磁场基本性质

合集下载

物理磁场知识点

物理磁场知识点

物理磁场知识点摘要:本文旨在概述物理磁场的基本概念、性质、以及与磁场相关的物理定律。

磁场是物理学中的一个核心概念,它在日常生活和工业应用中都扮演着重要角色。

通过深入理解磁场的基本原理,我们可以更好地应用这一知识来解决实际问题。

1. 磁场的定义磁场是由磁力产生的区域,通常与磁性物质或电流有关。

磁场的强度和方向可以通过磁力线来描述,这些线条从磁体的北极指向南极,并形成一个闭合的循环。

2. 磁场的来源磁场主要有两个来源:永久磁铁和电流。

永久磁铁产生的磁场是由于其内部磁矩的排列所致。

而电流产生的磁场则是由移动的电荷产生的,根据安培定律,电流周围的磁场与其大小和方向有关。

3. 磁场的测量磁场的强度通常用磁感应强度(B)来表示,单位是特斯拉(T)。

磁场的方向由北磁极指向南磁极。

磁场的测量工具包括磁力计和霍尔效应传感器。

4. 磁场的性质磁场具有以下性质:- 磁场是矢量场,即在每个点都有大小和方向。

- 磁场线是闭合的,不开始也不结束于任何点。

- 磁场对运动电荷和磁性物质施加力。

5. 磁场与电流的关系奥斯特发现了电流和磁场之间的关系,即电流产生磁场。

法拉第的电磁感应定律进一步阐述了变化的磁场可以产生电流。

6. 磁场的数学描述磁场可以用数学语言描述,其中最常见的是麦克斯韦方程组。

这组方程描述了电场和磁场是如何由电荷和电流产生的,以及它们是如何随时间变化的。

7. 磁场的应用磁场在许多领域都有应用,包括电机、发电机、变压器、磁共振成像(MRI)和数据存储设备等。

8. 磁场对生物体的影响磁场对生物体的影响是一个活跃的研究领域。

一些研究表明,微弱的磁场可能影响某些生物过程,但这些效应通常是微妙的,并且需要进一步的研究来确认。

结论:磁场是物理学中的一个基本概念,它在自然界和技术应用中都非常重要。

通过深入理解磁场的性质和原理,我们可以更好地利用这一知识来解决实际问题,并推动科学技术的发展。

本文提供了物理磁场的基础知识,包括定义、来源、性质、与电流的关系、数学描述、应用以及对生物体的影响。

(高中物理)知识全解24磁场的基本性质

(高中物理)知识全解24磁场的基本性质

高中物理知识全解 2.4 磁场的根本性质注意:左手生力,右手生电生磁。

根底知识:1、磁场:磁体或电流周围存在一种特殊物质,能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用,这种特殊的物质叫磁场。

2、磁场的根本性质:对放入其中的磁极、电流或运动电荷产生力的作用。

3、磁场的产生I、永磁体周围存在磁场。

II、电流周围存在磁场—电流的磁效应注意:结合安培右手定那么及楞次定律判定磁场的方向。

4、磁场决定磁场强度的客观性,磁场强度是由磁场所决定的客观物理量。

【例题】由公式F sinB qυθ=洛可知,在磁场中的同一点〔〕磁场强度B与F洛成正比,与sinqυθ成反比。

无论带电粒子所带电量如何变化,F sinqυθ洛始终不变。

磁场中某点的磁场强度为零,那么带电粒子在该点所受的磁场力一定为零。

如果磁场中有静止的带电粒子,那么该带电粒子不受磁场力。

假设带电粒子在某点不受磁场力,那么说明该点磁场强度为零。

磁场中的运动电荷不一定受磁场力。

答案:BCDF5、磁现象I、磁性:物质具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。

II、磁体:具有磁性的物体叫磁体。

【磁体可分为:永磁体〔即硬磁体〕和软磁体两大类】III、磁极:磁体的各局部磁性强弱不同,磁性最强的区域叫磁极。

任何磁铁都有两个磁极,一个叫南极(S极),一个叫北极(N极)。

IV、磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。

6、电流的磁效应I、电流对小磁针的作用。

奥斯特实验:奥斯特发现,电流能使磁针偏转,如以下列图所示。

II、磁体对通电导线的作用磁体对通电导线产生力的作用,使悬挂在蹄形磁铁两极间的通电导线发生移动。

如以下列图所示。

III、电流和电流间的相互作用相互平行且距离较近的两条导线,当导线中分别通以方向相同的电流时,两导线相互吸引;当导线中通以方向相反的电流时,两导线相互排斥,如以下列图所示。

