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一. 教學(xué)內(nèi)容：

1. 磁場(chǎng)基本性質(zhì)

2. 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

【要點(diǎn)掃描】

磁場(chǎng)基本性質(zhì)

（一）磁場(chǎng)

1、磁場(chǎng)：磁場(chǎng)是存在于磁體、運(yùn)動(dòng)電荷周?chē)�的一種物質(zhì)．它的基本特性是：對(duì)處于其中的磁體、電流、運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用．

2、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：所有的磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷之間通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用．

（二）磁感線

為了描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向，人們?cè)诖艌?chǎng)中畫(huà)出的一組有方向的曲線．

1、疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．

2、每一點(diǎn)切線方向表示該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向，也就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．

3、是閉合的曲線，在磁體外部由N極至S極，在磁體的內(nèi)部由S極至N極．磁線不相切不相交。

4、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線平行且距離相等．沒(méi)有畫(huà)出磁感線的地方不一定沒(méi)有磁場(chǎng)．

5、安培定則：拇指指向電流方向，四指指向磁場(chǎng)的方向．注意這里的磁感線是一個(gè)個(gè)同心圓，每點(diǎn)磁場(chǎng)方向是在該點(diǎn)的切線方向。

*熟記常用的幾種磁場(chǎng)的磁感線：

（三）磁感應(yīng)強(qiáng)度

1、磁場(chǎng)的最基本的性質(zhì)是對(duì)放入其中的電流或磁極有力的作用，電流垂直于磁場(chǎng)時(shí)受磁場(chǎng)力最大，電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁場(chǎng)力為零。

2、在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力F跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度．

①表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的量．是矢量．

②大�。� （電流方向與磁感線垂直時(shí)的公式）．

③方向：左手定則：是磁感線的切線方向；是小磁針N極受力方向；是小磁針靜止時(shí)N極的指向．不是導(dǎo)線受力方向；不是正電荷受力方向；也不是電流方向．

④單位：牛/安米，也叫特斯拉，國(guó)際單位制單位符號(hào)T．

⑤點(diǎn)定B定：就是說(shuō)磁場(chǎng)中某一點(diǎn)定了，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向都是定值．

⑥勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等．

⑦磁場(chǎng)的疊加：空間某點(diǎn)如果同時(shí)存在兩個(gè)以上電流或磁體激發(fā)的磁場(chǎng)，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是各電流或磁體在該點(diǎn)激發(fā)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和，滿(mǎn)足矢量運(yùn)算法則。

（四）磁通量與磁通密度

1、磁通量Φ：穿過(guò)某一面積磁力線條數(shù)，是標(biāo)量．

2、磁通密度B：垂直磁場(chǎng)方向穿過(guò)單位面積磁力線條數(shù)，即磁感應(yīng)強(qiáng)度，是矢量．

3、二者關(guān)系：B＝Φ/S（當(dāng)B與面垂直時(shí)），Φ＝BScosθ，Scosθ為面積垂直于B方向上的投影，θ是B與S法線的夾角．

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

（一）安培力

1、安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做安培力．

說(shuō)明：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線中定向移動(dòng)的電荷有力的作用，磁場(chǎng)對(duì)這些定向移動(dòng)電荷作用力的宏觀表現(xiàn)即為安培力．

2、安培力的計(jì)算公式：F＝BILsinθ（θ是I與B的夾角）；通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，即θ＝90°，此時(shí)安培力有最大值；通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，即θ＝0°，此時(shí)安培力有最小值，F(xiàn)=0N；0°＜B＜90°時(shí)，安培力F介于0和最大值之間。

3、安培力公式的適用條件：

①公式F＝BIL一般適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中I⊥B的情況，對(duì)于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)只是近似適用（如對(duì)電流元），但對(duì)某些特殊情況仍適用．

如圖所示，電流I1//I2，如I1在I2處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則I1對(duì)I2的安培力F＝BI2L，方向向左，同理I2對(duì)I1，安培力向右，即同向電流相吸，異向電流相斥．

