磁场的基本性质

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(高中物理)知识全解24磁场的基本性质

(高中物理)知识全解24磁场的基本性质

高中物理知识全解 2.4 磁场的根本性质注意:左手生力,右手生电生磁。

根底知识:1、磁场:磁体或电流周围存在一种特殊物质,能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用,这种特殊的物质叫磁场。

2、磁场的根本性质:对放入其中的磁极、电流或运动电荷产生力的作用。

3、磁场的产生I、永磁体周围存在磁场。

II、电流周围存在磁场—电流的磁效应注意:结合安培右手定那么及楞次定律判定磁场的方向。

4、磁场决定磁场强度的客观性,磁场强度是由磁场所决定的客观物理量。

【例题】由公式F sinB qυθ=洛可知,在磁场中的同一点〔〕磁场强度B与F洛成正比,与sinqυθ成反比。

无论带电粒子所带电量如何变化,F sinqυθ洛始终不变。

磁场中某点的磁场强度为零,那么带电粒子在该点所受的磁场力一定为零。

如果磁场中有静止的带电粒子,那么该带电粒子不受磁场力。

假设带电粒子在某点不受磁场力,那么说明该点磁场强度为零。

磁场中的运动电荷不一定受磁场力。

答案:BCDF5、磁现象I、磁性:物质具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。

II、磁体:具有磁性的物体叫磁体。

【磁体可分为:永磁体〔即硬磁体〕和软磁体两大类】III、磁极:磁体的各局部磁性强弱不同,磁性最强的区域叫磁极。

任何磁铁都有两个磁极,一个叫南极(S极),一个叫北极(N极)。

IV、磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。

6、电流的磁效应I、电流对小磁针的作用。

奥斯特实验:奥斯特发现,电流能使磁针偏转,如以下列图所示。

II、磁体对通电导线的作用磁体对通电导线产生力的作用,使悬挂在蹄形磁铁两极间的通电导线发生移动。

如以下列图所示。

III、电流和电流间的相互作用相互平行且距离较近的两条导线,当导线中分别通以方向相同的电流时,两导线相互吸引;当导线中通以方向相反的电流时,两导线相互排斥,如以下列图所示。

总结:不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应。

磁场的基本性质

磁场的基本性质

磁场的基本性质介绍磁场是物理学中一种与电荷运动有关的现象。

从微观的角度来看,磁场是由运动的电荷所产生的。

磁场具有许多基本性质,其中包括磁场的方向、大小以及如何受到力的作用等。

本文将介绍磁场的几个基本性质,并对其进行详细解释。

磁场的方向磁场的方向是指磁力线的走向。

磁力线是用来表示磁场分布的曲线,其方向始终指向磁场的南极。

根据磁力线的规律,我们可以得出以下几个基本性质:1.磁力线不会相交:磁力线是一种无源矢量场,不会相互干涉或相交。

2.磁力线形状:在均匀磁场中,磁力线呈平行于磁场方向的直线;在磁铁附近,磁力线则呈现出从北极走向南极的形状。

磁场的大小磁场的大小通常用磁感应强度来表示,使用符号B表示。

磁感应强度是指单位面积内通过的磁力线条数,其单位是特斯拉(T)。

磁感应强度的大小与磁场的强弱成正比,具体关系可以通过以下公式表示:B = μ * H其中,B为磁感应强度,μ为磁导率,H为磁场强度。

磁场的力磁场不仅可以感应电荷的运动,还可以对运动的电荷施加力。

在磁场中,电荷会受到一个称为洛伦兹力的作用,其大小和方向可以通过以下公式计算:F = q * v * B * sinθ其中,F为洛伦兹力,q为电荷量,v为电荷的速度,B为磁感应强度,θ为速度与磁感应强度之间的夹角。

洛伦兹力的方向垂直于速度方向和磁感应强度方向的平面,并且符合右手法则:当右手四指沿速度方向握拳,拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向。

