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1、磁 場(chǎng) 的 基 本 概 念呂 叔 湘 中 學(xué)龐 留 根2004年 9月 一磁場(chǎng)的基本概念二磁場(chǎng)的基本性質(zhì)三. 磁感應(yīng)強(qiáng)度四磁感線五電流周圍的磁感應(yīng)線六磁通量 例題. 例1例2 例3 例4 P187/例1 P187/例2 P187/例3 例5 例6 例7 一磁場(chǎng)的基本概念1.磁體的周圍存在磁場(chǎng)，2.電流的周圍也存在磁場(chǎng)，（奧斯特實(shí)驗(yàn)，如圖）3.磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種特殊物質(zhì)4.磁場(chǎng)不僅對(duì)磁極產(chǎn)生力的作用， 對(duì)電流也產(chǎn)生力的作用磁場(chǎng)的方向在磁場(chǎng)中的任一點(diǎn)，小磁針北極 受力的方向，亦即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向， 就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向6.磁現(xiàn)象的電本質(zhì)磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣，都是 由電荷的運(yùn)動(dòng)

2、產(chǎn)生的 二磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)處在它里面的磁極或電流有磁場(chǎng)力的作用1.磁極和磁極之間有磁場(chǎng)力的作用2.兩條平行直導(dǎo)線， 當(dāng)通以相同方向的電流時(shí)，它們相互吸引， 當(dāng)通以相反方向的電流時(shí)，它們相互排斥3.電流和電流之間，就像磁極和磁極之間一樣，也會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用4.磁體或電流在其周圍空間里產(chǎn)生磁場(chǎng)，而磁場(chǎng)對(duì)處在它里面的磁極或電流有磁場(chǎng)力的作用5.磁極和磁極之間、磁極和電流之間、電流和電流之間都是通過磁場(chǎng)來(lái)傳遞的 三. 磁感應(yīng)強(qiáng)度1.在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F/IL2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡(jiǎn)稱特，國(guó)際符號(hào)是T

3、，mANT 113.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向: 就是磁場(chǎng)的方向 小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 磁感線上各點(diǎn)的切線方向就是這點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向也就是這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向4.磁感應(yīng)強(qiáng)度的迭加 四磁感線1.是在磁場(chǎng)中畫出的一些有方向的曲線，在這些曲線上，每一點(diǎn)的切線方向都在該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向上磁感線的分布可以形象地表示出磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向3.磁感線的密疏表示磁場(chǎng)的大小在同一個(gè)磁場(chǎng)的磁感線分布圖上，磁感線越密的地方，表示那里的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大4.磁感線都是閉合曲線，磁場(chǎng)中的磁感線不相交2.磁感線上各點(diǎn)的切線方向就是這點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向. 也就是這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向5. 常見的磁感應(yīng)線 常見的磁感應(yīng)線

4、直線電流的磁感線方向用安培定則（也叫右手螺旋定則）來(lái)判定：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向(圖乙)圖甲表示直線電流磁場(chǎng)的磁感線分布情況五電流周圍的磁感應(yīng)線直線電流的磁感應(yīng)線 通電螺線管的磁感線方向也可用安培定則來(lái)判定： 用右手握住螺線管讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向也就是說(shuō)，大拇指指向通電螺線管的北極 通電螺線管外部的磁感線和條形磁鐵外部的磁感線相似.通電螺線管的磁感線 1. 磁通量的定義：設(shè)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，平面的面積為S，我們定義磁

5、感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的乘積，叫作穿過這個(gè)面的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通如果平面跟磁場(chǎng)方向夾角為，我們可以作出它在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影平面從圖中可以看出，穿過斜面和投影面的磁感線條數(shù)相等，即磁通量 相等=BS則 =BS sin 為平面跟磁場(chǎng)方向夾角 如果用表示磁通量，則有六磁通量 3.磁通量的意義:垂直于磁場(chǎng)方向的1m2面積中，磁感線的條數(shù)跟那里的磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值相同. 4. 磁通密度: 從=BS可以得出B=/S ，這表示磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過單位面積的磁通量，因此常把磁感應(yīng)強(qiáng)叫做磁通密度，并且用Wb/m2作單位 1T=1 Wb/m2=1N/Am2. 磁通量的單位5.磁通量是標(biāo)量,但是有正負(fù).如果將從平面某一

6、側(cè)穿入的磁通量為正,則從平面反一側(cè)穿入的磁通量為負(fù).-韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)是Wb1Wb1T1m2 例1關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，正確的說(shuō)法有 A磁極之間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的， 磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種物質(zhì)B磁感線可以形象地表現(xiàn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向C磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止D磁感線就是細(xì)鐵屑在磁鐵周圍排列出的曲 線，沒有細(xì)鐵屑的地方就沒有磁感線A B例2. 關(guān)于磁場(chǎng)，以下說(shuō)法正確的是 A電流在磁場(chǎng)中某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力作用，則該點(diǎn) 的磁感強(qiáng)度 一定為零B磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感強(qiáng)度，根據(jù)公式B=F/IL，它跟F，I，L 都有關(guān)C磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的方向垂直于該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 D磁場(chǎng)中任一點(diǎn)的磁感強(qiáng)

