高二物理磁场北师大版 知识精讲.doc

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1、高二物理磁场北师大版【同步教育信息】一.本周教学内容：1.磁场：磁场是一种物质。2.磁现象的电本质（1）磁场的起源①磁铁在其周围空间产生磁场，在磁铁上磁性最强的部位称之为磁极，每个磁体有两个极，南极（S极）和北极（N极）。②丹麦的物理学家奥斯特在1820年通过实验发现：电流周围也存在磁场，这就是电流的磁效应。③英国的罗兰通过实验证实：运动电荷在周围空间也可以产生磁场。（2）磁现象的电本质：运动的电荷（电流）可以激发磁场；磁场对运动电荷（电流）有力的作用；所有的磁现象都可以归结为运动电荷（电流）间通过磁场而发生的作用。3.磁场的方向、磁感线（1）磁场的方向：规定在磁场

2、中某处小磁针北极所受磁场力的方向即是该处磁场的方向。（2）磁感线：在磁场中画出一系列曲线，使曲线上任意一点的切线方向与该处的磁场方向相同，这样的曲线称为磁感线。磁感线是为了形象地描述磁场而人为引入的，实际中不存在。（3）磁感线的基本特征：①磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向；②磁感线是闭合曲线，无起点，无终点；③同一磁场中两条磁感线不相交。（4）安培定则：安培定则是用来确定通电导线周围磁场的磁感线绕向的定则。①通电直导线激发的磁场。②环形电流激发的磁场③通电螺线管激发的磁场用心爱心专心4.磁感应强度（1）磁感应强度的定义：垂直于磁场

3、方向放入的一小段通电导线受到的磁场力与导线中的电流强度和导线长度的乘积的比值叫该处的磁感应强度。（4）理解磁感应强度时要注意：①磁感应强度B是反映磁场本身的特性，其值决定于磁场，与放入的通电导线的长度、电流强度值、摆放方向以及检验电流是否存在均无关。②磁感应强度是矢量，其方向与该处的磁场方向相同。若空间存在几根通电直导线，那么任一点的磁感应强度值是每根直导线单独在该点激发磁场的磁感应强度的矢量和。③若在磁场的某区域内，各处的磁感应强度相同，这一区域内的磁场为匀强磁场。5.磁场对电流的作用（1）磁场对电流的作用力叫安培力若通电导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强

4、磁场中，它所受的安培力为F=BIL。（2）安培力的方向判断应用左手定则判断。根据左手定则可知：通电导体受到的磁场力垂直于磁场方向也和电流方向垂直。（3）若磁场B与电流I成θ角，可将磁感应强度B分解为平行于电流方向的B//和垂直于电流方向的B⊥，其中B//对电流无作用。因此磁场B对电流的作用力就等于B⊥对电流的作用力。【典型例题】例1.如图所示，直导线AB、螺线管G、电磁铁D三者相距较远，它们的磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针的北极N（黑色的一端）指示出磁场方向正确的是（）A.aB.bC.cD.d解析：为了便于判断所标出的小磁针N极的指向是否正确，先根据安培定则

5、在图中画出有关磁场中经过小磁针的磁感线及其方向，即当开关S闭合后，对于通电直导线AB，根据安培定则确定，磁感线是以导线AB上各点为圆心的同心圆，且都在跟导线垂直的平面上，其方向是逆时针方向，显然磁针a标示的不对，对通电螺线管G的磁感线及方向（与条形磁铁相似），由安培定则确定，螺线管内的磁感线是由左指向右，外部的磁感线是由右向左，故b所示正确，c所示不对。对电磁铁D（与蹄形磁铁相似），由安培定则确定，电磁铁的左端为N极，右端为S极，可见小磁针d标示正确。因此答案为（B）、（D）。例2.如图所示，在磁极旁悬挂一可自由运动的环C用心爱心专心，通以图示方向的电流，若磁极与环

6、在同一平面，则从上向下俯视环如何运动？分析：本题可以通过磁场对通电环作用的安培力来判断，但由于磁场为非匀强磁场，受力的导线又不是直导线，所以分析起来比较困难。比较方便的方法可以将导体环等效为小磁针：用右手握C环，四指指电流方向，则拇指指向即纸面里侧为小磁针N极，纸面外侧为S极，即将环看做一垂直纸面放置的小磁针，由磁极间相互作用可知，俯视时C环应顺时针转动，同时向磁铁靠近。例3.两根原长均为10cm，劲度系数均为250N/m的弹簧，悬挂一质量为0.4kg长度为2m的金属棒ab，ab处于匀强磁场中，如图所示，当通以I=5A电流时，弹簧长度为12cm。求：（1）通电电流的

7、方向和磁感应强度多大？（2）若将电流反向，弹簧多长？（3）要使弹簧恢复原长，应加什么方面的电流？电流强度多大？分析：金属棒在磁场中，除受重力、弹力外，还将受安培力作用（其受力大小、方向与通电电流强度、方向有关），可通过物体平衡条件分析。解：（1）金属棒受弹簧向上的弹力为2T1=2kx=2k(l1-l0)=10N>G=4N，故安培力F方向向下，受力如图所示，由物体平衡条件∑F=0得2T-G-F=0，故F=6N。由左手定则可判断，电流方向由b→a。又F=BIL，所以ab长B=F/IL=0.6T。（2）若电流反向，则安培力方向将向上，大小与第一步相同，由于F>G，故弹