总结:不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应。

磁场的特征

磁场的特征

磁场的特征
1. 磁场是无形的,在空间中不可见,但是可以通过磁力线来表示和观察。

2. 磁场是具有方向性的,即磁场总是围绕着磁体的极轴方向形成一个环形的磁场线圈。

3. 磁场的强度和方向决定于磁场源的性质和位置,磁场线的密度越大,磁场越强。

4. 磁场对电荷和电流产生作用,可被感应或产生磁力。

5. 磁场的单位是特斯拉,它表示单位面积上通过的磁通量的数量。

6. 磁感应强度B和磁场强度H是两个不同的概念,通常用B
表示磁场的强度,H表示磁场的强化程度。

7. 磁场可被用于各种实际应用,如物体分离、悬浮、磁力耦合、电力发电、医学成像等领域。

磁场

磁场

(4)不相交
(4)不相交
三、地磁场:
1、定义:地球是个磁体,具有磁场,叫地磁场。 地磁场的分布大致上就像一个条形磁体。 各地磁感线近似平行地面。 2、磁偏角: (1)地球的地理南北极与地磁场的南北相反。 (2)地球的地理两极与地磁场的两极并不重合,磁 针并非准确地指南或指北,有个夹角,叫地磁偏 角,简称磁偏角。 3、地磁场的磁感线分布图:见上图。 4、说明:宇宙中的许多天体 都具有磁场。月球也有磁场。但 月球不象地球那样有一个全球性 的磁场。火星也没有全球性 的磁场,所以火星上指南针不起作用。
13、在倾角为θ的斜面上,放置一段通有电流强度为 I,长度为L,质量为m的导体棒a,(通电方向垂 直纸面向里),如图所示,棒与斜面间动摩擦因 数μ< tanθ.欲使导体棒静止在斜面上,应加匀强磁 场,磁场应强度B最小值是多少?如果要求导体 棒a静止在斜面上且对斜面无压力,则所加匀强磁 场磁感应强度又如何?
9、一根长10cm的通电导线放在磁感强度为0.4T的匀 强磁场中,导线与磁场方向垂直,受到的磁场力为 4×10-3N,若以导线的中点为轴转动导线使导线和磁 感线平行,则导线所在处的磁感强度为 T,导线 受到的磁场力为 。
六、 磁场对电流的作用
1、安培力:
(1)大小:
①当I⊥B,F最大,F=ILB ②当I∥B,F=0 ③一般情况,
安培定则:姆指指向电流方向,四指指向磁场的方向。
2、环形电流
安培定则:四指绕向电流方向,大拇指方向即为环形 电流中心轴线上磁场的方向。
3、螺线管电流
安培定则:四指绕向电流的方向,大拇指方向即为螺 线管内磁场的方向。
7、一束电子流沿x轴正方向高速运动,如图所示,则 电子流产生的磁场在z轴上的点P处的方向是( ) A.沿y轴正方向 B.沿y轴负方向 C.沿z轴正方向 D.沿z轴负方向

磁场安培力

磁场安培力

磁场基本性质一、磁场1、磁场的基本特性是: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: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Il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.四、磁通量与磁通密度1.磁通量Φ: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=Φ/S(当B与面垂直时),Φ=BScosθ,Scosθ为面积垂直于B方向上的投影,θ是B与S法线的夹角.磁场对电流的作用一、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 =BILsin θ(θ是I 与B 的夹角);通电导线与磁场方向垂直时,即θ=900,此时安培力有最大值;通电导线与磁场方向平行时,即θ=00,此时安培力有最小值,F=0N;00<B <900时,安培力F 介于0和最大值之间.3.安培力公式的适用条件:①公式F =BIL 一般适用于匀强磁场中I ⊥B 的情况,对于非匀强磁场只是近似适用(如对电流元),但对某些特殊情况仍适用. 如图所示,电流I 1//I 2,如I 1在I 2处磁场的磁感应强度为B ,则I 1对I 2的安培力F =BI 2L ,方向向左,同理I 2对I 1,安培力向右,即同向电流相吸,异向电流相斥.②根据力的相互作用原理,如果是磁体对通电导体有力的作用,则通电导体对磁体有反作用力.两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三定律.二、左手定则1.用左手定则判定安培力方向的方法:伸开左手,使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,并使四指指向电流方向,这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直,大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.2.安培力F 的方向既与磁场方向垂直,又与通电导线垂直,即F 跟BI 所在的面垂直.但B 与I 的方向不一定垂直.3.安培力F 、磁感应强度B 、电流1三者的关系①已知I,B 的方向,可惟一确定F 的方向;②已知F 、B 的方向,且导线的位置确定时,可惟一确定I 的方向;③已知F,1的方向时,磁感应强度B 的方向不能惟一确定.4.由于B,I,F 的方向关系常是在三维的立体空间,所以求解本部分问题时,应具有较好的空间想象力,要善于把立体图画变成易于分析的平面图,即画成俯视图,剖视图,侧视图等.。

