磁场及其描述
物理学中的磁场理论
物理学中的磁场理论磁场是物理学中一种基本的概念，它是由运动的电荷所产生的。
磁场对于现代科技的发展以及人类对自然界的认识都起着至关重要的作用。
在物理学中，磁场理论是一个非常重要的研究领域，本文将深入探讨磁场理论的相关知识。
一、磁场的概念与性质磁场是指由电流、电荷等带电粒子所产生的磁力作用所呈现出来的现象。
磁场可以分为自然磁场与人工磁场两种，前者是地球等自然物体所产生的磁力场，而后者是由外加磁场所产生的人工磁力场。
磁场有着自己独特的性质，其中最常见的是磁场的磁感线。
磁感线是指磁场中每个位置的磁力方向与大小，也是描述磁场的重要工具。
可见，磁感线形成的空间结构也为磁场的改变提供了丰富的表达方式。
二、磁场与磁场的物质相互作用磁场中的物质是电流或电荷，磁场围绕着电流或电荷出现的，被称为磁感力线。
磁场的作用不同于重力和电场，它具有相互作用的特性，可以产生力矩和推力等效应，这些效应对于电流与电磁设备的设计与应用具有重要意义。
另外，磁场对矢量磁参量的影响也是值得关注的，常见磁参量有磁通量密度、磁场强度、磁势、磁通量等。
通过改变这些参量，可以进一步改变电流和电子的行为，这就为电磁设备的设计和优化提供了很好的思路和方案。
三、磁场的研究和应用磁场理论的研究和应用可追溯至远古时期，但真正的科学研究始于欧姆、法拉第等人对导体内的磁场现象的探索。
随着科技的不断发展，磁场的研究范围越来越广泛，包括超导、磁共振成像、磁城市研究等多个领域。
超导作为磁场理论的一个分支，是指当材料受到低温或高压等条件的影响时，抵抗他物体的流动，如外加磁场。
因此，利用超导材料可制造出高能、高通量的磁体，为现代科技和磁共振设备的发展提供了很好的前景。
磁共振成像是一种基于强磁场、均匀场梯度和高频电磁波的成像技术，是目前医学诊断和生物科学研究中普遍使用的一种重要方法。
通过分析分子的运动磁场，可以有效检测病变组织和神经元的杂质等现象，有着广泛的临床应用价值。
离球扰动磁城市研究是一种磁场理论新的发展方向，它采用磁力学平衡条件探测磁城市中针对环境请求的磁相互作用。
2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第八章第1节 磁场及其描述
第八章
第1节
高考调研
高三物理（新课标版）
(2)磁感应强度由磁场本身决定，跟在该位置放入的 导线长度 L、电流 I 的大小及受到磁场的作用力均无关， F 与放不放通电导线也无关，不能根据公式 B＝IL就说 B 与 F 成正比，与 IL 成反比． (3)磁感应强度的方向是磁场中小磁针静止时 N 极所 指的方向，其大小根据电流元受力来计算．通电导线受 力的方向不是磁感应强度的方向．
【答案】
C
第八章 第1节
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题后反思 应熟练掌握电场力和安培力的大小和方向的区别， 防止简单的类比而出错．
第八章
第1节
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跟踪训练 1 的是( )
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下列关于磁感应强度大小的说法正确
A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方 向处处相同 D． 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导 线受力的大小和方向无关
第1节
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二、八种典型的磁场 1．地磁场 地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有 三 个 ： (1) 地 磁 场 的 ⑰ ________ 在 地 球 南 极 附 近 ， ⑱ ________在地球北极附近． (2)地磁场 B 的水平分量(Bx)总是从地球⑲________ 指向⑳________；而竖直分量(By)则南北相反，在南半球 垂直地面向上，在北半球垂直地面向下．
第八章
第1节
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(3)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点， 21 22 磁场强弱○________，且方向水平向○________. 2．电流的磁场 23 ○________实验发现了电流的磁效应，各种电流周 围的磁场如下：
磁场课件(高中物理)
安培环路定理揭示了磁场与电流之间的内在联系 ，可用于求解复杂电流分布产生的磁场。
3
带电粒子在复合场中的运动分析
当带电粒子同时处于电场和磁场中时，其运动情 况变得复杂，需综合考虑电场力、洛伦兹力等因 素进行分析。
高考命题趋势预测和备考建议
命题趋势预测
结合实际问题考查磁场的基本概念和性质。
磁场课件(高中物理)
contents
目录
• 磁场基本概念与性质 • 洛伦兹力与安培定律 • 带电粒子在匀强磁场中运动规律 • 电磁感应现象及其规律 • 交流电产生、描述和应用 • 总结回顾与拓展延伸
01
磁场基本概念与性质
磁场定义及来源
磁场定义
存在于磁体周围的特殊物质，对 放入其中的磁体产生磁力作用。
规定小磁针静止时N极所指的方向为 该点的磁场方向。
磁场强度
用磁感应强度B表示，单位特斯拉(T) ，描述磁场强弱和方向的物理量。
常见磁场类型及特点
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匀强磁场
磁场强弱和方向处处相同的磁 场，如长直导线周围的磁场。
点电荷的磁场
由静止点电荷产生的磁场，呈 放射状分布。
电流元周围的磁场
由电流元（即短直线电流）产 生的磁场，可用毕奥-萨伐尔
典型例题解析
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例题一：一质量为m、 电荷量为q的带正电粒子 以速度v从O点沿垂直于 磁场方向射入磁感强度 为B的匀强磁场中，已知 它运动过程中受到的阻 力大小恒为f，若测得它 离开磁场时的动能为刚 射入时的4/5倍．求
(1) 粒子在磁场中运动的 半径r；
(2) 阻力f对粒子做的功 ；
2015高考物理一轮复习课件：8-1 磁场的描述 磁场对电流的作用
第 1讲
磁场的描述
磁场对电流的作用
回扣教材 抓基础
题型分类 学方法
开卷速查 规范特训
回扣教材
抓基础
夯实基础 厚积薄发
知识梳理 一、磁场及其描述 1 磁场 ，磁场的基本 1．磁体和电流的周围空间存在 □ 2 磁场力 的作用． 性质是对放入其中的磁体及电流产生□ 2．奥斯特电流磁效应实验，说明电流的周围存在 3 □
A. 2B，沿 y 轴正方向 B. 2B，沿 y 轴负方向 C. 2B，与 x 轴正方向同向 D. 2B，与 x 轴正方向反向