磁场的产生磁场可以由电流产生。

根据安培环路定理,当电流通过一段导线时,会产生一个环绕导线的磁场。

导线通过的电流越大,磁场的强度就越大。

此外,磁体也可以产生磁场。

通过在磁体中放置磁性材料,例如铁磁体,可以使磁场得到增强。

这是因为磁性材料会在外部磁场的作用下自发磁化,从而增强磁场的大小。

磁场的应用磁场在日常生活中有许多应用。

以下是一些常见的应用领域:•电力工程:磁场在发电、输电和变压器中起着重要的作用。

•医学:磁共振成像(MRI)利用磁场的性质来生成人体的内部结构图像,从而帮助医生诊断疾病。

磁场

磁场

(4)不相交
(4)不相交
三、地磁场:
1、定义:地球是个磁体,具有磁场,叫地磁场。 地磁场的分布大致上就像一个条形磁体。 各地磁感线近似平行地面。 2、磁偏角: (1)地球的地理南北极与地磁场的南北相反。 (2)地球的地理两极与地磁场的两极并不重合,磁 针并非准确地指南或指北,有个夹角,叫地磁偏 角,简称磁偏角。 3、地磁场的磁感线分布图:见上图。 4、说明:宇宙中的许多天体 都具有磁场。月球也有磁场。但 月球不象地球那样有一个全球性 的磁场。火星也没有全球性 的磁场,所以火星上指南针不起作用。
13、在倾角为θ的斜面上,放置一段通有电流强度为 I,长度为L,质量为m的导体棒a,(通电方向垂 直纸面向里),如图所示,棒与斜面间动摩擦因 数μ< tanθ.欲使导体棒静止在斜面上,应加匀强磁 场,磁场应强度B最小值是多少?如果要求导体 棒a静止在斜面上且对斜面无压力,则所加匀强磁 场磁感应强度又如何?
9、一根长10cm的通电导线放在磁感强度为0.4T的匀 强磁场中,导线与磁场方向垂直,受到的磁场力为 4×10-3N,若以导线的中点为轴转动导线使导线和磁 感线平行,则导线所在处的磁感强度为 T,导线 受到的磁场力为 。
六、 磁场对电流的作用
1、安培力:
(1)大小:
①当I⊥B,F最大,F=ILB ②当I∥B,F=0 ③一般情况,
安培定则:姆指指向电流方向,四指指向磁场的方向。
2、环形电流
安培定则:四指绕向电流方向,大拇指方向即为环形 电流中心轴线上磁场的方向。
3、螺线管电流
安培定则:四指绕向电流的方向,大拇指方向即为螺 线管内磁场的方向。
7、一束电子流沿x轴正方向高速运动,如图所示,则 电子流产生的磁场在z轴上的点P处的方向是( ) A.沿y轴正方向 B.沿y轴负方向 C.沿z轴正方向 D.沿z轴负方向

课件:稳恒磁场的基本性质

课件:稳恒磁场的基本性质

有源场,存 在正负电荷
无源场,不存 在正负磁荷
7 – 3 稳恒磁场的基本性质
第七章 稳恒磁场
求通过S的磁通量
B dS 0
B dS B dS 0
S S
s
B dS B dS
S
S
-Br 2
7 – 3 稳恒磁场的基本性质
第七章 稳恒磁场
例 如图载流长直导线的电流为 I ,
所包围的各电流的代数和.
注意
电流 I 正负的规定 :I 与 L 成右螺旋时, I 为正;反之为负.
7 – 3 稳恒磁场的基本性质
第七章 稳恒磁场
B dl
L
0(I1 I1 I1 I2)
(0 I1
I

2
I1
I2 I3
I1
L
I1

1)B
是否与回路
L
外电流有关?
2)若 B d l 0 ,是否回路 L上各处 B 0? L
电流 I 成右螺旋.
M
NB
++++++++++++
P
LO
B d l B d l B d l B d l B d l
l
MN
NO
OP
PM
B MN 0nMNI B 0nI
无限长载流螺线管内部磁场处处相等 , 外部磁场 为零.
7 – 3 稳恒磁场的基本性质
第七章 稳恒磁场
例2
第七章 稳恒磁场
多电流情况
I1
I2
I3
l
B
B1
B2
B3
Bdl
l
0(I2

磁场

磁场

一、磁现象和磁场 1. 磁场(1)定义:磁体或电流周围存在一种特殊物质,能够传递磁体与磁体、磁体和电流、电流和电流之间的相互作用,这种特殊的物质叫磁场。

(2)磁场的基本性质:对放入其中的磁体和电流产生力的作用。

(3)磁场的产生:①磁体能产生磁场;②电流能产生磁场。

(4)磁场的方向:注意:小磁针北极(N 极,指北极)受力的方向即小磁针静止时北极所指方向,为磁场中该点的磁场方向。

说明:所有的磁作用都是通过磁场发生的,磁场与电场一样,都是场物质,这种物质并非由基本粒子构成。

2. 电流的磁场(1)电流对小磁针的作用,1820年,丹麦物理学家奥斯特发现,通电后,通电导线下方的与导线平行的小磁针发生偏转。

如图所示。

(2)电流和电流间的相互作用有互相平行而且距离较近的两条导线,当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时,观察发生的现象是:同向电流相吸,异向电流相斥。

