【高中物理】磁场基本性质磁场对电流的作用

【高中物理】磁场基本性质磁场对电流的作用【高中物理】磁场基本性质、磁场对电流的作用一.教学内容：1.磁场基本性质2.磁场对电流的作用【要点读取】磁场基本性质（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：所有的磁现象都可以归咎于运动电荷之间通过磁场而出现的相互作用．（二）磁感线为了叙述磁场的高低与方向，人们在磁场中画出来的一组存有方向的曲线．1、疏密表示磁场的强弱．2、每一点切线方向则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、坯强磁场的磁感线平行且距离成正比．没图画出来磁感线的地方不一定没磁场．5、安培定则：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同心圆，每点磁场方向是在该点的切线方向。

*记诵常用的几种磁场的磁感线：（三）磁感应强度1、磁场的最为基本的性质就是对放进其中的电流或磁极有力的促进作用，电流旋转轴磁场时受到磁场力最小，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则表示磁场高低的量．就是矢量．②大小：（电流方向与磁感线垂直时的公式）．③方向：左手定则：就是磁感线的切线方向；就是大磁针n极受力方向；就是大磁针恒定时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的定了，则该处磁感应强度的大小与方向都就是定值．⑥匀强磁场的磁感应强度处处相等．⑦磁场的共振：空间某点如果同时存有两个以上电流或磁体唤起的磁场，则该点的磁感应强度就是各电流或磁体在该点唤起的磁场的磁感应强度的矢量和，满足用户矢量运算法则。

（四）磁通量与磁通密度1、磁通量φ：沿着某一面积磁力线条数，就是标量．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与面横向时），φ＝bscosθ，scosθ为面积旋转轴b 方向上的投影，θ就是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．表明：磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的促进作用，磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观整体表现即为为安培力．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。

3、安培力公式的适用于条件：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i1//i2，如i1在i2处为磁场的磁感应强度为b，则i1对i2的安培力f＝bi2l，方向向左，同理i2对i1，安培力向右，即为同向电流万有引力，异向电流背道而驰．高中学习方法②根据力的相互作用原理，如果就是磁体对通电导体有力的促进作用，则通在电导体对磁体存有反作用力．两根通电导线间的磁场力也遵从牛顿第三定律．（二）左手定则1、用左手定则认定安培力方向的：抬起左手，并使拇指跟其余的四指横向且与手掌都在同一平面内，使磁感线横向沿着手心，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横向，大拇指所指的方向就是通电导线所受到安培力的方向．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i三者的关系①已知i、b的方向，可惟一确定f的方向；②未知f、b的方向，且导线的边线确认时，可以惟一确认i的方向；③已知f、i的方向，磁感应强度b的方向不能惟一确定．4、由于b、i、f的方向关系常就是在三维的立体空间，所以解本部分问题时，应当具备较好的空间，必须擅于把立体图画变为不易分析的平面图，即为图画变成俯视图，剖视图，侧视图等．【规律方法】磁场基本性质【例1】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）a.拎负电；b.拎正电；c.不带电；d.不能确定答案：直角向上【例3】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？答案：在a、c区域平均值磁感应强度最小，在a区磁场方向向里．c区磁场方向向外．【例4】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.沿着两圆面的磁通方向就是横向纸面向外b.穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里c.φb＞φcd．φb＜φc点评：要知道一个面上的磁通量，在面积不变的条件下，也必须知道磁场的磁感线的分布情况．因此，牢记条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电螺线管和通电圆环等磁场中磁感线的分布情况在电磁学中是很必要的．磁场对电流的促进作用安培力的性质和规律：①公式f=bil中l为导线的有效率长度，即为导线两端点所连直线的长度，适当的电流方向沿l由始端流向末端．如图所示，甲中：甲乙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．【基准1】如图所示，一条形磁铁放到水平桌面上在其左上方紧固一根与磁铁横向的长直导线，当导线富诚纯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.磁铁对桌面的压力增大，且受向右的摩擦力促进作用c.磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用d.磁铁对桌面的压力减小，且受向右的摩擦力促进作用对导线：bx产生的效果就是磁场力方向直角向上．by产生的效果是磁场力方向水平向左．根据牛顿第三定律：导线对磁铁的力存有直角向上的作用力，因而磁铁对桌面压力减小；导线对磁铁的力存有水平向右的作用力．因而磁铁存有向右的运动趋势，这样磁铁与桌面间便产生了摩擦力，桌面对磁铁的摩擦力沿水平方向向左．答案：c【基准2】例如图在条形磁铁n极处装设一个线圈，当线圈中通存有逆时针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏移？解析：杆的受力情况为：答案：ab【例5】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，磁感应强度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？∴当α＋β=90°时，（2）当fn=0时，则bil＝mg，∴bil=mg，由左手定则言b方向水平向左．【模拟1.如图所示，正四棱柱abed－a'b'c'd'的中心轴线oo'处为一无穷短的载流直导线，对该电流的磁场，以下观点中恰当的就是（）a.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等b.四条两端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小2一小段通电直导线长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3.如图所示边长为10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b1＝0.6t，b2=0.4t的匀强磁场。

若从上往下看，线圈逆时针转过37°时，穿过线圈的磁通量改变了多少？【试题答案1.解析：因通电直导线的磁场分布规律是b∝1/r，故a，c正确，d错误．四条侧棱上的磁感应强度大小相等，但不同侧棱上的点的磁感应强度方向不同，故b错误．答案：ac2.解析：由b＝f/il所述f/il＝2（t）当一小段直导线旋转轴磁场b时，受力最小，因而此时可能将导线与b不横向，即bsinθ＝2t，因而b≥2t。

挑选b。

答案：b3.解析：在原图示边线，由于磁感线与线圈平面横向，因此φ1＝b1×s/2＋b2×s/2＝（0.6×1/2＋0.4×1/2）wb=0.5wb当线圈拖oo/轴逆时针抬起37°后，（见到图中虚线边线）：φ2＝b1×sn/2＋b2×sn/2＝b1×(scos37°)/2＋b2×(scos37°)/2＝0.4wb磁通量变化量δφ=φ2－φ1＝（0.4－0.5）wb=－0.1wb所以线圈转过37°后，穿过线圈的磁通量减少了0.1wb．4.解析：因在赤道附近带电粒子运动方向与地磁场对数横向，而在两极趋向平行．答案：b5.解析：超导体中产生的就是感应电流，根据楞次定律的“怕吃苦减同”原理，这个电流的磁场方向与原磁场方向恰好相反，对磁体产生排挤作用力，这个力与磁体的重力相平衡．挑选d答案：d6.解析：由对称性所述金属棒在o点的相互作用力也为f，所以oa边和ab边所受到安培力的合力为2f，方向向右，根据左手定则所述oa边和ab边所受到安培力f1、f2分别与这两边横向，由力的制备法则纡出来f1=f2=2fcos45°=f＝bil，i=f／bl。