解析：分析题意得，因为磁场的磁感应强度是一个矢量， 根据安培定则得到两通电导线在直角顶点处的磁感应强度大 小相等，所以合磁感应强度的大小为 2B，方向沿水平方向向 右，即沿 x 轴的正方向，选项 C 正确．
解析： 棒中电流变大， 金属棒所受安培力变大， θ 角变大， 选项 A 正确；两悬线等长变短，θ 角不变，选项 B 错误；金 属棒质量变大，θ 角变小，选项 C 错误；磁感应强度变大， 金属棒所受安培力变大，θ 角变大，选项 D 错误．
答案：A
题型分类
2．安培力的方向 由左手定则判断：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指 垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让 19 四指 指向电流的方向， 磁感线垂直穿入手心， 并使□ 那么， 20 大拇指 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的 □ 方向．
3．特点 安培力的方向总是垂直于 B 和 I 所决定的平面，即一定 既和 B 垂直又和 I 垂直，如图 8－1－3 所示．
比值
， 叫
6．磁感线：在磁场中画出的一些有方向的曲线，这些曲 12 切线 方向都和该点的□ 13 磁感应强度 方向 线上每点的□ 14 一致．磁感线是不相交的闭合曲线，其□
磁场基本概念及其规律介绍
磁场基本概念及其规律介绍磁场是物理学中极为重要的概念，广泛应用于各个领域。
本文将介绍磁场的基本概念以及其规律，旨在帮助读者更好地理解和应用磁场的知识。
一、磁场的概念磁场是由带电粒子或带电体所产生的物理现象。
当电子绕着原子核旋转时，它们产生的电流就形成了微小的磁场，这被称为原子磁场。
多个原子的磁场叠加在一起，形成了宏观的磁场。
磁场具有方向和大小之分。
磁场的方向由其南极和北极决定，它们遵循磁场从北极到南极的方向。
磁场的大小可以通过磁感应强度来表示，通常用字母B表示。
磁感应强度越大，磁场对物体的作用力越大。
二、磁场的特性1. 磁场有极性：磁场必定是由南极到北极的方向形成的闭合回路。
这与电场不同，电场是由正电荷指向负电荷的方向。
2. 磁场可以相互叠加：当多个磁场共存时，它们可以相互叠加。
磁场的叠加可以是两个磁场在同一空间内共存，也可以是一个磁场在不同空间内产生的效果。
叠加后的磁场强度等于各个磁场强度的矢量和。
3. 磁场遵循“左手定则”：在电磁学中，有一个重要的定律，即“左手定则”。
根据左手定则，当我们用左手的拇指、食指和中指呈垂直关系时，拇指的指向表示磁场的方向，食指表示电流的方向，中指表示作用力的方向。
三、磁场的规律1. 安培环路定理：安培环路定理是描述磁场与电流之间相互作用的定律。
根据安培环路定理，磁场的磁感应强度等于磁场中任意闭合路径上电流的代数和与路径长度的乘积的比值。
2. 洛伦兹力定律：洛伦兹力定律描述了带电体在磁场中所受到的力。
根据洛伦兹力定律，当带电体以速度v穿过磁场时，它将受到一个力的作用，这个力的大小等于带电体电荷Q、速度v和磁感应强度B的乘积的绝对值，方向垂直于带电体的速度和磁感应强度的平面，并遵循右手定则。
3. 磁场的磁感线：磁感线是描述磁场特性的图示方法。
磁感线的方向与磁场的方向相同，且磁感线趋向于从磁场强度较大的地方指向磁场强度较小的地方。
磁感线越密集，说明磁场强度越大。
四、磁场的应用磁场的应用非常广泛，涉及到多个领域，包括电磁感应、电机、电磁波等。
高中物理磁场知识点总结
高中物理磁场知识点总结
磁场的基本概念：磁场是指物体周围存在的一种物理现象，具有磁性的物体会在其周围形成磁场。
磁场的表示：磁场可以用磁力线来表示，磁力线是从磁南极指向磁北极的曲线。
磁场的性质：
磁场是无源的，即不存在磁单极子。
磁场是有方向的，磁力线的方向表示磁场的方向。
磁场是矢量量，具有大小和方向。
磁场的产生：
电流产生磁场：通过电流流过导线时，会在导线周围产生磁场，其方向由右手螺旋定则确定。
磁化产生磁场：某些物质在外磁场的作用下可以磁化，形成磁体，产生磁场。
磁场的力学效应：
洛伦兹力：磁场中的带电粒子受到洛伦兹力的作用，其大小和方向由洛伦兹力公式确定。
磁场对导线的作用力：当导线中有电流通过时，会受到磁场的作用力，其大小和方向由洛伦兹力公式确定。
磁场的应用：
电磁感应：磁场的变化可以引起电磁感应现象，如发电机、变压器等。
磁共振：磁场的作用可以使原子核发生共振现象，应用于核磁共振成像（MRI）等医学技术。
磁力对物体的作用：磁场可以对磁性物体产生吸引或排斥力，应用于电磁铁、磁悬浮等技术。
高中物理高考 高考物理一轮复习专题课件 专题9+磁场(全国通用)
2.回旋加速器 (1)基本构造：回旋加速器的核心部分是放置在磁场中的两个D形 的金属扁盒 (如图所示)，其基本组成为：
①粒子源 ②两个D形金属盒 ③匀强磁场 ④高频电源 ⑤粒子引出装置
(2)工作原理
①电场加速 qU＝ΔEk； ②磁场约束偏转 qBv＝mvr2，v＝qmBr∝r；
③加速条件：高频电源的周期与带电粒子在 D 形盒中运动的周 2πm
知识点一 磁场及其描述 1.磁场 (1)基本特性：对放入其中的磁体、电流和运动电荷都有_磁__场__力__的 作用. (2)方向：磁场中任一点小磁针_北__极__(N__极__)的受力方向为该处的磁场 方向.
2.磁感应强度
B＝IFL
强弱
方向
北极(N极)
3.磁感应强度与电场强度的比较
磁感应强度 B 电场强度 E
要点一 通电导线在安培力作用下的运动的判断方法 [突破指南]
电流元法
把整段导线分为直线电流元，先用左手定则判 断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线 所受合力的方向，从而确定导线运动方向.
等效法
环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等 效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也 成立.
特殊 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然 位置法 后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向.
A.FN1＜FN2，弹簧的伸长量减小 B.FN1＝FN2，弹簧的伸长量减小 C.FN1＞FN2，弹簧的伸长量增大 D.FN1＞FN2，弹簧的伸长量减小
解析 采用“转换研究对象法”：由于条形磁铁的磁感线是从N 极出发到S极，所以可画出磁铁在导线A处的一条磁感线，此处磁 感应强度方向斜向左下方，如图，导线A中的电流垂直纸面向外， 由左手定则可判断导线A必受 斜向右下方的安培力，由牛顿 第三定律可知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对 斜面的压力减小，FN1＞FN2.同时，由于导线A比较靠近N极，安 培力的方向与斜面的夹角小于90°，所以电流对磁铁的作用力有 沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大， 所以正确选项为C.