高三物理第一轮复习磁场基本性质;磁场对电流的作用

高三物理第一轮复习磁场基本性质;磁场对电流的作用

准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第一轮复习:磁场根本性质;磁场对电流的作用【本讲信息】一. 教学内容:1. 磁场根本性质2. 磁场对电流的作用【要点扫描】磁场根本性质〔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.它的根本特性是: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.没有画出磁感线的地方不一没有磁场.5、安培那么:拇指指向电流方向,四指指向磁场的方向.注意这里的磁感线是一个个圆,每点磁场方向是在该点的切线方向。

*熟记常用的几种磁场的磁感线:〔三〕磁感强度1、磁场的最根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IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感强度.①表示磁场强弱的物理量.是矢量.②大小:ILFB 〔电流方向与磁感线垂直时的公式〕.③方向:左手那么: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,单位制单位符号T.⑤点B:就是说磁场中某一点了,那么该处磁感强度的大小与方向都是值.⑥匀强磁场的磁感强度处处相.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,那么该点的磁感强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感强度的矢量和,满足矢量运算法那么。

〔四〕磁通量与磁通密度1、磁通量Φ: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,即磁感强度,是矢量.3、二者关系:B=Φ/S〔当B与面垂直时〕,Φ=BScosθ,Scosθ为面积垂直于B方向上的投影,θ是B与S法线的夹角.磁场对电流的作用〔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:磁场对通电导线中向移动的电荷有力的作用,磁场对这些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=BILsinθ〔θ是I与B的夹角〕;通电导线与磁场方向垂直时,即θ=90°,此时安培力有最大值;通电导线与磁场方向平行时,即θ=0°,此时安培力有最小值,F=0N;0°<B<90°时,安培力F介于0和最大值之间。

史上最全磁场知识点总结

史上最全磁场知识点总结

史上最全磁场知识点总结一、磁场的产生1. 磁场的产生基础磁场产生的基础是电流。

当电流通过一根直导线时,就会在它周围产生一个磁场。

这个磁场的特点是,它具有方向性,即有一个方向是“南”极,一个方向是“北”极。

并且,根据安培右手定则,可以确定电流方向与磁场方向之间的关系。

2. 磁场的产生方式除了电流产生磁场外,磁铁也能产生磁场。

在一个磁铁中,由于内部的微观磁矩的排列,就会在其周围产生一个磁场。

这种磁场是不依赖于外界条件而产生的,故而它也可以被用来作为一种磁石来应用。

二、磁场的性质1. 磁场的基本性质磁场有许多基本性质,例如,磁场是一种物质周围的力场,它具有方向性和大小的概念;磁场中有磁感应强度、磁场强度等物理量,它们可以用来描述磁场的性质;而且,磁场是一种场,它有空间分布的特性。

2. 磁场的作用磁场对于磁性物质有着磁化的作用,使得它们变得具有一定的磁性。

而且,在静电学中,我们也学到了,磁场对于运动带电粒子同样有作用,这就是洛伦兹力的作用。

这些作用是磁场在自然界中的重要表现。

三、磁场与电场的关系1. 麦克斯韦方程组麦克斯韦通过他对电磁学理论的研究,得到了著名的麦克斯韦方程组。

这个方程组很好地描述了磁场和电场之间的关系,它们通过麦克斯韦方程组联系在了一起,从而形成了电磁学理论体系。

2. 磁场与电场的作用磁场与电场之间有着多种作用,例如,它们之间的相互感应作用是电磁感应现象的基础,这种感应作用通过法拉第电磁感应定律得到了描述;而且,磁场还对于电场中的电荷有相互作用,这就是洛伦兹力的作用。

三、磁场的应用1. 磁场在物质中的应用磁场在物质中有着多种应用,例如,磁铁在物质分离、传感器、电机等方面都有着广泛的应用,它们通过磁场对于磁性物质的吸引或者排斥来达到物质分离或运动的目的。