小结:磁体与磁体间、电流与磁体间、电流和电流间的相互作用都是通过磁场来传递的,故电流能产生磁场。

二、磁感应强度B1. 物理意义:描述磁场的强弱。

2. 磁场的方向(即为磁感应强度的方向):小磁针静止时N 极所指的方向规定为该点的磁场方向。

小磁针静止时N 极受力的方向为该点的磁场方向。

磁感线上该点的切线方向为该点的磁场方向。

3. 磁感应强度的大小在磁场中垂直磁场方向的通电导线,所受的磁场力F 跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值叫做通电导线所在处的磁感应强度,用B 来表示。

即 B=单位:特(T ) 注意:此式由匀强磁场推出,但适用于任何磁场,在非匀强磁场中,IL 应理解为一个很小的电流元,垂直于磁场方向放置于磁场中某一点,则B=反映了磁场中该点的强弱程度。

4、磁感应强度的矢量性① B 是矢量,计算时遵循平行四边形定则。

② B 的方向即磁场的方向,并不是F 的方向。

③ 磁场的叠加:空间中如果同时存在两个以上的电流或磁体在该点激发的磁场,某点的磁感应强度B 是各电流或磁体在该点激发磁场的磁感应强度的矢量和,且满足平行四边形法则。

磁学

磁学

A1=6.5×5×0.92=30cm2 A2=8×5=40cm2 A3=ab+(a+b)l0
=5×6.5+(5+6.5) ×0.1=33.65cm2
JIE
⑶ 求各段磁路磁感应强度
⑷ 求各段磁路磁场强度
B1
A1
3103 30104
1T
3103 B2 A2 40104 0.75T
B0
A0
的系数。
Φ
Φ
ie
ie
i
+
ue

§9.6交流铁心线圈的电路模型
一、励磁电流的计算
U E I a
I
IM
E
损耗角
arc
tan
I IM
2
1.求磁化电流
U m Bm Hm Im IM
IM
Im 2
>1
2.求磁损耗电流
磁损耗 pFe pFe0V
磁损耗电流 Ia PFe / E
3.求励磁电流
l0 l2 30
30
0.1 8
为cm,铁心由D21硅钢片叠成,叠装因 数KFe=0.92,衔铁材料为铸钢。要使电 磁铁空气隙中的磁通为3×10-3 Wb。 求:⑴所需磁通势;⑵若线圈匝数
N=1000匝,求线圈的励磁电流。
解:⑴ 将磁路分成铁心、衔铁、气隙三段。
⑵ 求各段长度和截面积 l1=(30-6.5)+2(30-3.25)=77cm l2=30-6.5+4×2=31.5cm 2l0=0.1×2=0.2cm
I Ia IM
I
2 a
I
2 M
求励磁电流
设铁心是由D21硅钢片叠制而成,片厚0.5mm,铁心截面A=6.6cm2, 磁路平均长度l =66cm,励磁线圈匝数N=1000匝,接至频率f=50HZ U=220V的正弦电压。求励磁电流有效值及相位角(忽略线圈电阻 及漏磁通)。

磁场和磁感线

磁场和磁感线

磁场和磁感线1.磁场(1)定义:磁体周围存在着一种看不见、摸不着的特殊物质。

磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。

(2)基本性质:磁场对放入其中的磁体会产生力的作用。

(3)方向:小磁针静止时北极所指的方向规定为其所处位置的磁场方向。

在磁体周围的不同位置,磁场方向不同。

2.磁感线(1)实验:在玻璃下方放一根条形磁铁,玻璃上面均匀撒一些铁屑,轻轻的敲动玻璃,可以观察到细铁屑在磁场周围的形成规则分布,然后把条形磁铁换成U形磁铁,重复以上的实验,可以发现形成了另一种新的规则排列。

(2)为了形象地描述磁体周围的磁场分布,英国物理学家法拉第引入了磁感线这一模型。

我们模仿细铁屑在磁场中的排列情况,用带箭头的的曲线表示出来,就可以形象地描述出磁场,这样的曲线叫磁感线。

(3)方向:磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来,回到磁体的南极。

(4)磁感线可以表示:磁场的方向——箭头所指的方向;强弱——曲线的疏密程度;相互作用——吸引和相互排斥。

【说明】a.磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线,不是客观存在的;b.磁感线是封闭、不相交的曲线。