高三物理第一轮总复习课件：磁场省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
尤其提醒： （1）洛伦兹力只变化粒子速度方向不变化速度大小 （2）洛伦兹力旳方向总是与粒子速度方向垂直．所 以洛伦兹力一直不做功． （3）安培力是洛伦兹力旳宏观体现，但各自旳体现 形式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培 力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功．
二．带电粒子在匀强磁场中旳运动规律(只受洛伦兹力）
⑶在赤道平面上，距离地球表面相等旳各点，磁感应 强度相等，且方向均水平指向北极．
二、磁感线
1.磁感线：在磁场中画出旳某些有方向旳假想曲线，使 曲线上旳任意一点旳切线方向都跟该点旳磁场方向相同， 都代表磁场中该点小磁针北极受力旳方向．
2.磁感线旳特点
⑴磁感线是闭合曲线，磁体旳外部是从N极到S极，内部 是从S极到N极； ⑵磁感线旳疏密表达磁场旳强弱，磁感线上某点旳切线 方向表达该点旳磁场方向； ⑶磁感线是人们为了形象描述磁场而假想旳．
1、速度方向与磁场方向平行
若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀 速直线运动．
2、速度方向与磁场方向垂直
若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感 线旳平面内以入射速度v做匀速圆周运动．
3、带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线旳 平面内做匀速圆周运动旳基本公式：
⑴向心力公式：F向
高三物理第一轮总复习
（2023届）
第一课时 磁场及其描述
一、磁场 1.磁场：一种看不见、摸不着、存在于电流或磁体周围 旳物质，它传递着磁相互作用．(客观存在）
2.基本性质：磁场对处于其中旳磁体、电流和运动电荷 有力旳作用．
3.磁场旳方向：小磁针N极所受磁场力旳方向，或小磁 针静止时N极所指旳方向．
【例与练】 （2023全国理综）.电磁轨道炮工作原理如 图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动， 并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，经过 导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹 体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感 应强度旳大小与I成正比。通电旳弹体在轨道上受到安 培力旳作用而高速射出。现欲使弹体旳出射速度增长 至原来旳2倍，理论上可采用旳措施是（ BD ） A.只将轨道长度L变为原来旳2倍 B.只将电流I增长至原来旳2倍 C.只将弹体质量减至原来旳二分之一 D.将弹体质量减至原来旳二分之一， 轨道长度L变为原来旳2倍，其他量不变
(十六)磁场及其描述、对带电荷的作用【答案】
3．BD [磁场中某点磁感应强度的方向表示该点磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N 极受力的方向．但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场的方向．]4．A [磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场强弱，因此选项A 是正确的；磁感应强度是与电流I 和导线长度L 无关的物理量，且B ＝FIL中的B 、F 、L 相互垂直，所以选项B 、C 、D 皆是错误的．]5．A [根据通电螺线管的磁场与小磁针的相互作用情况可以判断：螺线管的左边应该是S 极．再根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N 极，其余四指的方向就是通电螺线管中的电流方向，即电流从左边流入，右边流出，如右图所示．再根据安培定则判知小磁针B 所在处的磁场方向垂直纸面向外，所以知小磁针B 的N 极向纸外转．] 6．ABCD [在题图所示的位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS.当框架绕OO ′轴转过60°时可以将图改画成侧视图如右图所示Φ＝BS ⊥＝BS·cos 60°＝12BS.转过90°时，线框由磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0.线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了．因而Φ1＝BS ，Φ2＝－BS ，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS.综上所述，A 、B 、C 、D 都正确．]例1 C [磁感线是人为画出的、描述磁场的曲线，不相交，故选项A 错误；由于是闭合曲线，在磁体外部是由N 极指向S 极，在内部是由S 极指向N 极，故选项B 错误；若导线与磁场方向平行，则导线不受磁场力的作用，选项D 错误；故本题正确选项为C.][规范思维] 磁感线和电场线的特性有相似之处，都能表示场的强弱和方向，但也有不同：电荷周围的电场线是不闭合的，磁感线是闭合的．例2 D [磁场中某点磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关，故选项A 错误，选项D 正确．通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故选项B 错误．虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时所受磁场力最大，与磁场平行时所受磁场力为0)，而选项C 中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以选项C 错误．][规范思维] 磁场的磁感应强度只取决于磁场本身，与试探电流元无关，正如电场中的电场强度与检验电荷无关一样，是磁场本身的属性．类似的物理量还有速度、加速度、电阻、电容、电势差等．规律：凡是用比值定义的物理量都和定义式中的物理量无必然联系．例3 C [由于I 1>I 2，且离导线越远产生的磁场越弱，在a 点I 1产生的磁场比I 2产生的磁场要强，A 错，同理，C 对．I 1与I 2在b 点产生的磁场方向相同，合成后不可能为零，B 错．d 点两电流产生的磁场B 1、B 2不共线，合磁场不可能为0，D 错．][规范思维] 磁感应强度是矢量，其合成同样遵守平行四边形定则，即先根据安培定则判断每条导线在某点的磁感应强度的大小和方向，然后根据平行四边形定则进行合成．例4 A [根据安培定则判断出：(1)AB 直导线在小磁针a 所在位置垂直纸面向外，所以磁针a 的N 极指向正确；(2)C 左侧为N 极，内部磁场向左，所以磁针c 的N 极指向正确，磁针b 的N 极指向不对；(3)D 左为S 极，右为N 极，所以磁针d 的N 极指向不正确．][规范思维] (1)电流的磁场分布于三维空间，用安培定则时要注意磁场的空间性．(2)小磁针在磁场中静止时，北极指向与磁场方向一致，在此要特别注意螺线管内部的磁场方向．例5 BS 12BS 2BS解析 由磁通量的定义可知Φ1＝BS绕ab 边转过60°后的磁通量为Φ2＝BScos 60°＝12BS绕ab 边转过180°后的磁通量为Φ3＝－BS 磁通量的改变量为ΔΦ＝|Φ3－Φ1|＝2BS.[规范思维] 磁通量的大小直接用公式Φ＝BScos θ求解即可，应特别注意θ角的大小及Φ的正负号．1．D [安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，即垂直于磁场与电流决定的平面．但电流方向与磁场方向不一定垂直．]2．C3．B [安培力F 总是与磁感应强度B 和电流I 决定的平面垂直，即力F 与磁场及力F 与导线都是垂直的，但B 与I(即导线)可以垂直，也可以不垂直，故A 、C 、D 均错，B 正确．]4．BCD [据安培力的定义，当磁感应强度B 与通电电流I 的方向垂直时，磁场力有最大值为F ＝BIL ＝0.5×2×0.2 N ＝0.2 N ．当两方向平行时，磁场力有最小值为0 N ．随着二者方向夹角的不同，磁场力大小可在0.2 N 与0 N 之间取值．]例4 (1)1.5 A (2)0.30 N (3)0.06 N 解析 (1)根据闭合电路欧姆定律I ＝ER 0＋r＝1.5 A (2)导体棒受到的安培力F 安＝BIL ＝0.30 N (3)导体棒受力如图所示，将重力正交分解F 1＝mgsin 37°＝0.24 N F 1<F 安，根据平衡条件 mgsin 37°＋F f ＝F 安 解得Ff ＝0.06 N[规范思维] 解决安培力与力学综合问题的关键：(1)首先正确画出通电导体受力的平面图(或侧视图)，注意正确画出电流和磁场的方向．(2)受力分析时安培力的方向必须用左手定则正确判定，注意安培力方向既跟磁感应强度的方向垂直又和电流方向垂直．10．(1)mg －BLEcos θR BLEsin θR (2)B min ＝mgREL 方向水平向右解析从b 向a 看侧视图如图所示．(1)水平方向：F ＝F 安sin θ① 竖直方向：FN ＋F 安cos θ＝mg ② 又F 安＝BIL ＝B ERL ③联立①②③得：FN ＝mg －BLEcos θR ，F ＝BLEsin θR.(2)使ab 棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有F 安＝mg B min ＝mgREL，根据左手定则判定磁场方向水平向右． 11．2 Ω≤R ≤5 Ω解析 导体棒受到的最大静摩擦力为 Ff ＝μFN ＝μmg ＝0.5×0.2×10 N ＝1 N绳对导体棒的拉力F 拉＝Mg ＝0.3×10 N ＝3 N 导体棒将要向左滑动时 BI max L ＝Ff ＋F 拉，I max ＝2 A由闭合电路欧姆定律I max ＝E R min ＋r ＝6R min ＋1得R min ＝2 Ω导体棒将要向右滑动时Ff ＋BI min L ＝F 拉， I min ＝1 A由闭合电路欧姆定律I min ＝E R max ＋r ＝6R max ＋1得R max ＝5 Ω滑动变阻器连入电路的阻值为2 Ω≤R ≤5 Ω例2 BD [带电粒子进入磁场后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，根据qvB ＝mv 2r 得轨道半径r ＝mvqB ，粒子的比荷相同，故不同速度的粒子在磁场中运动的轨道半径不同，轨迹不同；相同速度的粒子，轨道半径相同，轨迹相同，故B 正确．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T ＝2πr v ＝2πmqB ，故所有带电粒子的运动周期均相同，若带电粒子都从磁场左边界出磁场，则这些粒子在磁场中的运动时间是相同的，但不同速度的粒子，其运动轨迹不同，故A 、C 错误．根据θt ＝2πT 得θ＝2πTt ，所以运动时间t 越长，运动轨迹所对的圆心角θ越大，故D 正确．][规范思维] 因所有粒子比荷相同，所以电性相同；又所有粒子从同一点入射，所以轨迹是否相同，应看半径；运动时间是否相同，应看圆心角．另外还应注意磁场边界的约束．例3 (1)4.19×10－6 s (2)2 m解析 (1)离子在磁场中做匀速圆周运动，在左右两区域的运动轨迹是对称的．如下图所示，设轨迹半径为R ，圆周运动的周期为T.由牛顿第二定律 qvB ＝m v 2R ①又：T ＝2πRv ②联立①②得：R ＝mvqB③T ＝2πm qB④将已知数据代入③得R ＝2 m ⑤ 由轨迹图知：tan θ＝r R ＝33，则θ＝30°.则全段轨迹运动时间：t ＝2×T 360°×2θ＝T 3⑥联立④⑥并代入已知数据得：t ＝2×3.14×3.2×10－263×1.6×10－19×0.1s ＝4.19×10－6 s (2)在图中过O 2向AO 1作垂线，联立轨迹对称关系知侧移总距离d ＝2rsin 2θ＝2 m. [规范思维] 1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法——三步法： (1)画轨迹：即确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹．(2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系．(3)用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式．2．首先利用对准圆心方向入射必定沿背离圆心出射的规律，找出圆心位置；再利用几何知识及带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的相关知识求解．例4 见解析解析 (1)根据动能定理，qU ＝12mv 21－12mv 20，所以v 0＝v 21－2qU m.(2)如图所示，设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R ，由几何知识可知R 2＋R 2＝(R 2－R 1)2，解得R ＝2R 0.根据洛伦兹力公式qv 2B ＝m v 22R ，解得B ＝mv 2q 2R 0＝2mv 22qR 0.根据公式t T ＝θ2π，2πR ＝v 2T ，qv 2B ＝m v 22R ，解得t ＝T 4＝2πm 4Bq ＝2πm 4×mv 22R 0＝2πR 02v 2(3)考虑临界情况，如图所示①qv 3B 1′＝m v 23R 0，解得B 1′＝mv 3qR 0，②qv 3B 2′＝m v 232R 0，解得B 2′＝mv 32qR 0，综合得：B ′<mv 32qR 0.[规范思维] (1)带电粒子在电磁复合场中运动时，洛仑兹力不做功，只有电场力做功．(2)带电粒子在单一磁场中运动时，定圆心、求半径及圆心角是解题的关键． (3)注意有界磁场的边界约束以及由此而产生的临界情况． 355．(1)(2)0.4 m(3)7.68×10－18 J。
磁感应强度磁场
【例2】 三根平行的直导线,分
别垂直地通过一个等腰直角 三角形的三个顶点,如图7所示. 现在使每条通电导线在斜边中 点O处所产生的磁感应强度大小
图7
均为B.则该处实际磁感应强度的大小和方向如何?
