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磁场复习
磁场:电能生磁,磁能生电,磁对电流(运动的电荷)有力的作用
1.磁场 磁感应强度 磁感线 磁通量Ⅰ
(1)、磁场
磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质。
(1)磁场的基本特性——磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。
(2)磁现象的电本质——磁体、电流和运动电荷的磁场都产生于电荷的运动,并通过磁场而相互作用。
(3)最早揭示磁现象的电本质的假说和实验——安培分子环流假说和罗兰实验。
【答案】C.
【例】
【答案】C,D
试题分析:安培的分子环形电流假说是说核外电子绕原子核作圆周运动故可以解释磁化、退磁现象,通电导线的磁场是由自由电荷的定向运动形成的,即产生磁场的不是分子电流,故不能解释电流为什么能产生
(2)、磁感应强度
为了定量描述磁场的大小和方向,引入磁感应强度的概念,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值,叫通电导线所在处的磁感应强度。用公式表示是
磁感应强度是矢量。它的方向就是小磁针N极在该点所受磁场力的方向。
公式是定义式,磁场中某点的磁感应强度与产生磁场的磁极或电流有关,和该点在磁场中的位置有关。与该点是否存在通电导线无关。
(3)、磁感线
磁感线是为了形象描绘磁场中各点磁感应强度情况而假想出来的曲线,在磁场中画出一组有方向的曲线。在这些曲线上每一点的切线方向,都和该点的磁场方向相同,这组曲线就叫磁感线。磁感线的特点是:
磁感线上每点的切线方向,都表示该点磁感应强度的方向。
磁感线密的地方磁场强,疏的地方磁场弱。
在磁体外部,磁感线由N极到S极,在磁体内部磁感线从S极到N极,形成闭合曲线。
磁感线不能相交。
对于条形、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线画法必须掌握。
(4)、磁通量()和磁通密度(B)
磁通量()——穿过某一面积(S)的磁感线的条数。
磁通密度——垂直穿过单位面积的磁感线条数,也即磁感应强度的大小。
与B的关系 = BScos?式中Scos?为面积S在中性面上投影的大小。
公式 = BScos?及其应用
磁通量的定义式 = BScos?,是一个重要的公式。它不仅定义了的物理意义,而且还表明改变磁通量有三种基本方法,即改变B、S或?。在使用此公式时,应注意以下几点:
(1)公式的适用条件——一般只适用于计算平面在匀强磁场中的磁通量。
(2)?角的物理意义——表示平面法线(n)方向与磁场(B)的夹角或平面(S)与磁场中性面(OO?)的夹角(图1),而不是平面(S)与磁场(B)的夹角(?)。
因为? +? = 90°,所以磁通量公式还可表示为 = BSsin?
(3)是双向标量,其正负表示与规定的正方向(如平面法线的方向)是相同还是相反,当磁感线沿相反向穿过同一平面时,磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数——磁通量的代数和,即
= 1-2
【答案】BD
【例】
【答案】
【例题】
【答案】
【例题】
【答案】
2.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ
用安培定则判定
通电直导线周围:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
通电线圈周围磁场:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.安培力 安培力的方向Ⅰ
磁场对电流的作用力,叫做安培力。
安培力的方向用左手定则判定: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。
.匀强磁场中的安培力Ⅱ
如图所示,一根长为L的直导线,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,且与B的夹角为?。当通以电流I时,安培力的大小可以表示为F = BIl sin?式中?为B与I(或l)的夹角
当θ=0o时,即电流与磁场平行时,安培力最小,为F=0;
应用安培力公式应注意的问题
第一、安培力的方向,总是垂直B、I所决定的平面,即一定垂直B和I,但B与I不一定垂直(图3)。
第二、弯曲导线的有效长度L,等于两端点连接直线的长度(如图4所示)相应的电流方向,沿L由始端流向末端。
所以,任何形状的闭合平面线圈,通电后在匀强磁场受到的安培力的矢量和一定为零,因为有效长度L = 0。
公式的适用条件——一般只运用于匀强磁场。
【例】
【答案】A
【答案】D
【例】
【答案】
【例】
【答案】
【例】
【答案】
【例】
5.洛仑兹力 洛仑兹力的方向Ⅰ
磁场对运动电荷的作用力称为洛仑兹力。
洛仑兹力的方向依照左手定则判定: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
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