2. 磁场在科学研究中的应用磁场不仅在物质中有着广泛的应用,而且在科学研究中也发挥了重要的作用。

例如,核磁共振成像技术就是利用了核磁共振现象对物质进行成像的技术,它在医学成像、生物物理学等方面都具有重要的应用。

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。

物理磁场知识点总结初中

物理磁场知识点总结初中

物理磁场知识点总结初中初中阶段的物理课程中,学生将会学习到磁场的基础知识,包括磁场的产生和性质、电流在磁场中的运动规律、磁场的应用等内容。

一、磁场的产生与性质1. 磁场的产生:磁场主要是由电流产生的。

当电流通过导线时,周围就会产生磁场。

磁场的产生与电流的大小、方向和位置有关。

根据安培环路定律,当电流通过导线时,周围就会形成一个闭合的磁场线圈。

磁场线是磁场的一种表现形式,它可以用于描述磁场的分布规律、大小和方向。

2. 磁场的性质:磁场有两个重要的性质,即磁场的方向和强度。

磁场的方向通常用磁力线(磁场线)来表示,它们呈环绕电流的形式,指示了磁场的方向。

磁场的强度则用磁感应强度(B)来表示,它是磁场的一个标量,用来描述磁场的强弱。

磁场的单位是特斯拉(T)。

3. 磁性物质:磁性物质是指在外磁场作用下会产生磁化现象,它们能吸引铁、镍、钴等磁性物质的物质。

磁性物质包括铁、镍、钴等金属和一些合金,它们通常在外磁场的作用下会形成磁偶极子。

磁性物质在外磁场中会受到一定的磁力作用,并且自身也会产生磁场。

二、电流在磁场中的运动规律1. 洛伦兹力:当电流通过导线时,导线就会受到磁场的作用而产生受力。

这个受力称为洛伦兹力,它的大小和方向由电流方向、磁感应强度和导线长度共同决定。

洛伦兹力的方向由右手定则来确定,即用右手握住导线,在磁场方向上伸出大拇指,电流方向上伸出食指,那么手指的方向就是洛伦兹力的方向。

2. 定义磁感应强度B:磁感应强度是描述磁场强度的物理量,它的大小可由安培力计算得到,即B=F/I*L*sinθ.其中,F为洛伦兹力,I为电流强度,L为导线长度,θ为磁场和导线的夹角。