思维导图 安培定则 三个电流到O 点的距离 三个电流在O点产生 的磁场强弱与方向
三个电流产生 的磁场叠加
答案
AB
题型3
“类比法”理解磁场的性质
【例3】 磁铁有N、S两极,跟正负电荷有很大的相似
性,人们假定在一根磁棒的两极上有一种叫做“磁
荷”的东西,N极上的叫做正磁荷,S极上的叫做负 磁荷,同号磁荷相斥,异号磁荷相吸.当磁极本身的 几何线度远比它们之间的距离小得多时,将其上的 磁荷叫做点磁荷.磁的库仑定律是:两个点磁荷之间 的相互作用力F沿着它们之间的连线,与它们之间的
(3)方向:小磁针静止时 N极 的指向.
3.安培的分子电流假说
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 两个磁 极 (如图1所示). 图1
二、磁感线及几种常见的磁场分布 1.磁感线: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. 2.几种常见的磁场
量和为0,所以直线电流在a处的磁感应强度B=1 T, 方向向左,由安培定则可得直导线中的电流方向垂直 纸面向里,由于圆周上各点到直导线的距离相同,所 以直线电流在圆周上各处的磁感应强度大小均为1 T, 但方向不同,在b处向上,在c处向右,在d处向下,则b、 c、d三处的实际磁感应强度分别为 2 T,方向斜向右 上方与B成45°夹角;2 T,方向向右; 2 T,方向斜向 右下方与B成45°夹角,选项A、B正确.
鲁科版(2019)高中物理必修第三册5.1磁场及其描述-教案
磁场及其描述【教学重难点】1．能列举磁现象在生产生活中的应用。
2．关注与磁相关的现代科技的发展。
3．用磁感线描绘通电直导线和通电线圈周围的磁场，体会物理模型在探索自然规律中的作用。
【教学过程】一、导入新课我们已经知道，磁体和通电导线周围都存在磁场，磁场有强弱和方向。
如何描述磁场的强弱和方向？本节将学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度，用磁感线形象地描述几种常见磁场的分布，并学习磁现象在生产生活中的应用。
二、新知学习知识点一磁场磁感应强度[观图助学]指南针为什么指南？鸽子千里归巢是靠什么导航的呢？[观图助学]管内部磁感线的方向或拇指指向螺线管的北极（如图丙所示）。
（4）磁感线上某点切线所指的方向就是该点磁场的磁感应强度方向。
（√）（5）通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环。
（√）知识点三磁的应用及意义1．对磁技术的应用中，首屈一指的当数我国发明的指南针。
指南针的发明开启了航海技术的革命，推动了航海事业的发展。
2．交通与磁：磁悬浮列车有常导电磁铁吸引方式和超导电磁铁相斥方式两种形式。
常导电磁铁吸引式是在导体底部和两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设作用板和感应钢板，使导轨钢板的吸引力与车辆重力平衡，从而使车体悬浮于轨道上运行；超导电磁铁相斥式是根据磁铁同极相斥的原理。
3．核磁共振成像技术是磁在医学诊断方面的应用。
三、核心探究核心要点1 磁场磁感应强度[要点归纳]1．磁场的性质（1）客观存在性：与电场一样，也是一种物质，是一种看不见摸不着而又客观存在的特殊物质。
存在于磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围。
（2）方向性：物理学中规定，磁场中任一点小磁针北极（N极）的受力方向（或小磁针静止时N极的指向）为该处的磁场方向。
（3）磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁极或电流有力的作用。
磁极与磁极之间，磁极与电流之间，电流和电流之间都是通过磁场相互作用的。
2．对磁感应强度的理解（1）定义式的适用条件：通电导线垂直磁场放置。
动力学磁场和磁力的概念
动力学磁场和磁力的概念磁场和磁力是物理学中重要的概念，用于研究磁性物质以及电磁现象。
动力学磁场描述了磁场中磁性物质所受到的作用力，而磁力指的是磁场对带电物体施加的力。
本文将深入探讨动力学磁场和磁力的概念以及它们的基本性质。
一、磁场的概念磁场是指由磁体或电流产生的一种特殊的物质力场。
它可以通过磁感线来描述，磁感线是指在磁场中，标示出磁感应强度方向的线条。
磁场可以用符号B表示，其单位是特斯拉(T)。
在静止情况下，磁场由磁铁或电流所产生，其特点是有一个磁力线从磁北极出发，穿过磁铁或电流线圈，再返回磁南极。
磁场的强弱和磁场中磁感应线的密度成正比。
磁场还具有方向性，沿磁力线指向磁南极的方向为磁场的方向。
磁场的大小和方向可通过磁感应强度B来度量。
在磁场中，磁体间存在磁场力的相互作用，即磁力。
接下来我们将讨论磁力的概念以及其性质。
二、磁力的概念磁力是指磁场对带电物体施加的力。
当带电粒子运动时，它会受到磁场力的作用。
磁力的方向垂直于磁场方向和带电粒子的运动方向，符合右手定则的规定。
磁场力可以通过洛伦兹力公式进行计算。
洛伦兹力公式表明，一个带电粒子在磁场中受到的磁力与带电粒子的电荷量、带电粒子的速度以及磁场强度有关。
磁力的大小可以通过以下公式计算：F = q(v ×B)。
其中，F表示磁力，q表示带电粒子的电荷量，v表示带电粒子的速度，B表示磁感应强度。
磁力的方向可通过右手定则来确定。
假设右手拇指指向带电粒子的速度方向，食指指向磁场方向，则中指指向的方向即为磁力的方向。
三、动力学磁场的概念动力学磁场是指由运动带电粒子所产生的磁场。
当带电粒子运动时，它会在其周围产生一个磁场，这个磁场就是动力学磁场。
动力学磁场的大小和方向与带电粒子的电荷量、速度以及运动路径有关。
动力学磁场主要用于研究电磁感应、电动势以及磁场中带电粒子的受力情况等问题。
例如，当导体中有电流通过时，会产生一个环绕导体的动力学磁场，这个磁场可以用来驱动电动机、发电机等设备的运动。
黄山中学高三物理资料——磁场及其描述;磁场对电流的作用
9、一通电细杆置于倾斜的导轨上，杆与导轨间有摩擦，当有电流时直杆恰好在导轨上 静止．下图是它的四个侧视图，标出了四种可能的磁场方向，其中直杆与导轨间的摩擦 力可能为零 的是（ ）
A
1 2 3 4
B
5 6
C
7 8
D
9
10、 在倾角为 的光滑斜面上， 置一通有电流 I， 长 L 质量为 m 的导体棒， 如图所示． 试 求： （1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度 B 的最小值和方向． （2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度 B 的最小值和 方向． （3）分析棒有可能静止在斜面上且要求 B 垂直 L， 应外加磁场的方向范围．
2．安培力的方向 (1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个 平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向 ,这时拇指所指 的方向就是通电导线在磁场中所受 (2)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即 F 垂直于 决定的平面 四、磁电式电流表 1． 基本组成部分： 磁铁和放在磁铁两极之间的 ． 2．工作原理 如右图所示， 磁场的方向总沿着 均匀辐射地分布， 在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是相等的，保证 B 的 大 小 不 发 生 变 化 ， 且 安 培 力 的 方 向 与 线 圈 ． 当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，线圈转动，螺 旋弹簧变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就 ，螺旋弹簧的形变也就 I 与指针偏角θ 成正比，表盘刻度 (选填“均匀” 、 “不均匀”)．所以，从 线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小． 3．优、缺点：优点是 高，能测出很弱的电流；缺点是线圈的导线 很细，允许通过的电流很弱． 二、重难点突破 【例 1】下列叙述正确的是（ ） A、软铁棒在磁场中被磁化是因为在外磁场作用下，软铁棒中分子 N 电流取向变得大致相同；软铁棒中分子电流取向变得大致相同； B、通电直导线周围的磁场是内部的分子电流产生的； a b C、安培假设中的分子电流是不存在； D、软铁棒在磁场中被磁化是因为棒中分子电流消失 【例 2】如图所示，两个同平面、同圆心放置的金属圆环 a 和 b， S 条形磁铁放在其中，通过两环的磁通量a、b 相比较 A、a>b B、a<b C、a=b S D、无法确定 【例 3】 如图所示， 把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁的 N 极附近， 磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面，当线圈内通以如图方 向的电流后，线圈将 A、不动 B、转动 C、向左摆动 D、向右摆动 【例 4】如图所示，两平行导轨相距 20cm，金属棒 M、N 的质量 为 10g，电阻 R=8Ω ，匀强磁场的磁感应强度 B 方向竖直向下， 大小为 0.8T，电源的电动势为 10V，内阻为 r=1Ω ，θ ＝45°， 当电键 S 闭合时，MN 处于平衡状态，求 R1 的取值为多少？
