磁场磁场对电流的作用

第十章磁场

考纲预览

71.电流的磁场 (I)

72.磁感应强度、磁感线、地磁场 (Ⅱ)

73.磁性材料、分子电流假说 (Ⅱ)

74.磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则 (Ⅱ)

75.磁电式电表原理 (I)

76.磁场对运动电荷的作用，洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动 (Ⅱ)

77.质谱仪，回旋加速器 (I)

说明：

1.安培力计算限于直导线跟B平行或垂直的两种情况

2.洛伦兹力的计算限于v跟B平行或垂直的两种情况

热点提示

1.电流的磁场

2.磁感应强度、磁感线

3.安培力、左手定则

4.洛伦兹力，粒子在磁场中的运动

5.对安培定则和左手定则的考查，以定性分析为主，如对电流产生磁场的判断、安培力作

用下的运动、运动电荷在磁场中的受力等

6.带电粒子在有界磁场中的运动，是高考的热点和重点之一，此类问题很好地体现了“数

理结合”思想，综合性强，能力要求高

7.带电粒子在复合场中的运动，是力学和电学的综合点，涉及的知识较多，解决时要注意

力学知识及三大方法的渗透

8.理论联系实际，对一些应用类模型，如速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电

机等，应灵活应用所学知识、分析工作原理、推导相关物理量

磁场磁场对电流的作用

一、磁场

1.磁场：磁极、电流和运动电荷周围存在的一种_______，其最基本的性质是对放入其中

的_______、_______有力的作用．

2.磁场的方向：在磁场中的任一点，小磁针_____极受磁场力的方向，就是那一点的磁场

方向(或小磁场静止时_____极所指方向)．

3.磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线的_______表示该位置的磁场方向，曲

线的_______能定性地描述磁场的强弱，这一系列曲线称为磁感线．磁感线不_______、不

_______；磁感线是_______曲线(磁体外部由N→S，内部由S→N)．

条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管形成的磁场的磁感线分布各有何

特点?你能画一画吗？

4.地球本身也会在附近的空间产生磁场，叫做地磁场．地球的磁场与条形磁体的磁场相似，

其主要特点有三个：

(1)地磁场的N极在地球_______附近。S极在地球_______附近．

(2)地磁场B的水平位置Bx总是从地球_______指向地球_______；而竖直分量By在南半

球垂直地面_______，在北半球垂直地面_______。

(3)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平_______.

4.电流的磁场安培定则

(1)三种典型的电流磁场：直线电流的磁场、环形电流的磁场、通电螺线管的磁场．

(2)电流产生的三种磁场的磁感线方向都是由_______判断．

说明：熟悉几种典型磁体、电流的磁场的磁感线分布，有助于快速、准确地分析和求解相关问题．

5.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。

二、磁感应强度

1.磁感应强度：在磁场中垂直磁场方向放置一小段长为L 的通电直导线，磁场对通电导线的磁场力F 与电流I 和长度L 乘积的比值，定义为该处的磁感应强度B ，即=B _______

．

说明：①=B _______为磁感应强度的定义式，磁感应强度B 是由磁场_______性质决定的，

与磁场中是否存在_______及_______的乘积大小无关．

②磁感应强度B 是矢量，其方向是小磁针静止时N 极的指向．

磁感应强度的方向还可以怎样表述?与“=E q

F ”相类比，能不能说：“磁感应强度方向就是磁场中电流所受磁力方向”、“通电导线(I 、L 确定)受力大的地方，磁场一定强(B 大)”?

③单位：特(T) =T 1_______

2.匀强磁场：磁感应强度大小处处相等，方向处处相同的区域里的磁场叫做_______磁场。

3.匀强磁场的磁感线是分布均匀的_______．

磁场的叠加：空间如果同时存在两个或两个以上的电流或磁体在某点激发磁场，则该点的磁感应强度B 是各电流或磁体在该点激发磁场的磁感应强度的_______．且满足_______.

三、磁场对电流的作用——安培力

1.安培力的大小：=F _______(θ为I 和B 的夹角)

①当B I ⊥时(︒=90θ)，=max F _______；

②当B I //时(︒=0θ)，=min F _______.

2.安培力的方向：由左手定则判断

特点：安培力的方向总是垂直于___________________，即一定既和B 垂直又和I 垂直，如图所示．

3.应用：电流表的工作原理

通电线圈在_______分布的磁场中受到磁力矩的作用，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，从而产生转动力矩，当两力矩平衡时线圈停止转动． 四、磁场与电场的对比

磁场 电场

产生

1.磁体(或变化的______)周围存在磁场

2.运动电荷周围存在磁场 1.电荷周围存在电场 2.变化的______周围存在电场

1.对其中的运动电荷(通电导线)有力的作用，但)//(//B I B v 时，F=0 1.对其中的______有力的作用

作用 2.力的方向由电荷正负、磁场方向以及电荷的运动方向

决定——遵循 定则 2.力的方向只由电荷正负、______方向决定

强弱的定义 通电导线在与磁场垂直时，IL 的乘积与该情况下导线受力大小来定义磁场的强弱——磁感应强度 定义式：______(B L ⊥) 单位：)(,m A N T T ⋅=11

通过单位电荷受力的大小来定义电场的强

弱——电场强度

定义式：______

单位：N/C 或V/m

方向的规定 规定小磁针

N 极受力方向为磁场方向 规定正电荷受力方向为电场方向

形象的描述 磁 感 线 疏密表示强弱，闭合 电场线 疏密表示强弱，不闭合

切线方向表示磁感应强度方向 切线方向表示电场强度方向

磁体外从N 极到S 极，磁体内从S 极到N 极

从正电荷到负电荷或从正电荷到无穷

远或从无穷远到负电荷 [例1] 如图所示，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

[例2] 关于磁感应强度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，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致

C ．在磁场中某点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，磁感应强度越大

[例3] 在纸面上有一个等边三角形ABC ，其顶点处都通有相同电流的三根长直导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的中心O 产生的磁感应强度大小为0B 则中心O 处的磁感应强度大小为_______________.

[例4] 如图(a)所示，不在同一平面内的两互相垂直的导线，其中MN 固定，PQ 可以自由运动，当两导线中通入图示方向电流1I 、2I 时．导线PQ 将 ( )

A. 顺时针方向转动，同时靠近导线MN

B. 顺时针方向转动，同时远离导线MN

C ．逆时针方向转动，同时靠近导线MN

D ．逆时针方向转动，同时远离导线MN