3. 电流产生磁场:根据奥斯特定则,电流通过导体时就会在导体周围产生磁场。

在磁场中,电流会受到磁场的作用,会产生磁场力,这种力称为安培力。

安培力与电流的大小和方向、磁感应强度和导线的长度、磁场与导线夹角有关。

4. 磁场对电流的作用:在一个匀强磁场中,通过导体的电流会受到安培力的作用,使导线受到力的作用而产生力矩。

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。

磁场的性质与作用

磁场的性质与作用

磁场的性质与作用在我们生活的这个世界里,有一种看不见、摸不着却又实实在在存在着的“力量”,那就是磁场。

磁场这一概念对于许多人来说,可能既熟悉又陌生。

熟悉是因为我们经常能听到这个词,陌生则是因为我们很难直接感知它。

那么,磁场到底具有怎样的性质?又发挥着哪些重要的作用呢?让我们一起来探索。

磁场最基本的性质之一就是它具有方向性。

我们可以通过小磁针来形象地感受磁场的方向。

当把小磁针放入磁场中时,小磁针的北极所指的方向就是磁场的方向。

这就好像在茫茫大海中,指南针为我们指示方向一样,磁场的方向为我们揭示了磁力的作用方向。

磁场还有强弱之分。

磁场的强弱可以通过磁感应强度来描述。

想象一下,在一个磁场中,有的地方磁力作用明显,能让磁性物体产生强烈的运动;而有的地方磁力作用较弱,对磁性物体的影响相对较小。

就如同风一样,有的地方是微风拂面,有的地方则是狂风呼啸,磁场的强弱差异也决定了其对物体产生作用的大小。

磁场的另一个重要性质是它的磁力线是闭合的曲线。

磁力线从北极出发,经过外部空间回到南极,然后在磁体内部从南极回到北极,形成一个闭合的回路。

这意味着磁场是一个连续的、无始无终的“场”。

那么磁场又有哪些作用呢?首先,磁场在日常生活中的应用非常广泛。

比如,我们常见的磁悬浮列车,就是利用了磁场的排斥力,让列车悬浮在轨道上,从而大大减少了摩擦力,提高了列车的运行速度和效率。

在医疗领域,磁共振成像(MRI)技术也是基于磁场的原理。

通过对人体施加特定强度和方向的磁场,再结合无线电波,能够获取人体内部器官和组织的详细图像,为医生的诊断提供了重要的依据。

在工业生产中,磁场常用于分离和筛选磁性材料。

通过控制磁场的强度和方向,可以将含有磁性物质的混合物进行有效分离,提高生产效率和产品质量。

此外,磁场对于地球来说也至关重要。

地球本身就是一个巨大的磁体,地磁场为我们提供了保护。

来自太阳的带电粒子形成的太阳风,如果没有地磁场的阻挡,就会直接冲击地球的大气层,对地球上的生命造成威胁。

磁场知识点总结

磁场知识点总结

磁场知识点总结磁场是物理学中的重要概念,涉及到电磁学、力学和量子力学等多个领域。

本文将对磁场的基本概念、性质、产生和应用进行总结和介绍。

一、磁场的基本概念1. 磁性:物质的磁性可以分为铁磁性、顺磁性和抗磁性三种类型,其中铁磁性是最强的。

磁铁、铁、镍和钴等物质具有明显的铁磁性。

2. 磁感应强度:磁感应强度B用来衡量磁场的强弱,单位为特斯拉(T)或高斯(G)。

磁感应强度的方向是从磁南极指向磁北极,与物体受力的方向相反。

3. 磁场力线:磁场力线是用来表示磁场分布的曲线,它的方向与磁场力的方向相同。

磁力线在磁场内是闭合曲线,在磁场外则是无限延伸的。

4. 磁场强度:磁场强度H定义为单位长度内的电流对磁感应强度的贡献,单位是安培/米(A/m)。

二、磁场的性质1. 磁场的无源性:磁场无法单独存在,必须由电流或磁体产生。

从这个角度看,磁场是一种有源场。

2. 磁场的有方向性:磁场的方向由磁场力线表示,从磁南极指向磁北极。

在磁场中的磁体会受到力的作用,沿磁力线方向运动或受到磁力的约束。

3. 磁场的叠加性:磁场在空间中的分布满足叠加原理,即多个磁场叠加时,磁感应强度的合成等于各个磁场磁感应强度的矢量和。

4. 磁场的衰减性:磁场的强度随着距离磁体的增加而减弱。

根据安培环路定理,磁感应强度的大小与电流强度、距离和导线形状有关。

三、磁场的产生1. 安培定律:安培定律描述了电流通过导线时产生的磁场。

根据安培定律,通过电流I的无限长直导线周围的磁感应强度与电流的强度成正比,与距离的倒数成反比。

公式为B=μ0I/2πr,其中μ0是真空中的磁导率,约等于4π×10^-7 T•m/A。

2. 法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律描述了磁场对导体中电流的感应作用。

当导体相对于磁场运动或磁场发生变化时,导体中将会产生感应电动势,使电子流动形成感应电流。

公式为ε=-dφ/dt,其中ε为感应电动势,φ为磁通量,t为时间。

四、磁场的应用1. 电磁铁:电磁铁是将电流通过导线产生的磁场用来吸引或排斥物体的装置。

磁场的形成与性质

磁场的形成与性质

磁场的形成与性质磁场是我们生活中常见的物理现象之一,它不仅存在于自然界中,也广泛应用于各个领域。

本文将详细探讨磁场的形成原理及其性质。

一、磁场的形成磁场的形成源于电流。

当电流流过导线时,会产生绕导线周围的磁场。

这是由于电子在运动过程中携带着电荷,并且在外磁场中受到力的作用。

根据右手定则,我们可以确定磁场的方向。

电流不仅可以通过导线形成磁场,还可以通过磁化物质形成磁场。

磁化物质内部的微观分子具有自旋,当这些微观分子有序排列时,会形成磁矩。

整个物体的磁矩合成为宏观磁矩,从而形成了磁场。

二、磁场的性质1. 磁场线及磁感线磁场可以用磁场线来表示,磁场线是一个虚拟的量。

沿磁感线,物体受到的磁场力是最强的。

磁感线是由磁力线所组成,同一地方只会有一根磁力线通过。

2. 磁场力物体在磁场中会受到磁场力的作用。

根据洛伦兹力定律,磁场力的大小与磁感应强度、电荷大小、速度以及磁场之间的夹角有关。

当电荷的速度与磁场垂直时,它受到的磁场力最大。

3. 磁感应强度磁感应强度是磁场强度的一个概念,用B表示。

它是一个矢量量,其方向和大小决定了磁场的性质。

磁感应强度的单位是特斯拉(T)。

4. 磁场的三要素磁场可以由磁感应强度、磁通量和磁化强度来描述。

磁通量是指磁场线通过一定面积的数量,用Φ表示。

磁化强度是指单位体积内的磁矩总和,用J表示。

三、磁场的应用1. 电磁感应当磁场中的磁通量发生变化时,会在导线中产生感应电动势,这就是电磁感应。

电磁感应广泛应用于电力工程、电子技术及通信系统等领域。

2. 电动机与发电机电动机利用电流在磁场中受到的力,将电能转化为机械能。

而发电机则将机械能转化为电能。

这两种设备是我们生活中常见的,广泛应用于工业生产和家庭用电。

3. 磁共振成像磁共振成像(MRI)是一种利用磁场对人体进行成像的医学技术。

它广泛应用于疾病的诊断和治疗,为医生提供了重要的诊断依据。

4. 计算机存储技术计算机的硬盘存储技术是利用磁记录原理来实现数据的存储和读取的。

磁场的产生与性质

磁场的产生与性质

磁场的产生与性质磁场是一种物质周围的力场,它的产生和性质对于我们理解自然界中的电磁现象具有重要意义。

本文将从电流、磁石以及电磁感应的角度,来探讨磁场的产生与性质。

