第十三章 电磁感应与电磁波初步 讲义 -高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.docxVIP

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第十三章电磁感应与电磁波初步

第一节磁场磁感线

知识梳理▼

一、电和磁的联系磁场

1．磁极之间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．

2．奥斯特实验：把导线放置在小磁针的上方，通电时磁针发生了转动。实验意义：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系．

3．磁场：磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的物质．

二、磁感线

1．磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指方向就是该点磁场的方向．

2．磁感线

(1)定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线．

(2)特点

①磁感线的疏密表示磁场的强弱．磁场强的地方，磁感线较密；磁场弱的地方，磁感线较疏．

②磁感线某点的切线方向表示该点磁场的方向．

三、安培定则

1．直线电流的磁场

安培定则：如图甲所示，用右手握住导线，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．

直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示．

2．环形电流的磁场

安培定则：如图甲所示，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场的方向．

3．通电螺线管的磁场

安培定则：如图所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与螺线管电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向．

经典例题▼

1．判断下列说法的正误．

(1)磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质．()

(2)磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时N极所指的方向一致．()

(3)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的．()

(4)通电直导线周围磁场的磁感线是以导线为圆心的圆．()

(5)磁体的磁场和电流的磁场本质上是一样的．()

(6)环形电流的磁场相当于小磁针，通电螺线管的磁场相当于条形磁体．()

2．(多选)下列有关磁场的说法，正确的是()

A．磁体周围的空间存在看不见、摸不着的磁场

B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的

C．磁场是有方向的，在条形磁体的磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同

D．在磁场中的某点，小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同

3.关于磁场和磁感线，下列说法正确的是()

A．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止

B．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致

C．两个磁场的叠加区域，磁感线可能相交

D．磁感线可以表示磁场的强弱，沿磁感线方向，磁场逐渐减弱

4.如图所示，a、b是直线电流的磁场截面图，c、d是环形电流的磁场截面图，e、f是螺线管电流的磁场的截面图．试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．

5.为了判断一个未知正负极的蓄电池的极性，某同学将该蓄电池通过电阻跟螺线管连接起来，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，如图所示．用M、N和P、Q分别表示蓄电池和螺线管两极，下列判断正确的是()

A．蓄电池M端为正极

B．蓄电池N端为正极

C．螺线管P端为S极

D．螺线管内部磁场方向由P指向Q

6.(多选)如图所示，关于磁体、电流间的相互作用，下列说法正确的是()

A．图甲中，电流不产生磁场，电流对小磁针的作用力是通过小磁针的磁场产生的

B．图乙中，磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场产生的

C．图丙中电流间的相互作用是通过电流的磁场产生的

D．图丙中电流间的相互作用是通过电荷的电场产生的

第二节磁感应强度磁通量

知识梳理▼

一、磁感应强度

1．电流元：很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL.

2．定义：一段通电直导线垂直放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值，叫作磁感应强度．

3．定义式：B＝eq\f(F,Il).

4．单位：特斯拉，简称特，符号为T.

5．磁感应强度是表征磁场强弱的物理量．

6．磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁针静止时N极所指的方向．

二、匀强磁场

1．概念：各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场．

2．磁感线特点：匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线．

三、磁通量

1．定义：匀强磁场中磁感应强度B和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积．即Φ＝BS.

2．拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积S′与磁感应强度B的乘积表示磁通量．即Φ＝BS′＝BScosθ.

3．单位：国际单位是韦伯，简称韦，符号是Wb,1