高中學(xué)習(xí)方法

②根據(jù)力的相互作用原理，如果是磁體對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用，則通電導(dǎo)體對(duì)磁體有反作用力．兩根通電導(dǎo)線間的磁場(chǎng)力也遵循牛頓第三定律．

（二）左手定則

1、用左手定則判定安培力方向的：伸開(kāi)左手，使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，并使四指指向電流方向，這時(shí)手掌所在平面跟磁感線和導(dǎo)線所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向．

2、安培力F的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與通電導(dǎo)線垂直，即F跟BI所在的面垂直．但B與I的方向不一定垂直．

3、安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I三者的關(guān)系

①已知I、B的方向，可惟一確定F的方向；

②已知F、B的方向，且導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可惟一確定I的方向；

③已知F、I的方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不能惟一確定．

4、由于B、I、F的方向關(guān)系常是在三維的立體空間，所以求解本部分問(wèn)題時(shí)，應(yīng)具有較好的空間，要善于把立體圖畫(huà)變成易于分析的平面圖，即畫(huà)成俯視圖，剖視圖，側(cè)視圖等．

【規(guī)律方法】

磁場(chǎng)基本性質(zhì)

【例1】根據(jù)安培假說(shuō)的物理思想：磁場(chǎng)來(lái)源于運(yùn)動(dòng)電荷．如果用這種思想解釋地球磁場(chǎng)的形成，根據(jù)地球上空并無(wú)相對(duì)地球定向移動(dòng)的電荷的事實(shí)．那么由此推斷，地球總體上應(yīng)該是：（A）

A. 帶負(fù)電； B. 帶正電；

C. 不帶電； D. 不能確定

答案：豎直向上

【例3】六根導(dǎo)線互相絕緣，所通電流都是I，排成如圖所示的形狀，區(qū)域A、B、C、D均為相等的正方形，則平均磁感應(yīng)強(qiáng)度最大的區(qū)域是哪些區(qū)域？該區(qū)域的磁場(chǎng)方向如何？

答案：在A、C區(qū)域平均磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，在A區(qū)磁場(chǎng)方向向里．C區(qū)磁場(chǎng)方向向外．

【例4】如圖所示，A為通電線圈，電流方向如圖所示，B、C為與A在同一平面內(nèi)的兩同心圓，φB、φC分別為通過(guò)兩圓面的磁通量的大小，下述判斷中正確的是（ ）

A. 穿過(guò)兩圓面的磁通方向是垂直紙面向外

B. 穿過(guò)兩圓面的磁通方向是垂直紙面向里

C. φB＞φC D．φB＜φC

點(diǎn)評(píng)：要知道一個(gè)面上的磁通量，在面積不變的條件下，也必須知道磁場(chǎng)的磁感線的分布情況．因此，牢記條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導(dǎo)線、通電螺線管和通電圓環(huán)等磁場(chǎng)中磁感線的分布情況在電磁學(xué)中是很必要的．

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

安培力的性質(zhì)和規(guī)律：

①公式F=BIL中L為導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，即導(dǎo)線兩端點(diǎn)所連直線的長(zhǎng)度，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端．如圖所示，甲中：

甲 乙

②安培力的作用點(diǎn)為磁場(chǎng)中通電導(dǎo)體的幾何中心；

③安培力做功：做功的結(jié)果將電能轉(zhuǎn)化成其它形式的能．

【例1】如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線通以如圖所示方向電流時(shí)（ ）

A. 磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向左的摩擦力作用

B. 磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向右的摩擦力作用

C. 磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力作用

D. 磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向右的摩擦力作用

對(duì)導(dǎo)線：

Bx產(chǎn)生的效果是磁場(chǎng)力方向豎直向上．

By產(chǎn)生的效果是磁場(chǎng)力方向水平向左．

根據(jù)牛頓第三定律：導(dǎo)線對(duì)磁鐵的力有豎直向下的作用力，因而磁鐵對(duì)桌面壓力增大；導(dǎo)線對(duì)磁鐵的力有水平向右的作用力．因而磁鐵有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，這樣磁鐵與桌面間便產(chǎn)生了摩擦力，桌面對(duì)磁鐵的摩擦力沿水平方向向左．

