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磁场上课讲述
F I B F I B α α B B I F α B I 30° F F I I I B B B 练习:安培力方向的判断 问题:如图所示,两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用 请使用刚学过的知识解释本实验结果。 同向电流相互吸引,反向电流相互排斥。 结论: I I F F 分析: 电流方向相同 电流方向相反 I I F F (1) 在匀强磁场中,在通电直导线与磁场方向垂直的情况下,导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。 问题:如果既不平行也不垂直呢? 即: (2)平行时: B θ I 二、安培力的大小 I B 把磁感应强度B分解为两个分量: 一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ 平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力,通电导线所受作用力仅由B1决定 即F=B1IL F=BILsinθ θ B2 B1 将B1=Bsinθ代入得 (3)通电直导线与磁场方向不垂直的情况 θ表示磁场方向与电流方向间的夹角 公式: 注:在中学阶段,此公式仅适用于匀强磁场 将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图所示,已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向 I B I B 30° I B 1、磁电式电流表的构造:刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴(软铁制成) 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯(软铁制成)。 铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。 . 三、磁电式电流表 立体图: 二、几种常见的磁场的磁感线分布 同名磁极 异名磁极 c.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱 d.任何两条磁感线都不相交、不相切 磁感线的特点: a.为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线 b.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向 e. 磁感线是闭合曲线 在磁体的外部是从N极出来,进入S极, 在内部则由S极回到N极,形成闭合曲线 通电直导线 环形电流 通电螺线管 电流周围的磁场是怎样分布的? 三、安培定则(右手螺旋定则) 电流垂直向外: 电流垂直向里: × 磁场垂直向外: 磁场垂直向里: × 导线所在平面内的磁场 I 直线电流的磁场的几种图 环形电流的磁场几种图 通电螺线管所产生的磁场的两种视图 等效 一个通电螺线管产生的磁场与条形磁铁相似。 与天然磁体的磁场相比,电流磁场的强弱容易控 制,因而在实际中有很多重要的应用。 如: 电动机 电磁继电器 电磁起重机 N N S N 判断小磁针的转动方向 练习1:在图中补画出电流方向或磁感线方向。a为直线电流的磁场;b为环形电流的磁场;c为螺线管电流的磁场 (a) (c) I I 练习2、当S接通后,画出通电电流磁场中小磁针a、b的偏转情况。 3、画出放在通电螺线管内部的小磁针的S极和N极。 4、放在通电螺线管外测的小磁针静止时方向如图所示,标出电源的正负极。 1、标出下图中各小磁针的N、S极 I? S N ××× ×× ×× I? B 2、标出下图线圈中电流方向 作业: I? · · · · · · · · × × × × × × × × I? 3、下列各图为电流产生的磁场示意图,补画出各图中电流方向或磁感线方向 I S N S N S I 4、指出下列各图中小磁针的偏转情况 四、安培分子电流假说 磁铁和电流都能产生磁场。它们的磁场是否有什么关系呢? 通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似,法国学者安培由此受到启发,提出了著名的分子电流假说。 立体图 N S 四、安培分子电流假说 1.分子电流假说 任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流,分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。 2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释: 未被磁化的铁棒 磁化后的铁棒 3.磁现象的电本质 磁体和线圈产生磁场的本质是相同的,都是电流(运动电荷)产生的。磁场对磁体或通电导线的作用本质上也是磁场对电流(运动电荷)的作用。 分子电流实际上是由核外电子绕核运动形成的。 N S 杂乱无章 大致相同 五、匀强磁场 1、定义: 磁场强弱、方向处处相同的磁场 2、磁感线特点: 是一些间隔相同的平行直线 3、常见的匀强磁场: 1)相隔很近的两个异名磁极之间的磁场 2)通电螺线管内部的磁场 I 3)相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时,其中间区域的磁场。 1. 定义: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S,B和S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量. 2. 公式: Φ=BS 3. 单位:韦伯 (Wb) 1Wb=1T·m2 六、磁通量 4. 磁通量可以等效理解为穿过某个面的磁感线条数(净条数)。 5、适用条件 1)匀强
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