8.1磁场的描述

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3.优点:优点是精确度高,能测出很弱的电流
4.缺点:线圈的导线很细,允许通过的电流很弱.
1.(2011年六安二中质检)关于磁感应强度B,下列说法中正确的
是( D )
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,该点的B值大
(3)F= BILsinθ 分解B或分解I都行
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,并使四指指向电流的方向, 这时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
(2)安培力的方向特点:F⊥B,F⊥I, 即F垂直于B、I 决定的平面.
12.(2009·重庆高考)在如图8-1-13所示电路中,电池均相同,当
开关S分别置于a、b两处时,导线MM′与NN′之间的安培力的大小为fa、
fb,判断这两段导线( D)
A.相互吸引,fa>fb
B.相互排斥,fa>fb
C.相互吸引,fa<fb D.相互排斥,fa<fb
13、质量为Leabharlann Baidu、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上,通过MN 的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成θ 角斜向下,如图所示,求棒MN受到的支持力和摩擦力.
D. 一小段通电直导线放在 B 为零的位置,那么它受到磁场力 F 也
一定为零
3、 [2009·全国卷Ⅰ] 如图所示,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.导线 ab、bc 和 cd 段的长度均为 L,且∠abc=∠bcd=135°. 通过导线的电流为 I,方向如图中箭头所示.则导线 abcd 所受到的
A.沿x轴的正向 B.沿x轴的负向 C.沿z轴的正向 D.沿z轴的负向 5.如图所示,两个完全相同的通电圆环A、B,圆心O重合、 圆面相互垂直的放置,通电电流相同,电流方向如图所示, 设每个圆环在其圆心O处独立产生的磁感应强度都为B0,则
O处的磁感应强度大小为( C )
A.0 C. 2B0
B.2B0 D.无法确定
5、几种常见的磁场 空间立体化,外部多少条,内部就用多少条
(1)磁体外部磁感线由N极到S极; (2)磁体内部磁感线由S极到N极;
(3)越靠近磁体两端磁感线越密,磁感应强度越大
(1)磁体外部磁感线由N极到S极; (2)磁体内部磁感线由S极到N极;
(3)越靠近磁体两端磁感线越密,磁感应强度越大; (4)在平行两极所夹区域近似为匀强磁场
三、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)分布大致象条形磁铁, 地磁场的N极在地理南极附 近,S极在地理北极附近 (2)地磁场B的水平分量(Bx)总 是从地理南极指向北极;而竖 直分量(By)则南、北半球相反, 在南半球垂直地面向上,在北 半球垂直地面向下.
(3)在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁场强弱 相同,且方向水平向北
①丹麦,奥斯特1820发现 ②电流南北方向最明显
③东西方向不动,或拨一下转180
首次揭示电与磁的联系 (电流磁效应) 3. 方向:磁场中某点的磁场方向为该点小磁针N级所受磁场 力的方向,即小磁针(能自由转动)静止时N级所指的方向。
1、如图所示,一束带电粒子沿水平方向 飞过小磁针的上方,并与磁针指向平行,能 使小磁针的N极转向读者,那么这束带电粒子
的磁场磁化后( A )
A.M1的左端为N极,M2的右端为N极 B.M1和M2的左端均为N极 C.M1的右端为N极,M2的左端为N极 D.M1和M2的右端均为N极
[解析] 根据安培定则可以判定通电螺线管左端是 N 极,右端是 S 极,所以其内部磁场方向由右端指向左端,外 部磁场方向由左端指向右端.铁棒被磁化后,相当于静止在 磁场中的小磁针,所以 M1 的左端是 N 极,M2 的右端是 N 极, A 正确.
F= BI·2R
F=0.
四、磁电式电流表 1.基本组成部分:磁铁和放在磁铁两 极之间的线圈 2.工作原理
(1)磁场方向沿半径方向均匀辐射分布,距轴线等距离处的B 的大小总是相等的
(2)导线受安培力作用,线圈转动,螺旋弹簧变形,反抗线 圈的转动,电流越大,安培力越大,螺旋弹簧的形变也越大
(3)I与指针偏角θ成正比,表盘刻度均匀
(4)保护地球生命,射向地球的高速带电粒子不直接到达地球。
四、电流周围的磁场分布 (1)直线电流的磁场
立体图
纵截面图
①安培定则:右手握住直导线,大姆指方向与电流的方向 一致,则弯曲四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.
②磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆, ③离电流越远,磁场越弱
四、电流周围的磁场分布 (2)环形电流的磁场
【答案】 A
10、如图甲所示,条形磁铁平放于水平桌面上,在它的 正中央上方固定一根直导线,导线与磁场垂直,现给导线 中通以垂直于纸面向外的电流,则下列说法正确的是 () A. 磁铁对桌面的压力减小 B. 磁铁对桌面的压力增大 C. 磁铁对桌面的压力不变 D. 以上说法都不可能
【答案】 A
11、如图所示,M1与M2为两根原未被磁化的铁棒,现将 它们分别放置于如图所示的位置,则被通电螺线管产生
可能是( BC )
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
一、磁场的性质 4.本质 安培分子电流假说,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
①.磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由运动电荷引起的 ②.有磁必有电,有电不一定有磁
流I时,导线的运动情况是(从上往下看)( A )
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
8. 在同一平面上有四根彼此绝缘的通电直导线,如图所示,四根导
线中电流 I4=I3>I2>I1,要使 O 点磁场增强,则应切断哪一根导线
高三总复习 选修3-1
8.1磁场的描述、磁场对电流的作用
一、磁场的性质 1. 来源:磁体、电流(运动电荷)或变化的电场均可产生磁场
磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种特殊物质 2. 基本性质:对放入磁场中的磁体、电流和运动电荷有磁场 力的作用.
