磁場基本性質
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一、磁場
1、磁場：磁場是存在於磁體、運動電荷周圍的一種物質．它的基本特性是：對處於其中的磁體、電流、運動電荷有力的作用．
2、磁現象的電本質：所有的磁現象都可歸結為運動電荷之間通過磁場而發生的相互作用．
二、磁感線
為了描述磁場的強弱與方向，人們想象在磁場中畫出的一組有方向的曲線．
1．疏密表示磁場的強弱．
2．每一點切線方向表示該點磁場的方向，也就是磁感應強度的方向．
3．是閉合的曲線，在磁體外部由n極至s極，在磁體的內部由s極至n極．磁線不相切不相交。
4．勻強磁場的磁感線平行且距離相等．沒有畫出磁感線的地方不一定沒有磁場．
5．安培定則：姆指指向電流方向，四指指向磁場的方向．注意這裡的磁感線是乙個個同心圓，每點磁場方向是在該點切線方向·
*熟記常用的幾種磁場的磁感線：
【例1】根據安培假說的物理思想：磁場**於運動電荷．如果用這種思想解釋地球磁場的形成，根據地球上空並無相對地球定向移動的電荷的事實．那麼由此推斷，地球總體上應該是：（ ）
a.帶負電; b.帶正電;
c.不帶電; d.不能確定
三、磁感應強度
1．磁場的最基本的性質是對放入其中的電流或磁極有力的作用，電流垂直於磁場時受磁場力最大，電流與磁場方向平行時，磁場力為零。
2．在磁場中垂直於磁場方向的通電導線受到的磁場力f跟電流強度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．
①表示磁場強弱的物理量．是向量．
②大小：b電流方向與磁感線垂直時的公式）．
③方向：左手定則：是磁感線的切線方向；是小磁針n極受力方向；是小磁針靜止時n極的指向．不是導線受力方向；不是正電荷受力方向；也不是電流方向．
④單位：牛/安公尺，也叫特斯拉，國際單位制單位符號t．
⑤點定b定：就是說磁場中某一點定了，則該處磁感應強度的大小與方向都是定值．
⑥勻強磁場的磁感應強度處處相等．
⑦磁場的疊加:空間某點如果同時存在兩個以上電流或磁體激發的磁場,則該點的磁感應強度是各電流或磁體在該點激發的磁場的磁感應強度的向量和,滿足向量運算法則.
【例2】如圖所示，正四稜柱abed一a'b'c'd'的中心軸線00'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.同一條側稜上各點的磁感應強度都相等
b.四條側稜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後減小
d.稜柱內任一點的磁感應強度比稜柱側面上所有點都大
【例3】如圖所示，兩根導線a、b中電流強度相同．方向如圖所示，則離兩導線等距離的p點，磁場方向如何？
【例4】六根導線互相絕緣，所通電流都是i，排成如圖10一5所示的形狀，區域a、b、c、d均為相等的正方形，則平均磁感應強度最大的區域是哪些區域？該區域的磁場方向如何？
【例5】一小段通電直導線長1cm，電流強度為5a，把它放入磁場中某點時所受磁場力大小為0．1n，則該點的磁感強度為（ ）
【例6】如圖所示，一根通電直導線放在磁感應強度b=1t的勻強磁場中，在以導線為圓心，半徑為r的圓周上有a,b,c,d四個點，若a點的實際磁感應強度為0，則下列說法中正確的是（ac）
a.直導線中電流方向是垂直紙面向裡的
b.c點的實際磁感應強度也為0
c. d點實際磁感應強度為，方向斜向下，與b夾角為450
d.以上均不正確
四、磁通量與磁通密度
1．磁通量φ：穿過某一面積磁力線條數，是標量．
2．磁通密度b：垂直磁場方向穿過單位面積磁力線條數，即磁感應強度，是向量．
3．二者關係：b＝φ/s（當b與面垂直時），φ＝bscosθ，scosθ為面積垂直於b方向上的投影，θ是b與s法線的夾角．
【例7】如圖所示，a為通電線圈，電流方向如圖所示，b、c為與a在同一平面內的兩同心圓，φb、φc分別為通過兩圓面的磁通量的大小，下述判斷中正確的是（ ）
a．穿過兩圓面的磁通方向是垂直紙面向外
b．穿過兩圓面的磁通方向是垂直紙面向裡
c．φb＞φc d．φb＜φc
1.磁通量的計算
【例8】如圖所示，勻強磁場的磁感強度b＝2．0t，指向x軸的正方向，且ab=40cm，bc=30cm，ae=50cm，求通過面積sl（abcd）、s2（befc）和s3（aefd）的磁通量φ1、φ2、φ3分別是多少？
【例9】如圖4所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細長磁鐵n極附近下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內，由圖中的位置ⅰ經過位置ⅱ到位置ⅲ，且位置ⅰ和ⅲ都很靠近位置ⅱ，在這個過程中，線圈中的磁通量
a．是增加的； b．是減少的
c．先增加，後減少； d．先減少，後增加
【例10】如圖所示邊長為100cm的正方形閉合線圈置於磁場中，線圈ab、cd兩邊中點連線oo/的左右兩側分別存在方向相同、磁感強度大小各為b1＝0．6t，b2=0．4t的勻強磁場。若從上往下看，線圈逆時針轉過370時，穿過線圈的磁通量改變了多少？
2.磁場基本性質的應用
