磁场基础知识

《磁场》复习

（一）磁场：

1. 在电流和磁体周围存在磁场。（丹麦奥斯特实验电生磁）

2. 磁体的磁极和电流磁场是由运动电荷产生的。——磁现象的电本质。

安培提出分子电流假说：

N

S N S N

3. 变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦电磁场理论）

4. 磁场的基本性质：对放入磁体磁极、电流、运动电荷有磁场力作用。 （二）描述磁场： 1. 磁感（应）强度：B

⎪⎭⎫ ⎝

⎛

∝=⊥r I B IL F B B I 场安（定义式）时，）定义：（1

（2）方向：即磁场方向，即小磁针在该点静止时N 极指向（非F 安方向，F 安⊥B ） （）单位：特斯拉，符号。·311T T N

A m

=

（4）磁场叠加：几个场电流在某点的磁感强度B 等于各场电流单独在该点产生B i 的矢量和遵循平行四边形定则。 2. 磁感线：

（2）在磁体外部磁感线N →S ，在磁体内部S →N ，是闭合曲线。 （3）5个典型磁场磁感线分布图（立体图、平面图）

条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管。

安培定则

⎩⎨

⎧疏密大小）

磁场强弱（在该点切线方向。方向）

磁场方向（）（B B 1

（4）地磁场： 3.

磁通量ϕ

（1）定义：穿过某一面积的磁感线条数。

B

B

⊥

（）标量，有正负之分。（其正负代表从哪一面穿过）3ϕ

ϕϕϕ=+=-1212

22

B S B S

··

1

2

S

2

S 2

方向上的投影面积）在垂直

：（·）匀强磁场中：（B S S S B ⊥=ϕ2

（）421∆ϕϕϕ=-

转°，转°，9001802∆∆ϕϕ=-=-=--=-BS BS BS BS BS

注：一般说磁通量变化量或改变量均为||∆ϕ

（三）磁场力

1 磁场对电流——安培力

B I

I θ B //

B

B ⊥

（2）电场中

F

电

与E 方向在同一直线上。

（）方向：左手定则：四指，大拇指安2→→I F

注：（1）F 安⊥B 且F 安⊥I 2. 磁场对运动电荷——洛仑兹力：

B

F洛

（）大小：，，，

洛洛

10

v B f Bqv v B f

⊥==

//

运动方向

（）方向：左手定则：四

指大拇指

运动反向

洛

+

→→

-

2f

注：且

洛洛

f B f v

⊥⊥

（3）f洛对运动电荷永不做功。

注：可能对运动电荷做功

匀

强

·

电电

F W Uq Eq S

F

=±±

3. 定性判断导线或线圈在安培力作用下的运动问题。

N

F静=0

N

F静水平向左

F

F

右

右

安

（1）平行电流分析法：

同向平行电流引力，异向平行电流斥力。

1

B

F1=F2

判断：左侧通电直导线固定，右侧轻质通电线框。

F ab>F cd，向左平动，靠近直导线。

直导线所受反作用力水平向右。

I

光滑杆上两通电圆环，相互靠近。

（2）特殊位置分析法：

固定通电导线AB下方有一自由水平导线CD。

导线CD逆时针转动，同时靠近AB。（转90°平行）

条形磁铁N极旁有一悬挂的通电圆环。

从上往下看：顺时针转动，同时向N极靠近。

（3）等效分析法：环形电流，通电螺线管等效为条形磁铁。

4. 安培力平衡、牛顿定律问题：

其余电阻不计，轨道光滑，导体棒ab要静止在斜面上，求B。

画受力平面图：

F m g t g B I L I E

R r

安，===

+θ

思考：（1）使导体棒静止需加B 1的最小值及方向？

由沿斜面向上垂直斜面向上。安安F B F mg ⇒=sin θ

（2）如磁场方向限定在此平面内，确定棒能静止斜面上的B 所有可能方向。 B F 方向方向安⇒

（1）→B

（2）沿斜面向上B

[)

0，πθ

-5. 带电粒子在磁场中运动：

×B

×

×

（），，静止

洛

100

v f

==

（），，匀速直线

洛

20

v B f

//=

（），，匀速圆周运动

洛

3v B f Bqv

⊥=

m

v

R

F f B q v R

mv

Bq

2

====

向洛

，

T

R

v

m

Bq

T

==

22

ππ

注：与粒子运行速度无关。

（4）研究方法：

①定圆心，画轨迹。

②利用几何知识和三角形知识求解R（半径），θ（偏转角）

③粒子在磁场中运动时间：弧度制

t T

m

Bq

==

θ

π

θ

θ

2

()

1

R

1

-