磁极与磁极、磁极和电流、电流和电流之间的相互作用 都是通过磁场来传递 同向电流相吸,异向电流相斥
磁场方向、磁感应强度方向、磁感线切线方向、小磁针 静止时N极所指的方向是一致的. 1、磁场线是为了形象地描述磁场中各点磁场强弱和方向而引 起的,假想的、实际不存在
2、磁场线每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致
3、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱
4、磁感线是闭合曲线
外部N到S, 内部S到N
5、磁感线不能相交,也不能相切
2、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
五、安培力
1.安培力的大小 (1)磁场和电流垂直时: F=BIL
(2)磁场和电流平行时:F=0.
由平衡条件有水平方向:Ff=Fsin θ, 竖直方向:FN=Fcos θ+mg,且 F=BIL, 从而得 Ff=BILsin θ,FN=BILcos θ+mg.
答案:BILcos θ+mg BILsin θ
14、如图所示,在倾角 θ=30°的斜面上固定一金属框,框宽 l=0.25 m,接入电动势 E=12 V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质 量 m=0.2 kg 的金属棒 ab,它与框架的动摩擦因数 μ= 66.整个装 置放在磁感应强度 B=0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中.当调节 滑动变阻器 R 的阻值在什么范围时,可使金属棒静止在框架上? (框架与棒的电阻不计,g 取 10 m/s2)
静电场周围没没有磁
二、磁场的描述
定量描述
磁感应强度 定性描述
(一)磁感应强度
1、物理意义:描述磁场强弱的物理量
F
2、大小:B=_I_L__(通电直导线垂直于磁场).
磁感线
①比值定义:B由磁场本身决定,不随IL的变化而变化
②B= IFL只有通电导线与磁场垂直才有意义,F=0,B不一定为0
B与I不垂直时,F≠BIL
F⊥B,F⊥I,但B与I不一定垂直
B1 B
B2
3、画出图中安培力的方向。
F
×F
F
F
注:安培力的方向总与导线垂直,与磁感应强度垂直。
4、画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
(3)F=BIL,L是有效长度,即垂直于磁感应强度方向的长度
有效长度L等于始端流向
末端的直线长度
闭合导线有效长度L=0
F=BI·L,
【答案】 1.4 Ω≤R≤8.2 Ω
14、在水平面上平行放置着两根长度均为 L 的金属导轨 MN 和 PQ,导 轨间距为 d,导轨和电路的连接如图所示.在导轨的 MP 端放置着一根 金属棒,与导轨垂直且接触良好.空间中存在竖直向上的匀强磁场,磁
感应强度为 B.将开关 S1 闭合,S2 断开,电压表和电流表的示数分别为 U1 和 I1,金属棒仍处于静止状态;再将开关 S2 闭合,电压表和电流表的 示数分别为 U2 和 I2,金属棒在导轨上由静止开始运动,运动过程中金属 棒始终与导轨垂直.设金属棒的质量为 m,金属棒与导轨之间的动摩擦 因数为 μ.忽略导轨的电阻以及金属棒运动过程中产生的感应电动势,重 力加速度为 g,求:(1)金属棒到达 NQ 端时的速度大小;
立体图
纵截面图
①安培定则:让右手弯曲得人四指与环形电流的方向一致, 伸直的拇指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向
②环形电流的两侧是N极和S极
③地磁场可能与环形电流有关
四、电流周围的磁场分布 (3)通电螺线管的磁场
立体图 ①安培定则:右手握住通电螺线管,四指方向跟电流方向一 致,大姆指所指的方向为通电螺线管内部的磁感线方向. ②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,内部磁场比管口大。 匀强磁场:物理学中,把磁感线的间距相等、相互平行且指 向相同的磁场叫做匀强磁场.
中的电流( A )
A. I1
B. I2
C. I3
D. I4
9、如图所示,把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方,
导线可以自由移动,当导线通过电流I时,导线的运动情况
是(从上往下看)( ) C
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
磁场的作用力的合力( A )
A.方向沿纸面向上,大小为( 2+1)BIL B.方向沿纸面向上,大小为( 2-1)BIL C.方向沿纸面向下,大小为( 2+1)BIL D.方向沿纸面向下,大小为( 2-1)BIL
4. (2011年镇江模拟)如图所示,若一束电子沿y轴正方向移 动,则在z轴上某点A的磁场方向应该是( B )
③B是矢量,方向:小磁针静止时N极所指的方向
3、单位:特斯拉,符号T,1 T=1 N/(A·m) 4、定义式也适用非匀强磁场,此时L应很短,IL称电流元
(二)磁感线:
在磁场中人为地画出一系列曲线,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.磁感线的疏密程度表示磁场的强弱
6.(2011年江苏徐州模拟)如图所示,把轻质导线圈用绝 缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心, 且垂直于线圈平面,当线圈中通入如图方向的电流后,
线圈的运动情况( ) A.
A.线圈向左运动 B.线圈向右运动 C.从上往下看顺时针转动 D.从上往下看逆时针转动
电流元法
等效法
7.如图所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁 磁极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电
小为零 D.在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大
2、(2010·聊城测试)根据磁感应强度的定义式 B=IFL,下列说法中正
确的是( D )
A. 在磁场中某确定位置,B 与 F 成正比,与 I、L 的乘积成反比
B. 一小段能通电直导线在空间某处受磁场力 F=0,那么该处的 B
一定为零
C. 磁场中某处的 B 的方向跟电流在该处受磁场力 F 的方向相同
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