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时间:2020-09-13
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1、磁场专题一、磁场 磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的,磁场和电场一样,是物质存在的另一种形式,是客观存在。小磁针的指南指北表明地球是一个大磁体。磁体周围空间存在磁场;电流周围空间也存在磁场。 电流周围空间存在磁场,电流是大量运动电荷形成的,所以运动电荷周围空间也有磁场。静止电荷周围空间没有磁场。 磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。磁场是物质存在的一种形式。磁场对磁体、电流都有磁力作用。 与用检验电荷检验电场存在一样,可以用小磁针来检验磁场的存在。如图所示为证明通电导线周围有磁场存在——奥斯特实验,以及磁场对电流有力的作用实验。二、磁场的方向 规定:在磁场中的任意一点小磁针北
2、极受力的方向就是那一点的磁场方向。 确定磁场方向的方法是:将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置,当小磁针在该位置静止时,小磁针N极的指向即为该点的磁场方向。 磁体磁场:可以利用同名磁极相斥,异名磁极相吸的方法来判定磁场方向。 电流磁场:利用安培定则(也叫右手螺旋定则)判定磁场方向。三、磁感线 在磁场中画出有方向的曲线表示磁感线,在这些曲线上,每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。 (1)磁感线上每一点切线方向跟该点磁场方向相同。 (2)磁感线特点 (1)磁感线的疏密反映磁场的强弱,磁感线越密的地方表示磁场越强,磁感线越疏的地方表示磁场越弱。 (2)磁感线上每一点的切线方向就是
3、该点的磁场方向。 (3)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线,在磁体外部由N极到S极,在磁体内部由S极到N极。 以下各图分别为条形磁体、蹄形磁体、直线电流、环行电流的磁场说明: ①磁感线是为了形象地描述磁场而在磁场中假想出来的一组有方向的曲线,并不是客观存在于磁场中的真实曲线。 ②磁感线与电场线类似,在空间不能相交,不能相切,也不能中断。四、几种常见磁场1通电直导线周围的磁场 (1)安培定则: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,这个规律也叫右手螺旋定则。 (2)磁感线分布如图所示: 说明: ①通电直导线周围的磁感线是以导线
4、上各点为圆心的同心圆,实际上电流磁场应为空间图形。 ②直线电流的磁场无磁极。 ③磁场的强弱与距导线的距离有关,离导线越近磁场越强,离导线越远磁场越弱。 ④图中的“×”号表示磁场方向垂直进入纸面,“·”表示磁场方向垂直离开纸面。2.环形电流的磁场 (1)安培定则:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。 (2)磁感线分布如图所示: (3)几种常用的磁感线不同画法。 说明: ①环形电流的磁场类似于条形磁铁的磁场,其两侧分别是N极和S极。 ②由于磁感线均为闭合曲线,所以环内、外磁感线条数相等,故环内磁场强,环
5、外磁场弱。 ③环形电流的磁场在微观上可看成无数根很短的直线电流的磁场的叠加。3.通电螺线管的磁场 (1)安培定则:用右手握住螺线管,让弯曲时四指的方向跟电流方向一致,大拇指所指的方向就是螺线管中心轴线上的磁感线方向。 (2)磁感线分布:如图所示。 (3)几种常用的磁感线不同的画法。 说明: ①通电螺线管的磁场分布:外部与条形磁铁外部的磁场分布情况相同,两端分别为N极和S极。管内(边缘除外)是匀强磁场,磁场分布由S极指向N极。 ②环形电流宏观上其实就是只有一匝的通电螺线管,通电螺线管则是由许多匝环形电流串联而成的。因此,通电螺线管的磁场也就是这些环形电流磁场的
6、叠加。4.匀强磁场 (1)定义:在磁场的某个区域内,如果各点的磁感应强度大小和方向都相同,这个区域内的磁场叫做匀强磁场。 (2)磁感线分布特点:间距相同的平行直线。 (3)产生:距离很近的两个异名磁极之间的磁场除边缘部分外可以认为是匀强磁场;相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时,其中间区域的磁场也是匀强磁场,如图所示: 五、磁感应强度 1、磁感应强度 磁感应强度:描述磁场强弱和方向的物理量,用符号“B”表示。 对于同一磁场,当电流加倍时,通电导线受到的磁场力也加倍,这说明通电导线受到的磁场力与通过它的电流强度成正比。而当通电导线长度加倍时,它受到的磁场力也加
7、倍,这说明通电导线受到的磁场力与导线长也成正比。对于磁场中某处来说,通电导线在该处受的磁场力F与通电电流强度I与导线长度L乘积的比值是一个恒量。它与电流强度和导线长度的大小均无关。在磁场中不同位置,这个比值可能各不相同,因此,这个比值反映了磁场的强弱。 (1)磁场对通电导线的作用力 ①内容:通电导线与磁场方向垂直时,它受力的大小与I和L的乘积成正比。②公式:。 说明:①B为比例系数,与导线的
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