第一单元 磁场的产生与描述.doc

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1、第一单元磁场的产生与描述1．磁场(1)磁体和电流周围（即运动电荷周围）存在一种特殊物质，叫磁场。磁场的特性是对放入其中的电流或磁体产生磁场力。(2)磁场的方向规定：磁场中任一点自由小磁针N极受力方向，为该点磁场的方向或自由小磁针静止时，N极的指向即为该处磁场的方向。(3)磁感线：在磁场中画一系列曲线或直线，使线上任意点的切线方向都跟该点磁场方向一致，且线的疏密程度表示磁场的强弱(定性)，这一系列曲线或直线即为磁感线。在磁体外部磁感线是从N极到S极，在磁体内部磁感线又从S极回到N极。因此，磁感线是不相交、不中

2、断的闭合曲线。(4)熟悉常见磁场的磁感线（案例1、案例2、案例3）。2．磁感应强度(1)磁感应强度是定量描述磁场强弱和方向的物理量。(2)磁感应强度的定义：在磁场中，垂直于磁场方向放置的通电直导线，受到的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积的比值，叫做通电直导线所放处磁场的磁感应强度。大小：方向：规定为该处磁场的方向(并非导线所受安培力的方向)。（案例4）注：①若为匀强磁场L可取任意长，对非匀强磁场L取极短值。②磁场中某点磁感应强度B取决于产生磁场的磁体或电流、以及场点位置，与是否放入通电直导线、与放入通电导

3、线所受安培力F、电流强度I和导线长L无关。③磁感应强度的叠加：多个磁源共同产生的磁场中某点磁感强度等于各个磁源单独存在在该点产生的磁感应强度的矢量和。（案例5、案例6）B＝B1＋B2＋B3＋……(3)单位：特斯拉，国际代号为T。1T＝1N／A·m(4)匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场。匀强磁场的磁感线是疏密均匀、互相平行的直线。匀强磁场是最简单但又很重要的磁场，距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)都可视为是匀强磁场。

4、3．磁通量(1)磁通量为穿过某面积内的磁感线的条数。(2)磁通量的定量计算：φ＝B⊥S＝BS⊥国际单位：韦佰（Wb）B⊥为B垂直S面的分量，S⊥为S在垂直B方向的投影。(3)规定穿过某面的磁通量为正，则反穿的磁通量为负。(案例7)案例1：画出常见电流和磁体产生磁场的磁感线直线电流所在平面内的磁场螺线管过轴线平面内的磁场垂直直线电流截面内的磁场环形导线所在平内的磁场地理北极地磁S极地磁场SN靠近的异极磁极间的磁场案例2：一均匀带负电的簿圆盘处在竖直平面内，水平中心轴OO′左侧轴线上的自由小磁针位置如图12-1

5、-1所示。若圆盘绕OO′轴以角速度ω匀速旋转，则自由小磁针最后位置是(不考虑地磁场影响)ωNSOO´12-1-1A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右分析：圆盘旋转过程形成许多顺时针的同心环形电流(从左往右看)，根据安培定则,所有环形电流在磁针处产生的磁场方向都沿轴线向右，即磁针处合磁场方向沿轴线向右，故磁针N极最终沿轴线指向右。答案：D案例3：如图12-1-2所示，四种情形中，a、b两点的磁感应强度相同的是CIOabBaObSNAbaOSNIDbaO12-1-2A．条形磁铁磁

6、场中，N、S极连线中垂线上，与连线中点O等距离的任意两点a、bB．蹄形磁铁磁场中，N、S极连线中垂线上，与连线中点O等距离的任意两点a、bC．直线电流磁场中，以直导线为轴对称的任意两点a、bD．环形电流磁场中，在环形平面内以环心O为中心对称的任意两点a、b分析：由磁感线分布特点和对称性可知，图A、D中a、b两点磁感强度大小和方向均相同；图B中a、b两点磁感强度大小和方向均不相同；图C中a、b两点磁感强度大小相等，但方向相反答案：AD案例4：一段直导线长L＝10cm，其中通有I＝5A的恒定电流，如图12-1-

7、3所示。由于它处在匀强磁场中，因而受到垂直纸面向里、大小为F＝1N的安培力作用。据此12-1-3ILA．可以确定该磁场的磁感应强度大小，又可确定该磁场的方向B．仅能确定磁场的磁感应强度大小，不能确定磁场的方向C．仅能确定磁场的方向，不能确定磁场的磁感应强度大小D．磁场的磁感应强度的大小及方向均无法确定分析：从题中不能判断通电导线是否垂直磁场放置，故不能确定磁场磁感应强度大小，但B≤2T；选择不同磁场方向都可以使通电直导线受到的安培力垂直纸面向里，故也不能确定磁场方向。下面给出两种不同磁场方向，对应安培力都垂

8、直纸面向里。IBBI答案：D12-1-4ba21案例5：如图12-1-4所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r。现测得a点磁感应强度的大小为B，则去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为，方向。分析：a点磁感应强度B为1、2两导线分别在a点产生的磁感应强度B1、B2的叠加。根据