7、度等于磁通密度，即垂直于磁感強(qiáng) 度方向的單位面積的磁通量D 例3磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 A放在該點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力的方向B放在該點(diǎn)的正檢驗(yàn)電荷所受的磁場(chǎng)力的方向C放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極所指的方向D通過該點(diǎn)磁場(chǎng)線的切線方向C D例4下列有關(guān)磁通量的論述中正確的是 A磁感強(qiáng)度越大的地方，穿過線圈的磁通量也越大B磁感強(qiáng)度越大的地方，線圈面積越大，則穿過線 圈的磁通量越大C穿過線圈的磁通量為零的地方，磁感強(qiáng)度一定為零D勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過線圈的磁感線越多，則磁通量越 大 D P187/例1、下列說(shuō)法正確的是： ( ) (A)電荷在某處不受電場(chǎng)力作用，則該處電場(chǎng)強(qiáng)度為零 (B)一小段通電導(dǎo)

8、線在某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處磁 感 應(yīng)強(qiáng)度一定為零； (C)表征電場(chǎng)中某點(diǎn)的強(qiáng)度，是把一個(gè)檢驗(yàn)電荷放到該 點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力與檢驗(yàn)電荷本身電量的比值； (D)表征磁場(chǎng)中某點(diǎn)強(qiáng)弱，是把一小段通電導(dǎo)線放在該 點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力與該小段導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流的乘 積的比值。 A C P187/例2 如圖示，矩形線圈面積為，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，開始處于水平位置a，磁場(chǎng)與線圈平面夾角為，當(dāng)線圈繞其一邊順時(shí)針轉(zhuǎn)過90到達(dá)豎直位置b的過程中，線圈中的磁通量改變了多少？B ab解：在位置a，1=BS cos注意：磁通量有正負(fù).如果將從平面某一側(cè)穿入的磁通量為正,則從平面反一側(cè)穿入的磁通量為負(fù). =BS(cos+ sin)

9、在位置b，2= - BS sin P187/例3、在同一平面內(nèi)有四條彼此絕緣的通電直導(dǎo)線,如圖所示,四導(dǎo)線中通過的電流強(qiáng)度 i 4 = i 3 i 2 i1, 要使O點(diǎn)磁場(chǎng)增強(qiáng)，則應(yīng)切斷哪一根導(dǎo)線終點(diǎn)電流？（ ）A. 切斷i1 B.切斷i2 C.切斷i3 D.切斷i4Oi 1 i 4i 3i 2解： 在O點(diǎn)： i 4 的磁場(chǎng)向 ， i 3 的磁場(chǎng)向 , 外里因?yàn)閕 4 = i 3 所以i 3、 i 4 產(chǎn)生的磁場(chǎng)抵消。I1 和i 2 產(chǎn)生的磁場(chǎng)向 ，里O點(diǎn)的合磁場(chǎng)向里只有切斷i4可使O點(diǎn)磁場(chǎng)增強(qiáng)D 例5、一條形磁鐵水平放置,如圖所示,一閉合導(dǎo)線框位于磁鐵的一端,線框平面始終與磁鐵上表面垂直并與

10、端面平行.在線框從磁體左端平移到右端的過程中,穿過線框的磁通量的變化情況是 ( )(A)始終增大 (B)始終減小(C)先增大后減小 (D)先減小后增大N SC例6. 邊長(zhǎng)為10cm的正方形線框，垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置，磁感應(yīng)強(qiáng)度B02T，如下圖所示，此時(shí)穿過線框的磁通量1_ Wb若將線框以一邊為軸轉(zhuǎn)過60，則線框的磁通量 2 _ Wb若將線框以一邊為軸轉(zhuǎn)過180，則穿過線框的磁通量的變化量大小是 _ Wb 2103 1103 4103 例7. 如下圖所示，在同一水平面內(nèi)有三個(gè)閉合線圈 a 、b 、 c，當(dāng) a 線圈中有電流通過時(shí)，它們的磁通量 分別為 a、 b 、與c ,下列說(shuō)法正確的是： ( )

11、A. a b c B. a b c C. a c b D. a c b I a b cB 例、如圖所示，矩形線框abcd，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S=0.3m2，線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60，線框中磁通量變化量為 ，線框在后來(lái)位置時(shí)磁通密度為 。 線框處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，各處的磁感強(qiáng)度的大小、方向均相同，所以B=0.2T。磁通密度就是磁感應(yīng)強(qiáng)度B.解析：線框在圖示位置時(shí)、磁感強(qiáng)度B與線框平面垂直，磁通量1=BS=0.20.3=0.06Wb，當(dāng)線框轉(zhuǎn)過60時(shí)，線框在與磁感線垂直平面的投影面積為Scos 60 ，此時(shí)磁量2=BScos 60=0.03Wb,所以= 1 2 =0.0

12、3Wb。cab dBOO 例、如圖所示, 六條通電的絕緣導(dǎo)線放在同一平面內(nèi), 導(dǎo)線中通過的電流強(qiáng)度均為I, 方向如圖, 六條導(dǎo)線圍成的A 、B、C、D 四個(gè)邊長(zhǎng)相等的正方形中, 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？A B C DI1 I 2 I3 I 4I5I6解：A 區(qū)域：I1 、 I 2; I 4 、 I5產(chǎn)生的磁場(chǎng)抵消， I3的磁場(chǎng)向外， I6的磁場(chǎng)向外, 合磁場(chǎng)向外B 區(qū)域： I 2 、 I3 ; I 4 、 I5產(chǎn)生的磁場(chǎng)抵消， I1的磁場(chǎng)向里， I6的磁場(chǎng)向外，合磁場(chǎng)為0C 區(qū)域： I1 I 2 ; I5 I6產(chǎn)生的磁場(chǎng)抵消， I3的磁場(chǎng)向外， I 4的磁場(chǎng)向里， 合磁場(chǎng)為0D 區(qū)域： I 2,I3 ; I5 I6產(chǎn)生的磁場(chǎng)抵消， I1的磁場(chǎng)向里，I 4的磁場(chǎng)向里， 合磁場(chǎng)向里