【例11】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來危害．對於地磁場對宇宙射線有無阻擋作用的下列說法中，正確的是（b）
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，南北兩極最弱
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
【例12】超導是當今高科技的熱點之一，當一塊磁體靠近超導體時，超導體中會產生強大的電流，對磁體有排斥作用，這種排斥力可使磁體懸浮在空中，磁懸浮列車就採用了這項技術，磁體懸浮的原理是（d）
①超導體電流的磁場方向與磁體的磁場方向相同．
②超導體電流的磁場方向與磁體的磁場方向相反．
③超導體使磁體處於失重狀態．
④超導體對磁體的磁力與磁體的重力相平衡．
a.①③ b.①④ c.②③ d.②④
【例13】.如圖所示，用彎曲的導線環把一銅片和鋅片相連裝在一絕緣的浮標上，然後把浮標浸在盛有稀硫酸的容器中，設開始設定時，環平面處於東西方向上．放手後，環平面將最終靜止在方向上．
【例14】普通磁帶錄音機是用乙個磁頭來錄音和放音的。磁頭結構如圖所示，在乙個環形鐵芯上繞乙個線圈．鐵芯有個縫隙，工作時磁帶就貼著這個縫隙移動。錄音時磁頭線圈跟微音器相連，放音時，磁頭線圈改為跟揚聲器相連，磁帶上塗有一層磁粉，磁粉能被磁化且留下剩磁。
微音器的作用是把聲音的變化轉化為電流的變化；揚聲器的作用是把電流的變化轉化為聲音的變化，根據學過的知識，把普通錄音機錄、放音的基本原理簡明扼要地寫下來。
【例15】磁場具有能量，磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為b2/2μ,式中b是感應強度,μ是磁導率，在空氣中μ為一已知常數．為了近似測得條形磁鐵磁極端麵附近的磁感應強度b，一學生用一根端麵面積為a的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片p，再用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離△l，並測出拉力f，如圖所示．因為f所做的功等於間隙中磁場的能量，所以由此可得磁感應強度b與f、a之間的關係為b
磁場對電流的作用
一、安培力
1.安培力：通電導線在磁場中受到的作用力叫做安培力．
說明:磁場對通電導線中定向移動的電荷有力的作用，磁場對這些定向移動電荷作用力的巨集觀表現即為安培力．
2.安培力的計算公式：f＝bilsinθ（θ是i與b的夾角）；通電導線與磁場方向垂直時，即θ＝900，此時安培力有最大值；通電導線與磁場方向平行時，即θ＝00，此時安培力有最小值，f=0n;00＜b＜900時，安培力f介於0和最大值之間.
3.安培力公式的適用條件:
①公式f＝bil一般適用於勻強磁場中i⊥b的情況，對於非勻強磁場只是近似適用（如對電流元），但對某些特殊情況仍適用．
如圖所示，電流i1//i2,如i1在i2處磁場的磁感應強度為b，則i1對i2的安培力f＝bi2l，方向向左，同理i2對i1，安培力向右，即同向電流相吸，異向電流相斥．
②根據力的相互作用原理，如果是磁體對通電導體有力的作用，則通電導體對磁體有反作用力．兩根通電導線間的磁場力也遵循牛頓第三定律．
二、左手定則
1.用左手定則判定安培力方向的方法：伸開左手，使拇指跟其餘的四指垂直且與手掌都在同一平面內，讓磁感線垂直穿過手心，並使四指指向電流方向，這時手掌所在平面跟磁感線和導線所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通電導線所受安培力的方向．
2.安培力f的方向既與磁場方向垂直，又與通電導線垂直,即f跟bi所在的面垂直．但b與i的方向不一定垂直．
3.安培力f、磁感應強度b、電流1三者的關係
①已知i,b的方向，可惟一確定f的方向；
②已知f、b的方向，且導線的位置確定時，可惟一確定i的方向；
③已知f,1的方向時，磁感應強度b的方向不能惟一確定．
4.由於b,i,f的方向關係常是在三維的立體空間，所以求解本部分問題時，應具有較好的空間想象力，要善於把立體圖畫變成易於分析的平面圖，即畫成俯檢視，剖檢視，側檢視等．
【例1】如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長直導線，當導線通以如圖所示方向電流時
a．磁鐵對桌面的壓力減小，且受到向左的摩擦力作用
b．磁鐵對桌面的壓力減小，且受到向右的摩擦力作用
c．磁鐵對桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力作用
d．磁鐵對桌面的壓力增大，且受到向右的摩擦力作用
【例2】.如圖在條形磁鐵n極處懸掛乙個線圈，當線圈中通有逆時針方向的電流時，線圈將向哪個方向偏轉？
1。安培力的性質和規律；
①公式f=bil中l為導線的有效長度，即導線兩端點所連直線的長度，相應的電流方向沿l由始端流向末端．如圖所示，甲中：，乙中：l/=d(直徑）＝2r（半圓環且半徑為r)
高中物理磁場完美總結
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