永磁体和电流周围都存在磁场

期末
一、磁场
1、永磁体和电流周围都存在磁场，它是一种特殊形态的物质； 、 周围都存在磁场，它是一种特殊形态的物质； 磁现象的电本质——安培分子电流假说 磁现象的电本质 安培分子电流假说 2、磁场的基本特性之一就是对处于其中的磁极或者电流有磁场 、 力的作用。磁极与磁极之间、磁体与电流之间、 力的作用。磁极与磁极之间、磁体与电流之间、电流与电流之 而作用于对方的。 间的作用力都是通过自己的磁场而作用于对方的。 3、磁场的方向：规定在磁场中任一点，小磁针静止时 极指向 、磁场的方向：规定在磁场中任一点，小磁针静止时N极指向 极的受力方向） 。（注意 （即N极的受力方向）就是该点的磁场方向。（注意：不是电流 极的受力方向 就是该点的磁场方向。（注意： 的受力方向） 的受力方向） 磁场的方向 小磁针静止时N极指向 小磁针静止时 极指向 五个方向的统一： 方向的统一 五个方向的统一： N极的受力方向 极的受力方向 磁感线某点的切线方向
练习
关于磁感应强度，下列说法中正确的是 ) 关于磁感应强度，下列说法中正确的是( A．磁感应强度的方向，就是通电直导线在磁场中的受 ．磁感应强度的方向， 力方向 B．磁感应强度大的地方，通电导线所受的力也一定大 ．磁感应强度大的地方， C．磁感应强度的单位可以用 表示 ．磁感应强度的单位可以用T表示 D.通电导线在某处所受磁场力为零，则该处的磁感应强度 通电导线在某处所受磁场力为零， 通电导线在某处所受磁场力为零 为零
答案： 答案：C
θ
θ
θ
θ
N 如图所示， 解：画其截面图，如图所示， 由受力平衡可得： 由受力平衡可得： 沿水平方向： 沿水平方向： F1= f ① 沿竖直方向： 沿竖直方向： F2+N= Mg 即:BILsin θ =f BILcosθ+ N =mg 解得摩擦力f 解得摩擦力 = BILsin F安 F2 F1 ② ③ ④ Mg
磁感应强度的方向
4、磁感线和电场线的相似和不同之处： 、磁感线和电场线的相似和不同之处：
相似 之处
不同 之处
电场线 磁感线 任意两条都不能相交；都是假想线； 任意两条都不能相交；都是假想线； 切线方向都代表（电或磁）场的方向； 切线方向都代表（电或磁）场的方向； 疏密都代表（电或磁）场的弱和强。 疏密都代表（电或磁）场的弱和强。 从正电荷出发到负电 磁铁外部：N极到 极， 磁铁外部： 极到 极到S极 内部： 极到 极的封闭 极到N极的封闭曲线 荷终止的不封闭曲线 内部：S极到 极的封闭曲线
B θ
f
θ
导轨对棒的支持力N =mg- BILcosθ
由牛顿第三定律棒对导轨的压力也为mg- BILcosθ 由牛顿第三定律棒对导轨的压力也为
四、磁场对运动电荷的作用力（洛伦兹力） 磁场对运动电荷的作用力（洛伦兹力） 运动电荷的作用力
1、大小： 、大小
f=Bqv
左手定则
(适用条件：V⊥B） 适用条件： ⊥
掌握条形磁铁、马蹄形磁铁、地磁场、通电直导线、环形电流、 条形磁铁、马蹄形磁铁、地磁场、通电直导线、环形电流、 条形磁铁 通电螺线管的磁感线分布情况。 通电螺线管
二、磁感应强度（B）—描述磁场的强弱 磁感应强度（ ） 描述磁场的强弱
1、定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场 、定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线， 垂直于磁场方向的通电直导线 与电流I和导线长度 力F与电流 和导线长度 的乘积的比值叫做通电直导线所在处的 与电流 和导线长度L的乘积的比值叫做通电直导线所在处的 磁感应强度。 磁感应强度。 2、由磁场本身决定，和放不放入电流无关。 、由磁场本身决定，和放不放入电流无关。 3、单位：特[斯拉 （T） 斯拉]（ ） 、单位： 斯拉 4、是矢量，方向就是磁场方向，也就是小磁针静止时 极指向。 极指向。 、是矢量，方向就是磁场方向，也就是小磁针静止时N极指向 5、匀强磁场：磁感应强度处处大小相等，方向相同的区域。 、匀强磁场：磁感应强度处处大小相等，方向相同的区域。 两个较大的平行异名磁极之间（除边缘外）、 ）、长直通电 两个较大的平行异名磁极之间（除边缘外）、长直通电 螺线管内部（除两端外）都是匀强磁场。 螺线管内部（除两端外）都是匀强磁场。
