2014浦东新王牌高二物理磁场磁感应强度.docVIP

第14讲磁场磁感应强度 知识解读： 1．磁现象 (1)磁体上有N极和S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。此外，磁体能吸引铁质物体。 (2)通电直导线附近的小磁针会发生偏转 (3)力的作用是相互的，磁体附近的通电导线也一定受到力的作用 (4)通电导线周围表现出了磁的特性，因此通电导线之间以磁为媒介相互作用—同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。 分析通电导线之间的相互作用一定不是电荷之间通过电场相互作用。 ①不通电则无作用。 ②导体通电是由于电荷的定向移动，并不是有多余电荷，导体导电时不显电性。 2．磁场 (1)磁场的属性磁场是电流或磁体周围空间存在的一种特殊物质，这种物质看不见、摸不着，但它对引入其中的磁体、电流和运动电荷均可以产生力的作用。也就是说，磁场是传递磁体与磁体、磁体与电流（运动电荷）、电流与电流之间相互作用的媒介。 (2)磁场的来源 ①永磁体 — 磁铁吸引铁钉实验； ②电流 — 奥斯特实验； ③运动电荷 — 罗兰实验； ④变化的电场 — 麦克斯韦电磁场理论、赫兹实验。 (3)磁场的方向规定在磁场中的任一点（场点），小磁针北极（N极）所受磁场力的方向，即小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向。 (4)磁场的形象描绘 — 磁感线 为形象直观地反映磁场的强弱和方向，在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场万向，曲线的疏密能定性地表示磁场的强弱，这样的一系列曲线称为磁感线。 说明： ①磁感线是将抽象的东西形象化表示的产物，是研究磁场的工具。 ②磁感线并非客观存在于磁场中的真实曲线，而是人为假想的曲线。实验时常利用被磁化的铁屑来模拟磁感线的分布情况，目的只是为了将看不见、摸不着的磁场变得具体、形象，给研究者带来方便，绝不能因此而认为磁感线是由铁屑排列而成的。另外，被磁化的铁屑显示的也只是一个平面上的磁感线分布情况，而磁体周围的磁感线是分布在三维空间的曲线。 ③磁感线是互不相交、也互不相切的闭合曲线。 ④磁感线上每一点的切线方向代表着该点的磁场方向。 ⑤磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱。在同一磁场中，磁感线越密集的地方磁场越强，磁感线越稀疏的地方磁场越弱。 ⑥没有画出磁感线的地方，并不表示那里没有磁场存在；通过磁场中的任一点，总能而且仅能画出一条磁感线。 ⑦典型磁场的磁感线分布图。 3．电流的磁场安培定则磁感线分布 (1)直线电流的磁场用右手握住通电直导线，让伸直的大拇指指向电流的方向，弯曲的四指所指的方向，就是磁感线的环绕方向。 直线电流周围空间的磁场是以通电直导线为轴对称分布的非匀强磁场，越靠近直线电流的地方，磁场越强；越远离直线电流的地方，磁场越弱。 (2)环形电流的磁场 伸出右手使手掌及四个手指弯曲，并使四指的弯曲方向和环形电流的方向一致，则伸直的大拇指所指的方向即为环形电流中心垂直轴上的磁感线的方向。 环内磁感线的方向与中心垂直轴线上的磁感线方向一致；环外磁感线的方向与中心垂直轴线上的磁感线方向相反。 (3)通电螺线管的磁场 用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向电流的方向，则伸直的大拇指的指向为通电螺线管中心轴线上的磁感线方向），而螺线管外部的磁场分布与条形磁铁外部空间的磁场分布类似。 特别地，无限长通电螺线管内部的磁感线是彼此平行且均匀分布的一簇直线，即可视为匀强磁场。一对距离较近的大异名磁极之间的中间区域的磁场也可以近似看作匀强磁场。 4．磁通量Φ、磁感应强度 (l)磁通量：穿过某一面积的磁感线条数叫做穿过该面积的磁通量。用符号Φ表示。 单位：在国际单位制中。的单位是韦伯（wb）。 性质：磁通量既有大小，又有方向，但运算满足代数运算法则，而不是矢量合成和分解的平行四边形法则。因此，磁通量是有向标量。所以，当某块面积上有磁感线回穿现象（即磁感线出现反向情况）时，穿过该面积的磁通量应为正穿与回穿的磁感线条数之差；穿过一个封闭面积的磁通量一定为零。 (2)磁感应强度磁感线越密的地方，磁场越强，穿过垂直于磁感线平面单位面积的磁感线的条数越多。 物理学中，把磁感线垂直穿过某单位面积上的磁通量叫做磁感应强度，用B表示。磁场中某处磁感应强度的大小表示该处磁场的强弱，即B=Φ/S。在国际单位制中，磁感应强度B的单位是特斯拉（T），即1T=1Wb/m2 特性：磁感应强度是矢量，其方向为小磁针静止时N极所指的方向，即磁场方向，也是过该点的磁感线的切线方向。磁感应强度的叠加或分解遵循平行四边形法则。 线圈的有效面积：这里有两层含义，其一是指线圈面积在垂直于磁场方向上的投影，即Φ=B·S·sinα(α为磁场方向与线圈平面间的夹角）中的S·sinα；其二是指线圈内部存在磁场部分的面积。 磁通密度：令α=900，则有