等的加速度C.彼此相向运动,电流大的加速度大D.彼此背向运动,电流大的加速度大10.一根用导线绕制的螺线管,水平放置,在通电的瞬间,可能发生的情况是 ( )图2 8题 A B 第7题 第9题A.伸长B.缩短C.弯曲D.转动11.两条导线互相垂直,如图所示,但相隔一段较小的距离,其中一条AB 是固定的,另一条CD 能自由转动,当直流电流按图示方向通入两条导线时,CD 导线将A.逆时针方向转动,同时靠近导线ABB.顺时针方向转动,同时靠近导线ABC.逆时针方向转动,同时离开导线ABD.顺时针方向转动,同时离开导线AB12.如图所示,在匀强磁场中有一矩形线圈,它的平面与磁场平行,在磁场作用下发生转动,转动方向是A.ab 边转向纸外,cd 边转向纸内B.ab 边转向纸内,cd 边转向纸外C.ad 边转向纸内,cd 边转向纸外D.ad 边转向纸外,cd 边转向纸内13. 如图所示,匀强磁场中有一通以方向如图的稳定电流的矩形线abcd ,可绕其中心轴转动,则在转动过程中 ( )A .ab 和cd 两边始终无磁场力作用。
B .ab 和cd 两边所受磁场力大小和方向在转动过程中不断变化。
C .线圈在磁场力作用下转动过程中合力始终不为零。
D .ab 、cd 两边受到和磁场力的大小和方向在转动过程中始终保持不变。
画图:如下面六幅图所示,通有电流的导体A 可以自由运动,判断导线A 受安培力的情况及在安培力作用下导线将如何运动。
四.通电导体在安培力下的平衡 14、如右上图所示,一根通有电流I 的直铜棒MN ,用导线挂在磁感应强度为B 的匀强磁场中,此时两根悬线处于紧张状态,下列哪些措施可使悬线中张力为零( )A 、适当增大电流B 、使电流反向并适当减小C 、保持电流 I 不变,适当增大BD 、使电流I 反向,适当减小15.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,垂直纸面水平放置一根长为L ,质量为m的通电第15题第12题第11题第13题直导线,电流方向垂直纸面向里,欲使导线静止于斜面上,则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是 A.B=mgtanθ/IL ,方向垂直斜面向下B.B=mgtanθ/IL ,方向竖直向下C.B=mg /IL ,方向水平向左D .B=mgcosθ/IL ,方向水平向右16.质量为m ,长为L 的的金属棒ab 用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN 下面,整个装置处在竖直方向的匀强磁场中,当金属棒通以由a 向b 的电流I 后,将离开原位置向前偏转α角而重新平衡,如图。
求磁感应强度B 的方向和大小。
17.如图4所示,长L 、质量为m 的金属杆ab ,被两根竖直的金属丝静止吊起,金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。
当金属杆中通有方向a →b 的电流I时,每根金属丝的拉力大小为T 。
当金属杆通有方向b →a 的电流I 时,每根金属丝的拉力大小为2T 。
求磁场的磁感应强度B 的大小。
18.质量为0.5㎏的金属杆在相距1m 的水平轨道上与轨道垂直放置金属杆上通以I=4A 的恒定电流,如图所示,匀强磁场B 垂直轨道平面,金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2,求匀强磁场的磁感应强度B 多大时金属杆恰好不发生移动?19.如图所示,电源电动势为E =2V ,内阻r =0.5Ω,竖直导轨电阻可以忽略不计,金属棒的质量m =0.1kg ,电阻R =0.5Ω,有效长度为0.2m ,靠在导轨的外面,它与导轨间的最大静摩擦力是其之间正压力的0.5夹角为37°且与金属棒垂直向里的匀强磁场,求:(1)磁场是斜向上还是斜向下?(2)B 的范围是多少?磁场对运动电荷的作用力一、选择题第16题1.关于洛仑兹力的方向,以下说法中正确的是()A.洛仑兹力方向总是垂直于运动电荷速度方向,可以不垂直磁场方向B.洛仑兹力方向总是垂直于磁场方向,可以不垂直运动电荷速度方向C.洛仑兹力方向可能既不垂直磁场方向,也不垂直运动电荷速度方向D.洛仑兹力方向总是既垂直磁场方向,又垂直于运动电荷速度方向2.带电量为+q的粒子,在匀强磁场中运动,下面说法正确的是()A.只要速度大小相同,所受的洛伦兹力就相同B.如果把+q改为-q,且速度反向且大小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变C.只要带电粒子在磁场中运动,它一定受洛伦兹力的作用D.带电粒子受洛伦兹力越小,则该磁场的磁感应强度越小3.带电粒子以一定的速度垂直射入匀强磁场,若只考虑洛伦兹力,则粒子的()A.动能不变B.洛伦兹力不变C.速度不变D.加速度不变4.如果运动的电荷除磁场力外不受其他任何力的作用,则带电粒子在磁场中作下列运动可能成立的是()A.作匀速直线运动B.作匀变速直线运动C.作变加速曲线运动D.作匀加速曲线运动5.关于安培力和洛伦兹力,下列说法中正确的是()A.安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力B.安培力与自由电荷定向移动的方向有关,洛伦兹力与带电粒子的运动方向有关C.两种力的方向均可用左手定则判断D.安培力可以对通电导线做功,洛伦兹力对运动电荷一定不做功6.如图所示,在一个直螺线管中通有方向周期性变化的电流时,把一个带电粒子(不计重力)沿螺线管中心轴线射入管中,则粒子将在管中()A.做圆周运动B.做匀加速直线运动C.做匀速直线运动D.沿轴线做简谐运动二、填充题(或简答题)7. 如图所示,阴极射线管放在蹄形磁铁的N、S两极间,射管的A、B两极分别接在直流高压电源的________极和________极。