(完整版)高中物理选修3-1笔记磁场

第三章磁场

3.1磁现象和磁场

一、磁现象

1.磁性：物质具有吸引铁钴镍等物质的性质称为磁性。

2.磁体：具有磁性的物质叫磁体。

3.磁极：磁性最强的部分叫磁极。任何磁铁都有两个磁极，一个叫S极，一个叫N极。

4.磁极之间的相互作用：同名相斥，异名相吸。

二、电流的磁效应

1.电流对小磁针的作用（丹麦物理学家奥斯特）

1）现象：通电后，通电导线下方的与导线平行的小磁针发生偏转。

2）注意：为排除地磁场的影响，小磁针及通电导线均应南北放置。

3）结论：通电导线周围有磁场产生。

2.磁铁对通电导线的作用

结论：磁铁会对通电导线产生力的作用，使导体偏转。

3.定义：通电导体的周围有磁场，电流的磁场使放在导体周围的磁针发生偏转，磁场的方向跟电流有关，这种现象叫电流的磁效应。

三、磁场

1.定义：磁场是磁体或电流周围存在的一种特殊物质。

2.性质：对放入其中的磁极或电流产生力的作用。

3.产生：

1）永磁体

2）电流

4. 小磁针静止时N极所指的方向即为该点的磁场方向。

四、地磁场

1.两极

1）地理南极是地磁北极

2）地理北极是地磁南极

2.定义：地球周围存在着的磁场叫做地磁场

3.地磁偏角

地轴与磁轴之间的夹角称为地磁偏角

3.2磁感应强度

一、磁感应强度

1.定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受的安培力跟电流I和导线长度L的乘积的比值叫磁感应强度。

2.物理意义：表示磁场强弱和方向的物理量

3.表示：B

4.公式

B=

F

电流方向与磁场方向垂直

5.单位：特斯拉，简称特，符号T。（1T=1N

）

6.方向：小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向。即磁场方向。

三、探究影响通电导线受力的因素

1.电流元：把很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫电流元。

2.检验电流：为了间接了解磁场特性而垂直放入磁场的电流元称为检验电流。

3.方法

1）保持I不变，改变L

2）保持L不变，改变I

4.结论

F∝IL

3.3几种常见的磁场

一、磁感线

1.定义：在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，这样的曲线称为磁感线。

2.特征

1）磁感线是闭合曲线

2）在磁体外部，磁感线N→S；在磁体内部，磁感线S→N

3）磁感线密的地方磁场强，磁感线疏的地方磁场弱

4）磁感线的切线方向为在该点的磁场方向，即静止小磁针N极所指方向

5）磁感线永不相交

6）磁感线是看不到的

二、几种常见的磁场

1.判定方法——安培定则（右手螺旋定则）

1）直线电流

右手握住导线，让伸直的拇指所指方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是环形导线轴线上的磁感线方向。

2）环形电流

右手握住环形导线，弯曲的四指所指的方向与电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上的磁感线方向。

3）通电螺线管

右手握住螺线管，弯曲的四指所指的方向与电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线方向。

三、叠加原理

若空间同时存在几个磁场，空间某处的磁场由其叠加而成。（矢量叠加）

四、安培分子电流假说（磁场是由运动电荷产生的），只能解释某些现象

1.内容：在原子、分子等物质微粒内部存在一种环形分子电流，分子电流使每个物质微粒都称为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极。

2.对磁现象的解释

1）磁化现象

未磁化的，内部各分子电流的取向杂乱无章，磁性相互抵消。当受到外界磁场的作用，各分子电流取向变得大致相同，两端显示较强的磁性作用。

2）消磁

磁体受到高温或猛烈撞击时，在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流取向重新变得杂乱无章，磁性消失。

五、匀强磁场

1.定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应大小和方向都相同，这个区域

的磁场叫匀强磁场。

2.具体举例

1）距离很近的两个异名磁极（除边缘外）

2）通电螺线管内部

3.磁感线：间隔相同的平行直线。

六、磁通量（Φ）

1.定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量。

Φ=BS

2.单位：韦伯，简称韦。符号Wb。1Wb=1T/m2

3.4磁场对通电导线的作用力

一、安培力的方向

1.安培力：通电导线在磁场中受到的力称为安培力

2.判断安培力的方向——左手定则

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受安培力的方向。

不论I是否与B垂直，I永远与F垂直。

已知F，I的方向，不能确定B的方向。

二、安培力的大小

1.公式：

F=BIL

适用条件：匀强磁场

若L与B成θ角时， F=BI Lsinθ

2.L的有效长度

若为曲线导线，且所在平面与B垂直，则L为始末端距离；若为闭合线圈，且所在平面与B垂直，则F=0

三、安培力做功的实质

起传递能量的作用，将电源的能量转化为通电导线的机械能。