第二章_磁场复习课件
（4）不相交
（4）不相交
例1.
• 下列关于磁感线的叙述中，正确的是（）
A.磁感线从磁体的N极出发，S极终止 B.铁屑在磁场中规则排列而组成的曲线就是 磁感线 C.磁感线是磁场中实际存在的一些曲线 D.在同一磁场中，任何两条磁感线都不相交
【解析】磁感线是人为引入的曲线，实际并 不存在.磁感线在磁体外部是N极指向S极， 内部是S极指向N极，形成不相交的闭合曲 线.
通电螺线管的磁场
练习３ 试判断电源的正极和负极
N
S
N
S
+
电源
-
N
-
+
N
S
N
+
-
S
N
第三部分 磁场基本性质－力
１、对磁体有力的作用 ，规律是？ Ｎ极受力与磁场方向相同、Ｓ相反 ２、对电流有力的作用，这个力叫？ ３、对运动电荷有力的作用，这个 力叫？
２、安培力：通电导体在磁场中受到的力。
2、实验现象：
第二部分 磁场的产生
１、 磁体产生磁场 ２、电流（运动电荷） 产生磁场——电流的磁 效应 ３、变化的电场
磁体的磁场
N
S
要点1 电流的磁效应
奥斯特发现电流的磁效应 • 奥斯特有一次使南北方向的通电导线恰好 与磁针相平行，接通电源时，突然发现磁 针向垂直导线方向转动了．这说明通电导 线对磁体有作用力． • 根据奥斯特实验，直线电流对磁体的作用 力方向垂直于电流方向．
第二章
磁 场
第一部分 磁场及其描述
磁场是不是客观存在 的？ 我们怎样描述磁场？ 引入磁感线、Ｂ
要点1 磁感线
• 1.磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设 的曲线.其疏密反映磁场的强弱，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)在磁体外部，磁感线从北极发出，进入 南极；在磁体内部由南极回到北极. (2)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.
磁场基本性质及其作用
磁场基本性质及其作用磁场是物理学中的基本概念之一，涉及到许多领域的研究和应用。
本文将介绍磁场的基本性质以及它在科学、工程和日常生活中的各种作用。
一、磁场的定义和基本性质磁场是指存在于空间中的物理场，它可以通过磁感线的分布来描述。
磁感线是垂直于磁场方向的有方向性的曲线，它们的方向指向磁场中的北极。
在磁场中，磁感线从一个极端移向另一个极端，这两个极端分别被称为北极和南极。
磁场具有几个基本性质。
首先是磁力线的闭合性，即磁感线总是从一个极端流向另一个极端，不存在孤立的磁感线。
其次是磁力线的连续性，磁力线上的任意一点都指向下一个点，并且没有交叉或交叉。
最后是磁力线在磁场中的分布密度和形状是由磁场的性质决定的，通常呈现出收束或扩散的形式。
二、磁场的产生和作用磁场可以通过电流和磁体来产生。
当电流通过导线时，会在周围产生磁场。
根据安培定律，电流元素产生的磁场可以用比例于电流元素的长度、与之垂直的位置以及电流强度的乘积表示。
这表明电流的强度越大，磁场就越强。
磁场对物体具有吸引和排斥的作用。
同性相斥，磁场中的两个同名磁极会互相排斥，而不同磁极则会相互吸引。
这是因为磁场中存在磁力线，磁极在磁力线上会受到力的作用，从而产生相互吸引或排斥的效应。
磁场还可以对电流产生影响。
根据洛伦兹力的原理，当带电粒子运动时，如果它们受到外部磁场的作用，将会受到力的影响，导致它们运动的方向和轨迹发生改变。
这一原理在医学成像和核磁共振等领域有广泛应用。
三、磁场的应用1. 电子设备和通信技术磁场在电子设备和通信技术中有重要的应用。
例如，在扬声器中，电流通过线圈产生磁场，它与永磁铁之间的相互作用使扬声器振动，从而产生声音。
磁场还用于磁存储器和电动机等设备中。
2. 磁共振成像磁共振成像（MRI）是一种用于医学诊断的非侵入性成像技术。
它利用磁场和无线电波来生成人体组织的图像。
磁场通过使人体内的原子核产生共振来获取图像信息，然后使用计算机对图像进行重建和分析。
高三物理经典复习资料第二章 力与物体平衡 磁场及其描述
§11.1 磁场及其描述【考点聚焦】1．磁场的基本概念磁场是磁体、运动电荷（或电流）在周围空间产生的一种物质．磁体与磁体、电流与磁体、电流与电流之间都通过磁场发生相互作用．磁场的方向：在磁场中任一点，小磁针静止时N 极所指的方向，为该点磁场方向．磁现象的电本质：磁体和电流的磁场都产生于电荷的运动，并通过磁场而相互作用．2．磁感线磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，其疏密表示磁场的强弱，磁感线上每一点的切线方向，都与该点的磁场方向相同．在磁体和通电螺线管外部，磁感线从N 极至S 极，在它们内部，磁感线从S 极至N 极，形成封闭曲线．磁感线既不相交，也不相切．3．磁感应强度 磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量．定义式：ILF B =，其中I 必须与该处磁场方向垂直．B 与F 、I 、L 无关，只取决于磁场本身．单位：特斯拉（T ）．4．电流的磁场电流的磁场方向由安培定则判定：对直导线，大拇指指向电流方向，四指弯曲方向是磁感线方向；对环形电流和通电螺线管，四指弯曲方向为电流方向，大拇指指向内部磁感线方向． 【好题精析】例1 关于磁感强度B ，下列说法中正确的是A ．磁场中某点B 的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B ．磁场中某点B 的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C ．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B 值大小为零D ．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感强度越大解析 磁感强度是磁场本身属性，在磁场中某处为一恒量，其大小可由ILF B =计算，但与试探电流元的F 、I 、L 的情况无关；B 的方向规定为小磁针N 极受磁场力的方向，与放在该处电流元受力方向并不一致；当试探电流元的方向与磁场方向平行时，虽磁感强度不为零，但电流元受磁场力却为零；据磁感强度大小即磁通密度S B Φ=可知，在磁场中磁感线越密集的地方，磁感强度越大．由以上分析可知，正确选项为D ．点评 磁场的磁感强度只取决于磁场本身，与试探电流元无关，正如电场中的电场强度与检验电荷无关一样，是场的本身属性．类似的物理量还有速度、加速度、电阻、电容、电势差等，凡是用图11.1-1比值定义的物理量都和定义式中的物理量无关．例2 一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，如图11.1-1所示．若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间，小磁针N 极向纸面内偏转，这带电粒子可能是A ．向右飞行的正离子束B ．向左飞行的正离子束C ．向右飞行的负离子束D ．向左飞行的负离子束解析 小磁针N 极向纸面内偏转，表示粒子飞行轨迹的下方区域的磁场方向垂直纸面向内．根据安培定则，由运动粒子形成的等效电流方向应从左向右，所以可能是向右运动的正离子束或向左运动的负离子束．由以上分析可知，正确选项为AD ．点评 带电粒子的运动相当于有一股电流：带正电的粒子运动时，电流方向即粒子运动方向；带负电的粒子运动时，电流方向与其运动方向相反．因此，在运动的带电粒子周围空间也会形成磁场．例3 如图11.1-2所示，图（甲）（乙）是两种结构不同的环状螺线管的示意图．其中（乙）图是由两个匝数相同、互相对称的、半圆环形螺线管串联而成的．给它们按图示方向通以电流．试画出磁感线的分布情况示意图．解析 画电流产生的磁场的磁感线分布图应注意掌握三条原则：①电流的磁场方向，由右手螺旋定则（安培定则）决定；②磁感线是闭合曲线；③磁感强度大的地方磁感线密，磁感强度小的地方，磁感线疏．（甲）图所示的通电螺线管中的磁场，只能存在于环形螺线管的空腔中，磁感线都是圆形；根据右手螺旋定则，磁感线方向是顺时针方向．如图中的虚线所示．（乙）图为两个对称的半圆环形的螺线管组合而成．左边的通电半圆环形螺线管中的磁场是顺时针方向的；右边的通电半圆环形螺线管中的磁场是逆时针方向的；由于磁感线都是闭合曲线，两个半圆环形螺线管磁场的磁感线在环顶相遇都转弯竖直向下，各自闭合，环面图11.1-2中间部分的磁场方向向下．