磁場的基本概念

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第一時:磁場的基本概念
設(shè)計者:張慶亮 審核者:宣金龍 上時間:
高考要求與解讀:
1.磁場 磁感應強度 磁感線 磁通量Ⅰ
2.通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向Ⅰ
基礎(chǔ)知識梳理:
一、磁場:存在于磁體和電流周圍的一種特殊物質(zhì).
1、基本性質(zhì): 。磁體(或電流)一磁場一磁體(或電流)。
2、磁場方向的確定: ①小磁針:(規(guī)定)小磁針在磁場中某點 極的受力方向(或小磁針靜止時 極的指向)為該點的磁場方向。②由磁感線的方向確定。③由磁感應強度的方向確定.
3、磁現(xiàn)象的電本質(zhì): ①.安培分子電流假說:在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流—— , 使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當于兩個磁極. ②.安培分子電流假說能解釋a.磁體為什么對外顯磁性;b. 磁體為什么會失去磁性;c.磁化是怎樣形成的。③.磁現(xiàn)象的電本質(zhì):磁鐵的磁場和電流的磁場一樣,都是由 而產(chǎn)生的。
二、磁感線:為形象描述磁場性質(zhì)而引人的一族曲線,它是理想化的模型,實際是不存在的。
①磁感線的疏密表示磁場 ,磁感線上某點切線方向表示該點的磁場 .
②磁體外部的磁感線從 極出發(fā)進入 極,而磁體內(nèi)部的磁感線從 極指向 極.電流的磁感線方向由 定則判定.
③磁感線是閉合曲線. ④任意兩條磁感線不相交.
⑤要掌握條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管以及勻強磁場的磁感線分布情況及特點。
三.磁感應強度:在磁場中垂直于磁場方向的通電導線,受到的磁場作用力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫做通電導線所在處的磁感應強度。(其理解可與電場強度類比)
1、定義式: (L⊥B)
2、B是描述磁場的 的性質(zhì)的物理量,與F、I、L無關(guān).它是由磁場本身性質(zhì)及空間位置決定的。
四、磁通量
1、定義:磁感應強度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫穿過這個面積的磁通量,ф= .
注:如果面積S與B不垂直,如圖所示,應以B乘以在垂直磁場方向上的投影面積S,即 ф=BS’=BScosα
2、物理意義:穿過某一面積的磁感線條數(shù).
3、磁通密度:垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù),叫磁通密度。
即磁感強度大小B=ф/S。
五、地磁場的主要特點
地球的磁場與條形磁體的磁場相似,其主要特點有:
1、地磁場的N極在地球 極附近,S極在地球 極附近,磁感線分布如圖所示。
2、地磁場B的水平分量(Bx)總是從地球 極指向 極,而豎直分量(By,)則南北相反,在南半球垂直地面向 ,在北半球垂直地面向 。
3、在赤道平面上,距離地球表面相等的各點,磁感強度相等,且方向水平向 。

典型考題:
1、對磁場的認識和理解:
例1、下列說法正確的是( )
A.奧斯特實驗說明了電與磁是有聯(lián)系的 B.磁鐵的磁場一定是運動電荷產(chǎn)生的
C、一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運動電荷與運動電荷間的相互作用
D.電荷與電荷間的作用一定是通過磁場發(fā)生的
例2、以下說法中,正確的是( )
A、磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的B、電流與電流的相互作用是通過電場產(chǎn)生的
C、磁極與電流間的相互作用是通過電場與磁場而共同產(chǎn)生的D、磁場和電場是同一種物質(zhì)
E.磁場中某點磁場方向就是小磁針北極在該點的受力方向
F.磁場中某點的磁場方向就是小磁針在該點時北極的指向
G.磁極對磁極、電流對電流及磁極對電流的作用力都是通過磁場發(fā)生的
2、磁感應強度——描述磁場力性質(zhì)的物理量
[例3]由磁感應強度的定義式 可知:( )
A、磁感應強度與通電導線受到的磁場力成正比,與電流強度和導線長度的乘積成反比
B、磁感強度的方向與F的方向一致C、公式 只適用于勻強磁場
D、只要滿足L很短、I很小的條, 對任何磁場都成立
3、磁感線的理解
例4.磁場中某區(qū)域的磁感線如圖11.1-6所示.則              
A.a(chǎn)、b兩處磁感強度大小不等,Ba<Bb
B.a(chǎn)、b兩處磁感強度大小不等,Ba>Bb
C.同一小段通電導線放在a處時受力一定比b處時大
D.同一小段通電導線放在a處時受力可能比b處時小
4、磁場強度的矢量性
[例5] 通有反方向電流的兩條平行導線所分出的a、b、c三個區(qū)域中合磁場為零的區(qū)域( ).
A、只可能出現(xiàn)在b區(qū)
B、可能出現(xiàn)在a、c區(qū)中的某一個區(qū)域
C、可能同時出現(xiàn)在a區(qū)和c區(qū) D、有可能無合磁場為零的區(qū)域

例6、三根平行的長直導線垂直地通過一個等腰直角三角形的三個頂點,如下圖所示,現(xiàn)在使每根通電導線在斜邊中點O處產(chǎn)生的磁感應強度大小均為B,則O點實際磁感應強度的大小和方向如何?