一、电流产生的磁场电流是电荷流动的结果,而电流也会产生磁场。

根据安培定律,当电流通过导线时,其周围会形成一个闭合的磁场。

这一磁场的特点是,离导线越远磁场越弱,而离导线越近磁场越强。

磁场的方向遵循右手螺旋定则:将右手的四指沿着电流的方向指向,那么大拇指所指的方向就是磁场的方向。

此外,电流的大小也会影响磁场的强度,电流越大,磁场越强。

二、磁石产生的磁场磁石是一种常见的物体,它能够产生磁场。

磁石的主要成分是铁、镍、钴等物质,这些物质中的微观粒子具有自旋和轨道运动,从而形成了微观电流。

这些微观电流产生的磁场叠加在一起,形成了磁石周围的磁场。

与电流产生的磁场不同的是,磁石的磁场不会衰减,即磁石的磁场在空间中具有一定的范围。

磁石的两个极性分别是“N”极和“S”极,它们之间存在相互吸引和相互排斥的力。

将两个磁石靠近时,不同极性的磁极会相互吸引,相同极性的磁极会相互排斥。

三、电磁感应产生的磁场电磁感应是指在磁场中,当导体中有电流产生或者导体与磁场发生相对运动时,都会产生感应电动势和感应电流。

这一过程同样会产生磁场。

根据法拉第电磁感应定律,当导体与磁场发生相对运动时,导体中将会产生感应电流,并且产生一个闭合的磁场,称为感应磁场。

感应磁场的方向依然遵循右手螺旋定则,与电流产生的磁场方向相同。

值得注意的是,当导体中的电流方向改变时,感应磁场的方向也会改变。

这一现象被称为楞次定律,其表明磁场的变化会产生感应电动势,从而改变电流的方向。

四、磁场的性质磁场与磁铁和电流有关,它具有一些特殊的性质。

首先,磁场是无源矢量场,即不存在单独的磁石或者电流。

其次,磁场具有方向性,具体表现在磁场线的方向上。

另外,磁场可以通过磁场线的分布来描述。

磁场线是用来表示磁场的工具,它们的方向是磁场的方向。

磁场和磁力线的性质

磁场和磁力线的性质

磁场和磁力线的性质磁场和磁力线是研究磁学的重要概念,它们在物理学和工程学领域中都有着广泛的应用。

本文将探讨磁场和磁力线的性质及其相关应用。

1. 磁场的定义与特性磁场是指物质周围的一种力场,由磁物质所产生。

磁场的单位为特斯拉(T),常用的表示方式是用磁感应强度(B)表示。

磁场具有以下特性:- 无源性:磁场是由磁物质产生的,不需要外界电流或电荷的存在。

- 传导性:磁场可以通过真空或物质传导,但对不同物质的传导效果有差异。

- 不可见性:磁场不能直接被人眼所观察,但可以通过磁铁吸附物品或对磁铁施加力来间接感知。

2. 磁力线的定义与性质磁力线是磁场的一种可视化表现,用于描述磁场的大小和方向。

磁力线从磁南极流向磁北极,形成闭合曲线。

磁力线的性质包括:- 磁力线的密度:磁力线越密集,表示磁场强度越大;磁力线越稀疏,表示磁场强度越小。

- 磁力线的分布均匀性:在均匀磁场中,磁力线平行且等间距分布;而在不均匀磁场中,磁力线则弯曲和集中在磁场强度较大的区域。

- 磁力线的闭合性:磁力线是闭合曲线,说明磁场是形成环路的。

3. 磁场和磁力线的应用磁场和磁力线的性质在实际应用中有着广泛的用途,下面将介绍几种常见的应用场景。

- 磁铁吸附物体:通过磁力线的特性,磁铁可以吸附铁、镍、钴等磁性物体。

这一特性在物品收纳、夹具制造等方面有着重要的应用。

- 电磁感应:磁场的变化可以诱发电流在电导体中产生。

利用这一原理,电磁感应被广泛应用于发电、变压器等设备中。

- 磁共振成像(MRI):磁共振成像利用磁场和磁力线的特性,通过对人体组织中的磁性物质进行检测,从而实现扫描和诊断的目的。

这种非侵入式的医疗技术在临床医学中被广泛使用。

- 磁浮交通:磁浮列车利用磁场和磁力线的性质,通过磁悬浮和磁推力实现了列车的悬浮和推动,具有高速、无摩擦和低噪音的特点,成为现代交通运输的重要形式之一。

总结:磁场和磁力线是研究磁学的重要概念,通过对磁场和磁力线的性质及其应用的探讨,我们了解到磁场的无源性、传导性和不可见性,磁力线的密度、分布均匀性和闭合性。

25.磁场基本性质

25.磁场基本性质

磁场基本性质一.考点:电流的磁场I 磁感应强度.磁感线.地磁场II 磁性材料.分子电流假说I 学习要求:知道磁场的基本特性,熟练掌握和运用安培定则判断电流产生的磁场方向,深刻理解磁感应强度概念,掌握磁感应强度叠加原理,二.知识回顾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3.磁感应强度B=F/IL (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【例1】关于磁场和磁感线的描述,正确的说法有 [ ]A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种物质B.磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C.磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极终止D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线【例2】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【例3】磁场中某点的磁感应强度的方向[ ]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【例4】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C.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【例5】有一小段通电导线,长0.01m,电流为5A,把它放在磁场中某一位置,受到的磁场力是0.1N,则该处的磁感应强度B的大小()A. B=2TB. B≥2TC. B≤2TD.无法确定【例6】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7】六根导线互相绝缘,所通电流都是I,排成如图所示的形状,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?练习:1.如图11-1-5所示,一带负电的金属环绕轴OO ′以角速度ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )A .N 极竖直向上B .N 极竖直向下C .N 极沿轴线向左D .N 极沿轴线向右 2.有一束电子流沿x 轴正方向高速运动,如图11-1-8所示,电子流在z 轴上的P 点处所产生的磁场方向是沿( ) A .y 轴正方向 B .y 轴负方向C .z 轴正方向 D .z 轴负方向 3.在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态,突然发现小磁针N 极向东偏转,由此可知( )A .一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N 极靠近小磁针B .一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S 极靠近小磁针C .