点评磁感线是闭合曲线，图（甲）中比较容易判断磁感线方向是顺时针的．图（乙）中要注意导线的绕向．由于左、右两半圆形螺线管中电流方向不同，应先判断环内磁感线的方向，然后根据磁感线闭合的特点来判断磁感线的形状．例4 在全自动洗衣机中，排水阀是由程序控制器控制其动作的．当洗衣机进行排水和脱水工序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2动Array作，牵引排水阀的活塞，排除污水．牵引电磁铁的结构如图11.1-3所示．以下说法正确的是A．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为N极，B端为S极B．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为S极，B端为N极C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能吸入线圈中D．若a、b处输入交变电流，铁芯2能吸入线图11.1-3圈中解析在磁场中的任一点，小磁针北极（N极）受力的方向，即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．N极周围的磁感应线是向外发散的，若将另一个N极放入它的场中，受力与磁感线方向相同，必远离第一个N极而被排斥．若将一个S极放入它的场中，受力与磁感线方向相反，必靠近N极而被吸引．在上述全自动洗衣机排水阀问题中，线圈a、b间通以直流电，a为正，b为负时线圈的左端为N极，铁芯在图示位置被磁化，A 端为S极，B端为N极，S极处于螺线管内部，而管内部的磁感应线方向水平向左（磁场方向水平向左），铁芯A端S极受力方向则为水平向右，当然管外磁感应线方向也水平向左（整体而言），铁芯B端N极受力为水平向左，但是因管内部磁感应线较管外更密集（磁场更强），水平向右的作用力更大，结果铁芯所的合力水平向右，铁芯要被吸入线圈中，如不考虑其他因素的影响（如复位弹簧的弹力的影响），铁芯N、S两极受力平衡．断电后，铁芯在复位弹簧作用下回到原位置（图中未画弹簧）．因此，A错，B对．当a、b处输入交变电流时，仍能吸入线圈，因为铁芯仍能被磁化，且磁化后的磁性总是与线圈要发生相吸的作用．因此，C 错，D 对．由以上分析可知，正确选项为BD ．点评 “同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”只适用于螺线管外部磁场，不适用于其内部，磁极在螺线管内部的受力要根据“N 极受力与磁场同向，S 极受力与磁场反向”来判断． 例5 如11.1- 4图，真空中两点电荷+q 和－q 以相同角速度ω绕轴O O '匀速转动，P 点离+q 较近，试判断P 点的磁感应强度的方向．解析 点电荷+q 逆时针方向旋转，相当于逆时针方向的环形电流，由安培定则，逆时针方向环行电流在P 点产生磁场的磁感应强度方向向上．点电荷－q 逆时针方向旋转，相当于顺时针方向的环行电流，由安培定则，顺时针方向环行电流在P 点产生磁场的磁感应强度方向向下．因+q 离P 点近，+q 逆时针方向旋转相当的环行电流在P 处激发磁场的磁感应强度大，故P 点合磁场的磁感应强度方向向上．点评 空间如果存在多个电流或磁体激发磁场，求空间某一点磁感应强度的大小和方向时，首先要用安培定则确定各个电流或磁体在该点的磁感应强度方向，然后根据磁场叠加原理，用矢量叠加方法求该点合磁场的磁感应强度的大小和方向．【当堂反馈】1．按要求完成下列各图(如图11.1-5)(1)根据图(a)中小磁针静止时指向，标出电源极性． (2)根据图(b)中蹄形磁铁通电后的磁感线方向，画出线圈绕法．(3)要求两线圈通电后互相吸引，画出图(c)中导线的连接方法．(4)根据图(d)中合上电键S 后小磁针A 向右摆动的现象，画出小磁针B 的转动方向．图11.1-4图11.1-52．如图11.1-6是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图．其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a 流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是A ．电磁铁的上端为N 极，小磁铁的下端为N 极B ．电磁铁的上端为S 极，小磁铁的下端为S 极C ．电磁铁的上端为N 极，小磁铁的下端为S 极D ．电磁铁的上端为S 极，电磁铁的下端为N 极【强化训练】1．关于磁场和磁感线的下列说法中，正确的是A ．磁极对磁极、电流对电流及磁极对电流的作用力都是通过磁场发生的B ．磁感线总是从磁北极出发，到磁南极终止C ．磁场中某点的磁场方向就是小磁针在该点时北极的指向D ．磁场中某点磁场方向就是小磁针北极在该点的受力方向2．磁场中某区域的磁感线如图11.1-7所示．则A ．a 、b 两处磁感强度大小不等，B a ＜B bB ．a 、b 两处磁感强度大小不等，B a ＞B bC ．同一小段通电导线放在a 处时受力一定比b 处时大D ．同一小段通电导线放在a 处时受力可能比b 处时小3．下列说法中正确的是A ．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大B ．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C ．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D ．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关4．十九世纪二十年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流．安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环行电流引起的，则该假设中的电流方向是A ．由西向东垂直磁子午线B ．由东向西垂直磁子午线C ．由南向北沿磁子午线方向D ．由赤道向两极沿磁子午线方向5．如图11.1-8所示，若负离子沿Y 轴正向运动，则在Z 轴上的某点A 的磁场方向应是A ．沿X 轴正向B ．沿X 轴负向C ．沿Z 轴正向D ．沿Z 轴负向 6．如图11.1-9所示，ab 、cd 是两根在同一竖直平面内的直导线，在两导线中央悬挂一个小磁针，静止在同一竖直平面内．当两导线中通以大小相等的电流时，小磁针N 极向纸面里转动，则两导线中的电流方向A ．一定都是向上B ．一定都是向下C ．ab 中电流向下，cd 中电流向上D ．ab 中电流向上，cd 中电流向下7．磁感强度的单位是特斯拉（T ），1T 相当图11.1-7图11.1-6 图11.1-8A ．1kg/A ·s 2B ．1kg ·m/A ·s 2C ．1kg ·m 2/s 2D ．1kg ·m 2/A ·s 28．如图11.1-10所示，两个半径相同、互相垂直的同心圆环形线圈，当通以相等的电流后可绕xx '轴自由转动，达到平衡时，圆心O 处的磁感强度B '与单个圆环线圈在圆心O 处的磁感强度B 的关系是________________．9．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μ22B ，式中B 是磁感应强度，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11.1-11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__________．10．根据下列材料：碳钢、坡莫合金、软铁、铜、铝、铁氧体、陶瓷．制作条形磁棒时应选用______；制作小量程电流表中蹄形磁铁应选用______；制作打点计时器内振动片应选用______；制作电磁铁铁芯应选用______．参考答案当堂反馈： 1．（1）右端正极；（2）略；（3）略；（4）向纸外转．2．D强化训练： 1．AD 2．BD 3．D 4．B 5．B 6．D 7．A 8．B B 2=' 9．AF μ2 10．碳钢；碳钢；软铁；软铁 图11.1-10图11.1-11。
磁场(知识梳理)
磁场第一讲知识梳理知识点一磁场及其描述磁现象：1．磁性：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。
2．磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极。
任何磁体都有两个磁极，无论怎么分割，磁极总是成对出现，不存在磁单极。
3．磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
4．磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。