5、電流的磁場
[例7] 如圖所示,正四棱柱的中心軸線OO’處有一無限長的載流直導線,對該電流的磁場,下列說法中正確的是( )
A.同一條側(cè)棱上各點的磁感應強度都相等
B.四條側(cè)棱上的磁感應強度都相同
C.在直線ab上,從a到b,磁感應強度是先增大后減小
D.棱柱內(nèi)任一點的磁感應強度比棱柱側(cè)面上所有點都大
[例8]一根電纜埋藏在一堵南北走向的墻里,在墻的西側(cè)處,當放一指南針時,其指向剛好比原旋轉(zhuǎn)了180°,則這根電纜中電流的方向( )
A、可能是向北 B、可能是豎直向下 C、可能是向南 D、可能是豎直向上
6、地磁場
例9.十九世紀二十年代,以塞貝克(數(shù)學家)為代表的科學家已認識到:溫度差會引起電流.安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差,從而提出如下假設(shè):地球磁場是由繞地球的環(huán)行電流引起的,則該假設(shè)中的電流方向是
A.由西向東垂直磁子午線B.由東向西垂直磁子午線
C.由南向北沿磁子午線方向D.由赤道向兩極沿磁子午線方向
7、磁通量的理解
[例10]如圖所示,通有恒定電流的直導線mn與閉合金屬框共面,第一次將金屬框由位置 Ⅰ平移到虛線所示的位置Ⅱ;第二次將金屬框由位置Ⅰ繞Cd邊翻轉(zhuǎn)到位置Ⅱ,設(shè)先后兩種情況下通過金屬框的磁通量變化分別為△ф1、△ф2,則( ).
A.△ф1>△ф2 B.△ф1=△ф2 C.△ф1<△ф2 D.△ф1=-△ф2
強化練習:
1、一根軟鐵棒放在磁鐵附近會被磁化,是因為:( )
A、在外磁場作用下,軟鐵棒中的分子電流取向變得完全相同
B、在外磁場作用下,軟鐵棒中產(chǎn)生了分子電流
C、條形磁鐵正中部分分子電流的取向仍是大致相同的
D、被磁化的軟鐵棒離開磁鐵,磁性幾乎消失,分子電流取向又變得雜亂無了
2、關(guān)于磁感應強度B的敘述,正確的是:( )
A、如果一段通電直導線在某處不受磁場力作用,則該處的磁感應強度一定為零
B、某處B的大小與垂直放置的導線長度L和電流I有關(guān)
C、磁感應強度方向與通過該點磁感線方向一致,或與放在該點的小磁針N極指向一致
D、沿著磁感線的方向,B值逐漸減小,或磁感線越稀疏,B數(shù)值越小
3、從太陽或其他星體上放射出的宇宙射線中含有高能帶電粒子,若到達地球,對地球上的生命將帶危害.如圖為地磁場的分布圖,對于地磁場對宇宙射線有無阻擋作用的下列說法中,正確的是( )
A.地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用在南北兩極最 強,赤道附近最弱
B.地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用在赤道附近最強,兩極地區(qū)最弱
C.地磁場對宇宙射線的阻擋作用各處相同
D.地磁場對宇宙射線無阻擋作用


4、關(guān)于磁通量的敘述應選:( )
A、磁感應強度越大的地方,穿過線圈的磁通量也越大
B、穿過線圈的磁通量為零時,該處磁感應強度也為零
C、磁通量的變化不一定是由磁場的變化引起的
D、穿過某面積的磁感線條數(shù)越多,此面的磁通量越大
5、一根直導線通以穩(wěn)恒電流I,方向垂直指向紙內(nèi),且和勻強磁場垂直,則在圖中圓周上,哪點磁感應強度值最大:( )
A、a點B、b點C、c點D、d點
6、在勻強磁場中,有一面積為S的線圈,其平面與磁感線成θ角,已知穿過此線圈的磁通量為φ,那么磁場的磁感應強度B為:( )
A、 B、 C、 D、
★7、電視機中顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈是由繞在鐵環(huán)上兩個通電導線串聯(lián)而成,電流方向如圖所示,則鐵環(huán)中心O處的磁場方向為:( )
A、向下 B、向上 C、垂直紙面向里 D、垂直紙面向外
★8、如圖,一個水平放置的帶負電荷的橡膠圓盤,繞O軸俯視勻速順時針轉(zhuǎn)動,放置在圓環(huán)上部的小磁針N極受力方向向 。
★9、在同一平面內(nèi)有兩個同心圓a和b,半徑 ra< rb,一條形磁鐵的軸線與兩環(huán)的軸線重合,則穿過a環(huán)的磁通量 (填大于或小于)b環(huán)的磁通量。




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