可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过D .可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过4.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线,如图11-1-6所示,四根导线中电流i 4=i 3>i 2>i 1,要使O 点磁场增强,应切断哪一根导线中的电流( )A .i 1B .i 2C .i 3D .i 4 5.在磁感应强度为B 0,竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直纸面向里,如图所示,a c 、d ( )A .b 、d 两点的磁感应强度大小相等B .a 、b 两点的磁感应强度大小相等C .c 点的磁感应强度的值最小D .b 点的磁感应强度的值最大6.关于磁感应强度和电场强度的说法中,正确的有 ( ) A .一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处的磁感应强度一定为零B .一小段通电导体在磁场中某处受到的磁场力越小,说明该处的磁感应强度越小C .磁场中某点的磁感应强度方向,就是放在该点的一小段通电导体的受力方向D .磁场中某点的磁感应强度的大小和方向与放在该点的通电导线受力情况无关E .电荷在某处不受电场力作用,则该处电场强度为零F .表征电场中某点的强度,是把一个检验电荷放到该点时受到的电场力与检验电荷本身电量的比值;G .表征磁场中某点强弱,是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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:【例1】根据安培假说的物理思想:磁场来于运动电荷.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Il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C.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【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 .B ≥2T ;C 、B ≤2T ;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Φ: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 =Φ/S (当B 与面垂直时),Φ=BScos θ,Scos θ为面积垂直于B方向上的投影,θ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,φB 、φC 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B >φCD .φB <φC规律方法 1.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φ1、φ2、φ3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B 1=0.6T ,B 2=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?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( )B·a ·b ·c ·d①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.①③B.①④C.②③D.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,环平面将最终静止在 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B 2/2μ,式中B 是感应强度,μ是磁导率,在空气中μ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 = 磁场对电流的作用基础知识 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 =BILsin θ(θ是I 与B 的夹角);通电导线与磁场方向垂直时,即θ=900,此时安培力有最大值;通电导线与磁场方向平行时,即θ=00,此时安培力有最小值,F=0N;00<B <900时,安培力F 介于0和最大值之间.3.安培力公式的适用条件:①公式F =BIL 一般适用于匀强磁场中I ⊥B 的情况,对于非匀强磁场只是近似适用(如对电流元),但对某些特殊情况仍适用.如图所示,电流I 1//I 2,如I 1在I 2处磁场的磁感应强度为B ,则I 1对I 2的安培力F =BI 2L ,方向向左,同理I 2对I 1,安培力向右,即同向电流相吸,异向电流相斥.②根据力的相互作用原理,如果是磁体对通电导体有力的作用,则通电导体对磁体有反作用力.两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三定律.二、左手定则1.用左手定则判定安培力方向的方法:伸开左手,使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,并使四指指向电流方向,这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直,大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.2.安培力F 的方向既与磁场方向垂直,又与通电导线垂直,即F 跟BI 所在的面垂直.但B 与I 的方向不一定垂直.3.安培力F 、磁感应强度B 、电流1三者的关系①已知I,B 的方向,可惟一确定F 的方向;②已知F 、B 的方向,且导线的位置确定时,可惟一确定I 的方向;③已知F,1的方向时,磁感应强度B 的方向不能惟一确定.4.由于B,I,F 的方向关系常是在三维的立体空间,所以求解本部分问题时,应具有较好的空间想象力,要善于把立体图画变成易于分析的平面图,即画成俯视图,剖视图,侧视图等.【例1】如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线通以如图所示方向电流时( )A .磁铁对桌面的压力减小,且受到向左的摩擦力作用B .磁铁对桌面的压力减小,且受到向右的摩擦力作用C .磁铁对桌面的压力增大,且受到向左的摩擦力作用ZnCu I 1 I 2 FND.磁铁对桌面的压力增大,且受到向右的摩擦力作用【例2】.如图在条形磁铁N极处悬挂一个线圈,当线圈中通有逆时针方向的电流时,线圈将向哪个方向偏转?【例3】电视机显象管的偏转线圈示意图如右,即时电流方向如图所示。