电流的磁效应（电生磁）：通电导体的周围有磁场，它能使放在导体周围的小磁针发生偏转，且磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。
○1奥斯特实验：导线通电后，其下方与导线平行的小磁针会发生偏转。
○2奥斯特实验的意义：第一个揭示了电与磁之间是有联系的。
磁场（1）磁场：磁体、电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用。
磁体对磁体的作用，磁铁对通电导线的作用以及电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来实现的，所有磁现象都起源于电荷运动。
磁场的方向：规定在磁场中任一点小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时的北极所指的方向；磁场方向也和磁感应强度方向、磁感线在该处的切线方向一致。
磁感线（1）磁感线：为了形象的研究磁场而引入的一束假想曲线，并不客观存在，但有实验基础。
（2）磁感线特点：①磁感线的疏密程度能定性的反映磁场的强弱分布。
②磁感线上任一点的切线方向反映该点的磁场方向。
磁感线是不相交的闭合曲线。
磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，在内部，由S极N极，磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.例1．关于磁场的说法，正确的是（）A．在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫北极，指北的磁极叫南极B．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质C．磁铁与磁铁之间的相互作用是通过磁场发生的。
通电导体与通电导体之间的相互作用是通过电场发生的D．磁铁周围只有在磁极与磁极、磁扱和电流发生作用时才有磁场例2．如图，小磁针处于静止状态，由此可以判定（）A．a是N极，b是S极B．a是S极，b是N极C．a是S极，b是S极D．a是N极，b是N极例3．从太阳或其它星体上放射出的宇宙射线中都含有大量的高能带电粒子，这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，那么（）A．南北两极处地磁场最弱，赤道处地磁场最强B．垂直射向地球表面的带电粒子在南、北两极所受阻挡作用最强，赤道附近最弱C．垂直射向地球表面的带电粒子在南、北两极所受阻挡作用最弱，赤道附近最强D．在赤道平面内垂直地表射来的带电粒子向两极偏转知识点二几种常见的磁场的磁感线①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极，管内可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.（1）条形磁铁磁感线：见图8-1-1，外部从N极出发，进入S极；中间位置与磁感线切线与条形磁铁平行。
磁场及其描述
磁场是一种由磁力线所形成的现象，其中磁力线是由众多磁力线组成的，信息在磁力线之间传播，磁力线还可以通过线圈简化而成，以便于计算和描述。
量子力学中的磁场被描述为由许多个粒子或波的作用而产生的力。
磁场的强度取决于电流的强度，常常以特殊的单位“特斯拉”来表示，因此它又称为特斯拉磁场。
由于磁场有分布性，相邻点之间磁场强度可能不同，因此可以用数学函数来表示磁场状况。
磁场的表达有多种方式，最常见的有电动势（V）、激励磁力（H）和磁通量密度（B），而每种表达方式都有其特有的优势和应用场合。
电动势表述了电荷态量的衰减，而激励磁力表述了电子的灵敏性，而磁通量密度则体现了物理的参量。
磁场的影响可以出现在许多方面，包括电磁铁性材料的作用、物质中电子的转移等。
正因如此，磁场在电磁波发射、磁性介质中电流、电磁稳定和磁化中扮演着关键的作用。
在现实世界中，磁场主要是来自太阳系的磁场（南北极磁场），对我们的生活有着很大的影响，有助于我们观测外太空状况并作出准确判断。
总之，磁场无处不在，正确理解磁场对我们日常生活乃至于科学研究都有极大的帮助，未来磁场在科技发展中将扮演更重要的角色。
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一、目标与策略明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件，要做到心中有数！学习目标：●了解磁现象，理解电流的磁效应及其伟大意义。
●通过磁的相互作用现象，知道磁场的存在和磁场的基本性质。
●了解地磁场的分布以及地磁场对地球生命及人类活动的意义。
●理解磁感线的意义，能够熟练地运用安培定则确定电流的磁场方向。
●理解磁场的方向；理解磁感应强度的定义、磁通量的定义和计算方法；理解匀强磁场的特点以及在匀强磁场中 磁通量的计算。
重点难点：●对磁现象及其电本质的理解，对地磁的理解； ●电流的磁场及方向的判断——安培定则，以及用磁感线表示磁场； ●磁感强度的定义及磁通量的计算。
学习策略：●前面我们学习了电场，磁场与电场对比学习有利于我们更好地理解电场和磁场。
●不同的物理现象之间存在着内在联系，建立事物之间的内在联系是科学探究的重要的思想方法；二、学习与应用回忆初中的知识，回答下列问题：（一）什么是磁体、磁极？磁极间的相互作用是什么？（二）奥斯特实验的现象是什么？它说明了什么问题？知识点一：磁现象（一）磁性、磁体“凡事预则立，不预则废”。
科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对知识要点——预习和课堂学习 认真阅读、理解教材，尝试把下列知识要点内容补充完整，带着自己预习的疑惑认真听课学习。
请在虚线部分填写预习内容，在实线部分填写课堂学习内容。
课堂笔记或者其它补充填在右栏。
详细内容请学习网校资源ID ：#tbjx4#214013 知识回顾——复习 学习新知识之前，看看你的知识贮备过关了吗？物质具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。
具有的物体叫磁体。
（二）磁极磁体的各部分磁性强弱不同，磁性的区域叫磁极。
任何磁体都有两个磁极，一个叫南极（又称极），另一个叫北极（又称极）。
（三）磁极间的相互作用同名磁极相互，异名磁极相互。
（四）磁化、磁性材料变无磁性物体为有磁性物体叫，变有磁性物体为无磁性物体叫。
磁性材料可分为软磁性材料和硬磁性材料。
磁化后容易去掉磁性的物质叫磁性材料，不容易去磁的物质叫磁性材料。
知识点二：电流的磁效应（一）电流对小磁针的作用1820年，丹麦物理学家发现，导线通电后，其下方与导线平行的小磁针发生偏转，如图所示。
说明：在做奥斯特实验时，为排除地球磁场的影响，小磁针应放置，通电导线也应放置。
（二）磁铁对通电导线的作用如图所示，磁铁会对通电导线产生力的作用，使导体棒偏转。
（三）电流和电流间的相互作用如图所示，有互相平行而且距离较近的两条导线，当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时，观察到发生的现象是：同向电流相，异向电流相。
知识点三：磁场（一）定义磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁体与磁体、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。
说明：所有的磁作用都是通过磁场发生的，磁场和电场一样，是物质存在的另一种形式，是存在的。
（二）磁场的基本性质对放入其中的磁极、电流或电荷产生力的作用。
（三）磁场的产生（1）永磁体周围存在磁场；（2）周围存在磁场——电流的磁效应；（3）的电荷周围存在磁场——磁现象的电本质。
电流是大量运动电荷形成的，所以运动电荷周围空间也有磁场。
静止电荷周围空间磁场。
（四）磁场的方向物理学上规定：小磁针静止时极所指的方向为该点的磁场的方向。
知识点四：磁现象的电本质（一）安培分子电流假说的内容安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极。
（二）安培假说对有关磁现象的解释（1）磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性；当软磁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得时，两端显示较强的磁性作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了。
（2）磁体的消磁：磁体的高温或猛烈敲击，即在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流取向又变得，磁体磁性消失。
（三）磁现象的电本质磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由产生的。