方向： 方向：左手定则 例： 如图所示，金属杆ab质量为m，长 如图所示，金属杆ab质量为 质量为m 通过的电流为I 为L，通过的电流为I，处在磁感应强度 的匀强磁场中，结果ab静止且紧压 为B的匀强磁场中，结果ab静止且紧压 于水平导轨上。 于水平导轨上。若磁场方向与导轨平面 ：（1 ab受到的摩擦力 受到的摩擦力； 成θ角，求：（1）棒ab受到的摩擦力； （2）棒对导轨的压力。 棒对导轨的压力。
v f = Bqv = m r
mv 半径 : r = Bq
2
2π r T = v 2π m 周期 T = Bq
周期T的大小与带电粒子在磁场 中的运动速率和半径无关。
例：
如图所示，一电量为 的带电粒子，（不计重力 的带电粒子，（不计重力） 如图所示，一电量为q的带电粒子，（不计重力） 点垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中 的匀强磁场中， 自A点垂直射入磁感应强度为 ，宽度为 的匀强磁场中， 点垂直射入磁感应强度为 穿过磁场的速度方向与原来入射方向的夹角为30 穿过磁场的速度方向与原来入射方向的夹角为 0，则 该电荷质量m是 该电荷质量 是————，穿过磁场所用的时间 为—— ，穿过磁场所用的时间t为 — 由几何知识：弧AB所对应的圆心 由几何知识： 角θ=300,OB=OA即为半径r。故：
V A B P O 300 V
r=
Hale Waihona Puke d sin 300
= 2d
= 2 d 得 m = 2 Bdq / V
θ
mV 而 r = qB 又因弧
AB 对应圆心角
θ = 30
0
d
故磁场中运动时间
:
1 1 2π m πd • = t = T = 12 12 qB 3V
：（1） 解题关键：（ ）确定运动轨迹所在圆的圆心 和半径
B=F/（IL） （ ）
三、磁场对电流的作用
1、磁场对电流的作用力叫做安培力。 、磁场对电流的作用力叫做安培力。 大小： 大小： （适用条件：I⊥B） 适用条件： ⊥ 注意： 应取有效长度 应取有效长度） （注意：L应取有效长度） 若电流和磁场方向平行， 方向平行 若电流和磁场方向平行，电流不受磁场力
2、方向： 、方向：
a: f的方向总是垂直于 和v所决定的平面 的方向总是垂直于B和 所决定的平面 的方向总是垂直于 b: 注意电荷有正负之分，四指的指向应为正 注意电荷有正负之分， 电荷的运动方向！ 电荷的运动方向！
3、当电荷垂直射入匀强磁场时，在洛伦兹力 、当电荷垂直射入匀强磁场时， 作用下电荷作匀速圆周运动。 作用下电荷作匀速圆周运动。
V A P O
（2）计算粒子在磁场中的运动时间： ）计算粒子在磁场中的运动时间：
B 300
先判定运动路径圆弧所对应的 圆心角θ , 再根据 t = 求得时间t 求得时间 。
θ
V
θ
360
0
T
d
带电粒子在复合场中运动1 带电粒子在复合场中运动1 复合场中运动
带电粒子在复合场中运动2 带电粒子在复合场中运动2 复合场中运动
答案： 答案：C
练习
通电螺线管中有如图所示方向的电流， 通电螺线管中有如图所示方向的电流 ， 其中各小磁针N极所指方向向左的是 极所指方向向左的是( ) 其中各小磁针 极所指方向向左的是 A．甲 ． B．乙 ． C．丙 ． D．丁 ．
答案 ： B
练习
磁场中某点磁场的方向是( ) 磁场中某点磁场的方向是 A．正电荷在该点的受力方向 ． B．运动电荷在该点的受力方向 ． C．静止小磁针 极在该点的受力方向 ．静止小磁针N极在该点的受力方向 D．一小段通电直导线在该点的受力方向 ．
F=BIL
方向： 方向：
左手定则
F的方向总是垂直于 和I所决定的平面 的方向总是垂直于B和 所决定的平面 的方向总是垂直于
2、重要推论： 、重要推论： 两平行通电直导线，若通以同向电流，则相互吸引； 两平行通电直导线，若通以同向电流，则相互吸引； 若通以反向电流，则相互排斥。 若通以反向电流，则相互排斥。