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:/2l l,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;③安培力做功:做功的结果将电能转化成其它形式的能.【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,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θ的平行导轨上,导轨宽度为d,杆ab与导轨间的摩擦因数为μ.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导体运动情况的一般步骤①画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况②用左手定则确定各段通电导线所受安培力③)据初速方向结合牛顿定律确定导体运动情况(7)磁场对通电线圈的作用:若线圈面积为S,线圈中的电流强度为I,所在磁场的孩感应强度为B,线圈平面跟磁场的夹角为θ,则线圈所受磁场的力矩为:M=BIScosθ.【例6】如图所示,电源电动势E=2V,r=0.5Ω,竖直导轨电阻可略,金属棒的质量m=0.1kg,R=0.5Ω,它与导体轨道的动摩擦因数μ=0.4,有效长度为0.2 m,靠在导轨的外面,为使金属棒不下滑,我们施一与纸面夹角为600且与导线垂直向外的磁场,(g=10 m/s2)求:(1)此磁场是斜向上还是斜向下?i(2)B 的范围是多少?【例7】在倾角为θ的斜面上,放置一段通有电流强度为I,长度为L ,质量为m 的导体棒a ,(通电方向垂直纸面向里),如图所示,棒与斜面间动摩擦因数μ< tan θ.欲使导体棒静止在斜面上,应加匀强磁场,磁场应强度B 最小值是多少?如果要求导体棒a 静止在斜面上且对斜面无压力,则所加匀强磁场磁感应强度又如何?【例8】如图所示,abcd 是一竖直的矩形导线框,线框面积为S ,放在磁感强度为B 的均匀水平磁场中,ab 边在水平面内且与磁场方向成600角,若导线框中的电流为I ,则导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于( ) A .IBS B .½IBS C .23IBS D .由于导线框的边长及固定轴的位置来给出,无法确定 【例9】通电长导线中电流I 0的方向如图所示,边长为2L 的正方形载流线圈abcd 中的电流强度为I ,方向由a →b →c →d .线圈的ab 边、cd 边以及过ad 、bc 边中点的轴线OO /都与长导线平行.当线圈处于图示的位置时,ab 边与直导线间的距离a l a 等于2L ,且a l a 与ad 垂直.已知长导线中电流的磁场在ab 处的磁感强度为B 1,在cd 处的磁感强度为B 2,则载流线圈处于此位置受到的磁力矩的大小为 .3.安培力的实际应用【例10】在原于反应堆中抽动液态金属等导电液时.由于不允许传动机械部分与这些流体相接触,常使用一种电磁泵。

相关文档
最新文档