说明：（1）根据物质的微观结构理论，原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，核外电子带负电，核外电子在作用下绕核高速旋转，形成分子电流。
在安培生活的时代，由于人们对物质的微观结构尚不清楚，所以称为“假说”。
但是现在，“假说”已成为真理。
（2）分子电流假说揭示了电和磁的本质联系，指出了磁性的起源：一切磁现象都是由产生的。
知识点五：地球的磁场（一）地磁场地球本身是一个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球附近，地磁的北极在地球的附近。
地磁体周围的磁场分布与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。
放在地球周围的指南针静止时能够指南北，就是受到了地磁场作用的结果。
（二）磁偏角地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针并准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏角，简称磁偏角。
知识点六：磁感线（一）定义在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的方向都跟这点的磁场方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。
（二）特点（1）磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越，磁感线越疏的地方表示磁场越。
（2）磁感线上每一点的方向就是该点的磁场方向。
（3）磁场中的任何一条磁感线都是曲线，在磁体外部由极到极，在磁体内部由极到极。
说明：①磁感线是为了形象地描述磁场而在磁场中假想出来的一组有方向的曲线，客观存在于磁场中的真实曲线。
②磁感线与电场线类似，在空间相交，不能相切，也不能中断。
知识点七：几种电流的磁场方向的判断和磁感线的画法（一）磁铁周围的磁感线分布——请参看网校资源ID：#tbjx30#214013（二）通电直导线周围的磁场（1）安培定则：手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与方向一致，弯曲的四指所指的方向就是环绕的方向，这个规律也叫右手螺旋定则。
（2）磁感线分布如图所示：说明：①直线电流的磁场无磁极。
②磁场的强弱与距导线的有关，离导线越近磁场越，离导线越远磁场越。
③图中的“×”号表示磁场方向垂直纸面，“·”表示磁场方向垂直纸面。
（三）环形电流的磁场（1）磁感线分布如图所示：（2）几种常用的磁感线不同画法。
（四）通电螺线管的磁场（1）磁感线分布如图所示：（2）几种常用的磁感线不同的画法。
说明：①通电螺线管的磁场分布：外部与条形磁铁外部的磁场分布情况相同，两端分别为N极和S极。
管内（边缘除外）是匀强磁场，磁场分布由极指向极。
②环形电流宏观上其实就是只有一匝的通电螺线管，通电螺线管则是由许多匝环形电流串联而成的。
因此，通电螺线管的磁场也就是这些环形电流磁场的叠加。
（五）匀强磁场（1）定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁场强弱和方向都，这个区域内的磁场叫做匀强磁场。
（2）磁感线分布特点：。
（3）产生：距离很近的两个名磁极之间的磁场除边缘部分外可以认为是匀强磁场；相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场也是匀强磁场，如图所示：知识点八：磁感应强度（一）电流元（1）定义：物理学中把很短一段通电导线中的与导线的的乘积IL叫作电流元。
（2）理解：孤立的电流元是不存在的，因为要使导线中有电流，就必须把它连到电源上。
（二）磁感应强度描述磁场和的物理量，用符号“B”表示。
（1）定义：在磁场中于磁场方向的通电直导线，受到的安培力的作用F，跟电流I和导线的乘积IL的比值，叫作通电直导线所在处的磁场的磁感应强度。
（2）物理意义：磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量。
（3）公式：（4）单位：在国际单位单位中，磁感应强度的单位是，简称特，符号是T。
即N1T1。
（5）B是量，其方向就是磁场方向，即小磁针静止时极所指的方向。
说明：①磁感应强度是反映磁场性质的物理量，是由决定的，与是否引入电流，与引入的电流是否受力，因为通电导线取不同方向时，其受力大小不尽相同，在定义磁感应强度时，式中F是直导线磁场时受到的磁场力。
②磁感应强度的方向是该处磁场的方向，而F的方向。
知识点九：磁通量（一）定义设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向的平面，面积为S，把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，用字母Φ表示。
（二）公式（1）公式：（2）公式运用的条件：（3）在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ=BS中的S应为平面在于磁感线方向上的投影面积。
此时Φ= ，式中即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称为“有效面积”。
（三）单位在国际单位制中，磁通量的单位是 ，简称韦，符号是Wb 。
1 Wb= 。
（四）磁通密度磁感线越密的地方，穿过垂直单位面积的磁感线条数越 ，反之越 ，因此穿过单位面积的磁通量——磁通密度，它反映了磁感应强度的大小，在数值上等于磁感应强度的大小，即B =Φ/S 。
类型一：奥斯特实验例1．在做奥斯特实验时，下列操作中现象最明显的是（ ）A ．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B ．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C ．电流沿南北方向放置在磁针的正上方D ．电流沿东西方向放置在磁针的正上方解析：总结升华：类型二：电流之间的相互作用规律例2．家用照明电路中的火线和零线是相互平行的，当用电器工作火线和零线都有电流时，它们将（ ）A ．相互吸引B ．一会儿吸引，一会儿排斥C ．相互排斥D ．彼此不发生相互作用解析：总结升华： 经典例题——自主学习认真分析、解答下列例题，尝试总结提升各类型题目的规律和技巧，然后完成举一反三，以做到融会贯通。
无星号题目要求同学们必须掌握，为基础题型，一个星号的题目综合性稍强。
更多精彩和分析请学习网校资源ID ：#tbjx19#272317类型三：地球的磁场例3．磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量。
（1）如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为 ，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？（2）如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？解析：总结升华：类型四：对磁感应强度定义式的理解☆例4．长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间（匀强磁场）中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度为（）A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误解析：总结升华：类型五：磁感应强度的方向例5．下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是（）A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向解析：总结升华：类型六：关于磁感线例6．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是（）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，也是一种客观存在的物质B．磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，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D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的解析：总结升华：类型七：安培定则的应用例7．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。