答案：C

【例2】如圖在條形磁鐵N極處懸掛一個(gè)線圈，當(dāng)線圈中通有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，線圈將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？

解析：桿的受力情況為：

答案：AB

【例5】在傾角為θ的斜面上，放置一段通有電流強(qiáng)度為I，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒a，（通電方向垂直紙面向里），如圖所示，棒與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ< tanθ。欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，應(yīng)加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B最小值是多少？如果要求導(dǎo)體棒a靜止在斜面上且對(duì)斜面無(wú)壓力，則所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度又如何？

∴當(dāng)α＋β=90°時(shí)，（2）當(dāng)FN=0時(shí)，則BIL＝mg，∴BIL=mg，由左手定則知B方向水平向左．

【模擬

1. 如圖所示，正四棱柱abed－a'b'c'd'的中心軸線oo'處有一無(wú)限長(zhǎng)的載流直導(dǎo)線，對(duì)該電流的磁場(chǎng)，下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. 同一條側(cè)棱上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都相等

B. 四條側(cè)棱上的磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同

C. 在直線ab上，從a到b，磁感應(yīng)強(qiáng)度是先增大后減小

D. 棱柱內(nèi)任一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比棱柱側(cè)面上所有點(diǎn)都大

2 一小段通電直導(dǎo)線長(zhǎng)1cm，電流強(qiáng)度為5A，把它放入磁場(chǎng)中某點(diǎn)時(shí)所受磁場(chǎng)力大小為0.1N，則該點(diǎn)的磁感強(qiáng)度為（ ）

A. B＝2T； B. B≥2T； C. B≤2T； D. 以上三種情況均有可能

3. 如圖所示邊長(zhǎng)為10的正方形閉合線圈置于磁場(chǎng)中，線圈AB、CD兩邊中點(diǎn)連線OO/的左右兩側(cè)分別存在方向相同、磁感強(qiáng)度大小各為B1＝0.6T，B2=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若從上往下看，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)37°時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量改變了多少？

【試題答案

1. 解析：因通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)分布規(guī)律是B∝1/r，故A，C正確，D錯(cuò)誤．四條側(cè)棱上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，但不同側(cè)棱上的點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不同，故B錯(cuò)誤．答案：AC

2. 解析：由B＝F/IL可知F/IL＝2（T）當(dāng)一小段直導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)B時(shí)，受力最大，因而此時(shí)可能導(dǎo)線與B不垂直，即Bsinθ＝2T，因而B(niǎo)≥2T。選B。

答案：B

3. 解析：在原圖示位置，由于磁感線與線圈平面垂直，因此

Φ1＝B1×S/2＋B2×S/2＝（0.6×1/2＋0.4×1/2）Wb=0.5Wb

當(dāng)線圈繞OO/軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)37°后，（見(jiàn)圖中虛線位置）：

Φ2＝B1×Sn/2＋B2×Sn/2＝B1×(Scos37°)/2＋B2×(Scos37°)/2＝0.4Wb

磁通量變化量ΔΦ=Φ2－Φ1＝（0.4－0.5）Wb=－0.1Wb

所以線圈轉(zhuǎn)過(guò)37°后，穿過(guò)線圈的磁通量減少了0.1Wb．

4. 解析：因在赤道附近帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向與地磁場(chǎng)近似垂直，而在兩極趨于平行．

答案：B

5. 解析：超導(dǎo)體中產(chǎn)生的是感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律的“增反減同”原理，這個(gè)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，對(duì)磁體產(chǎn)生排斥作用力，這個(gè)力與磁體的重力相平衡．選D

答案：D

6. 解析：由對(duì)稱(chēng)性可知金屬棒在O點(diǎn)的相互作用力也為f，所以O(shè)a邊和ab邊所受安培力的合力為2f，方向向右，根據(jù)左手定則可知Oa邊和ab邊所受安培力F1、F2分別與這兩邊垂直，由力的合成法則可求出F1= F2=2fcos45°= f＝BIL，I= f／BL

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://douzifanli.com/gaozhong/74277.html

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