第一单元磁场的性质安培力.doc
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第一单元 磁场的性质 安培力
考点解读 典型例题 知识要点
一、磁场
1.磁场:磁体、电流和运动电荷周围空间存在着一种特殊物质叫磁场.
2.磁场的性质:磁场对放入其中的磁体、电流或运动电荷有力的作用.
3.磁场的电本质:一切磁现象都是起源于电荷的运动.
4.磁场方向:规定小磁针在磁场中N极受力的方向(或者小磁针在磁场中静止时N极的指向)即为该位置处的磁场方向.
(例1.2针对1)
二、磁感线
1.概念:用来形象地描述磁场并不真实存在的一组假想的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向即为该点的磁场方向,其疏密反映了磁场的强弱(磁感应强度的大小).
2.特点:在磁体外部,磁感线由N极到S极;在磁体内部,磁感线由S极到N极,磁感线是一组闭合曲线,在空间互不相交.
(例3、针对2)
三、电流的磁场、安培定则
1.安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.安培定则用来判断电流产生磁场的方向.同样,用安培定则可以判断环形电流、通电螺线管所产生的磁场方向.
2.电流的磁场:要熟练掌握直线电流的磁场(如图8-1-1))
(例4针对3、4)
四、磁感应强度
磁感应强度是描述磁场大小和方向的物理量,用“B”表示,是矢量.
1.B的大小:磁场中某点的磁感应强度的大小等于垂直于磁场方向放置于该点的通电直导线所受磁场力F与通过该导线电流强度和导线长度乘积IL的比值.
2.B的方向:磁场中某一点的磁场方向.
3.B的单位:斯特拉.1T=1N/(A·m)
4.匀强磁场:磁感应强度大小、方向处处相等的区域,在匀强磁场中,磁感线互相平行并等距.
5.磁通量:Ф=BS 国际单位是:韦伯, 简称:韦,符号:Wb
(1)Ф=BS中面积S应与B垂直,若穿过某面的磁感线与该面不垂直时,S应理解为垂直与B方向上的投影。
(2)Ф是标量,但有正负.
(3)由Ф=BS得B=Ф/S。即为磁感应强度的另一定义式,表示穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁感线条数。所以B又叫做磁通密度.
(例5、6针对5、6)
五、安培力
1.磁场对电流的作用力,叫做安培力.一根长为L的直导线,当导线垂直磁场放置时,通过电流I时,安培力的大小可以表示为F=ILB.当导线平行磁场放置时安培力为零.
2.公式的适用条件:一般只适用于匀强磁场.
3.安培力的方向:用左手定则判定,总是跟磁场垂直,跟电流的方向垂直,即安培力总是垂直于导线和磁感线所在的平面.
4.弯曲导线的有效长度等于两端点所连直线的长度;相应的电流方向,沿直线由始端流向末端。因为任意形状的闭合线圈,其有效长度为零,所以通电后在匀强磁场中,受到的安培力的矢量和一定为零.
(例7.针对7、8、9.)
六、磁电式电表
1.电流表是测量电流大小和方向的仪器,常用的是磁电式电流表.
2.构造:如图8-1-4所示,①蹄形磁铁、②圆柱形铁心、③铝框、④线圈、⑤螺旋弹簧、⑥指针.
3.原理:通电线圈在磁场中受到的安培力的力矩使线框转动,带动指针转动,当安培力的力矩跟螺旋弹簧的扭转力矩相等时,指针稳定;电流越大,安培力的力矩越大,指针转动的角度越大,因此,通过指针偏转的角度的大小即可反映出电流的大小.
疑难探究
七、你是如何理解磁感线概念的?磁感线的方向都是由N极指向S极吗?
磁感线是为了形象地描述磁场而人为引入的曲线,并不是客观存在着的线.磁感线是闭合曲线(这一点是与电场线不同的地方).只有在磁铁或通电螺线管外部的磁感线方向才是由N极指向S极,在磁铁内部或通电螺线管内部的磁感线方向都是由S极指向N极.
八、地磁场的主要特点是什么?
地球的磁场与条形磁铁的磁场相似,其主要特点有三个:
1.地磁场的N极在地球南极附近,S极在地球北极附近,磁感线分布如上图8-1-5所示.
2、地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球南极指向北极,而竖直分量(By)则南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.
3、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.
九、磁场中某位置的磁感应强度与放入的通电导线有关吗?
磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流I的大小、导线的长短即L的大小无关,与电流受到的力也无关,即便不放人载流导体,它的磁感应强度也照样存在.因此不能说B与F成正比,或B与IL成反比.磁感应强度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则.注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是该处电流的受力方向.
十、如何理解磁通量这一概念?
我们可从以下几方面来理解磁通量:
1.磁感强度B主要描述磁场中某点的磁场情况,与位置对应;而磁通量用来描述磁场中某一个给定面上的磁场情况,它与给定面对应.
2.磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”,当
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