高中物理学案6-磁场及磁场对导体的作用.doc

高中物理学案6 --磁场及磁场对导体的作用 A 基本概念 磁场⒈磁场是一种客观物质，存在于磁体和运动电荷（或电流）周围。⒉磁场（磁感应强度）的方向规定为磁场中小磁针N极的受力方向（磁感线的切线方向）。⒊磁场的基本性质是对放入其中的磁体、运动电荷（或电流）有力的作用。 磁感线⒈磁感线是徦想的，用来对磁场进行直观描述的曲线，它并不是客观存在的。⒉磁感线是闭合曲线⒊磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。 安培分子电流假说在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极． 安培定则是用来确定电流方向与磁场方向关系的法则弯曲的四指代表 ⒋任何两条磁感线都不会相交，也不能相切。 几种常见磁场 ⒈直线电流的磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱⒉通电螺线管的磁场：管外磁感线分布与条形磁铁类似，管内为匀强磁场。⒊地磁场（与条形磁铁磁场类似） ⑴地磁场N极在地球南极附近，S极在地球北极附近。地磁场B的水平分量总是从地球南极指向北极，而竖直分量南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下 ⑵在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北。 磁感应强度： ⑴定义式（定义B时，） ⑵B为矢量，方向与磁场方向相同，并不是在该处电流的受力方向，运算时遵循矢量运算法则。 磁通量⒈定义一：φ=BS，S是与磁场方向垂直的面积，即φ=B，如果平面与磁场方向不垂直，应把面积投影到与磁场垂直的方向上，求出投影面积⒉定义二：表示穿过某一面积磁感线条数磁通量是标量，但有正、负，正、负号不代表方向，仅代表磁感线穿入或穿出。当一个面有两个方向的磁感线穿过时，磁通量的计算应算“纯收入”，即ф=ф-ф（ф为正向磁感线条数，ф为反向磁感线条数。） 安培力大小⒈公式sinθ（θ为B与I夹角）⒉通电导线与磁场方向垂直时，安培力最大⒊通电导线平行于磁场方向时，安培力⒋B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度⒌式中的L为导线垂直于磁场方向的有效长度。例如，半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置，导线的的等效长度为2r，安培力。 安培力的方向⒈方向由左手定则来判断。⒉安培力总是垂直于磁感应强度B和电流I所决定的平面，但B、I不一定要垂直。 常规题型 图8－1－15 如图8－1－15所示，两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，通过两环的磁通量Φa、Φb比较，则 A．Φa＞Φb　　　　　　B．Φa＜Φb C．Φa＝Φb D．不能确定 解析　由于磁场的磁感线是闭合曲线，在磁体内是由S极指向N极，在磁体外是由N极指向S极，且在磁体外的磁感线分布在磁体的周围较大的空间．又由于穿过圆环a、b的磁通量均为Φ＝Φ内－Φ外，因此面积越大，磁感线抵消得越多，合磁通量越小，故b环的磁通量较小．答案　A abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角。将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为 A．0 B．2BS C．2BScosθ D．2BSSinθ 解析：开始时穿过线圈平面的磁通量为：Φ1=BScosθ 则后来穿过线圈平面的磁通量为：Φ2=-BScosθ 则磁通量的变化量为：ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BScosθC 如图所示，矩形线框abcd的长和宽分别为2L和L，匀强磁场的磁感应强度为B，虚线为磁场的边界。若线框以ab边为轴转过60°的过程中，穿过线框的磁通量的变化情况是 A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断 答案：C 3. 如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于导线之间。将线圈由实线位置移到虚线位置的过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况是 A．向里，逐渐增大 B．向外，逐渐减小 C．先向里增大，再向外减小 D．先向外减小，再向里增大 答案：D 4.如图3所示，一环形线圈沿条形磁铁的轴线从磁铁N极的左侧A处运动到磁铁S极的右侧B处，A、B两处关于磁铁的中心对称，则在此过程中，穿过环形线圈的磁通量将 图3 A．先增大，后减小 B．先减小，后增大 C．先增大，后减小，再增大，再减小 D．先减小，后增大，再减小，再增大 解析　磁感线从N极和S极发散开来，所以当线圈从A向B运动的过程中，穿过线圈的磁通量先增大后减小，所以A正确． 答案　A 取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图1甲所示的螺线管，当该螺线管中通以电流大小为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管，并通以电流大小也为I的电流，则在该螺线管内中部的磁感应强度大小为 图1 A．0