在磁体外部,磁感线从磁体北极出来,回到磁体的南极,在磁体内部,磁感线从磁体的南极指向磁体的北极;c.磁感线是立体的分布在磁体周围,而不是平面的。

d.磁感线上任意一点的切线方向都与该点小磁针静止时北极所指的方向一致。

3.磁场与磁感线的比较【例1】下列关于磁场和磁感线的说法正确的是()A.只有磁铁周围才有磁场B.磁感线是由铁屑形成的C.磁感线是客观存在的闭合曲线D.越靠近磁极的地方磁感线越密【例2】关于如图所示的磁场,下列说法正确的是()A.左端为磁铁的N 极B.a 点所放小磁针静止时北极指向右C.a 处的磁场比b 处的磁场弱D.如果将此磁体在教室中悬吊起来,静止时图示的右端指南【例3】如图所示,在条形磁铁周围放有甲、乙、丙、丁可以自由旋转的小磁针,当它们静止时,磁针N极指向错误的是()A、甲B、乙C、丙D、丁【例4】如图所示,根据小磁针静止时的指向,标出磁体的N、S极和A点的磁场方向(用箭头表示),并画出磁感线。

高三物理第一轮复习磁场基本性质;磁场对电流的作用

高三物理第一轮复习磁场基本性质;磁场对电流的作用

准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第一轮复习:磁场根本性质;磁场对电流的作用【本讲信息】一. 教学内容:1. 磁场根本性质2. 磁场对电流的作用【要点扫描】磁场根本性质〔一〕磁场1、磁场:磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质.它的根本特性是:对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用.2、磁现象的电本质:所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用.〔二〕磁感线为了描述磁场的强弱与方向,人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线.1、疏密表示磁场的强弱.2、每一点切线方向表示该点磁场的方向,也就是磁感强度的方向.3、是闭合的曲线,在磁体外部由N极至S极,在磁体的内部由S极至N极.磁线不相切不相交。

4、匀强磁场的磁感线平行且距离相.没有画出磁感线的地方不一没有磁场.5、安培那么:拇指指向电流方向,四指指向磁场的方向.注意这里的磁感线是一个个圆,每点磁场方向是在该点的切线方向。

*熟记常用的几种磁场的磁感线:〔三〕磁感强度1、磁场的最根本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用,电流垂直于磁场时受磁场力最大,电流与磁场方向平行时,磁场力为零。

2、在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感强度.①表示磁场强弱的物理量.是矢量.②大小:ILFB 〔电流方向与磁感线垂直时的公式〕.③方向:左手那么:是磁感线的切线方向;是小磁针N极受力方向;是小磁针静止时N极的指向.不是导线受力方向;不是正电荷受力方向;也不是电流方向.④单位:牛/安米,也叫特斯拉,单位制单位符号T.⑤点B:就是说磁场中某一点了,那么该处磁感强度的大小与方向都是值.⑥匀强磁场的磁感强度处处相.⑦磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,那么该点的磁感强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感强度的矢量和,满足矢量运算法那么。

〔四〕磁通量与磁通密度1、磁通量Φ:穿过某一面积磁力线条数,是标量.2、磁通密度B:垂直磁场方向穿过单位面积磁力线条数,即磁感强度,是矢量.3、二者关系:B=Φ/S〔当B与面垂直时〕,Φ=BScosθ,Scosθ为面积垂直于B方向上的投影,θ是B与S法线的夹角.磁场对电流的作用〔一〕安培力1、安培力:通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力.说明:磁场对通电导线中向移动的电荷有力的作用,磁场对这些向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力.2、安培力的计算公式:F=BILsinθ〔θ是I与B的夹角〕;通电导线与磁场方向垂直时,即θ=90°,此时安培力有最大值;通电导线与磁场方向平行时,即θ=0°,此时安培力有最小值,F=0N;0°<B<90°时,安培力F介于0和最大值之间。

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磁场基本性质
一、磁场的描述
1、磁场的物质性:与电场一样,也是一种物质,是一种看不见而又客观存在的特殊物质。

存在于(磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球的)周围。

2、基本特性:对放入其中的(磁极、电流、运动的电荷)有力的作用,它们的相互作用通过磁场发生。

3、方向规定:①磁感线在该点的切线方向 ;
②磁场中任一点小磁针北极(N 极)的受力方向(小磁针静止时 N 的指向)为该处的磁场方向。

③对磁体:外部(N S),内部(S N)组成闭合曲线;这点与静电场电场线(不成闭合曲
线)不同。

④用安培左手定则判断
4、磁感线:电场中引入电场线描述电场,磁场中引入磁感线描述磁场。

定义:磁场中人为引入的一系列曲线来描述磁场,曲线的切线表示该位置的磁场方向,其蔬密表示磁场强弱。

物理意义:描述磁场大小和方向的工具(物理摸型),磁场是客观存在的,磁感线是一种工具 .
不能认为有(无)磁感线的地方有(无)磁场。

5、磁场的产生方式
(1)永磁体(条形、蹄形)
(2)通电导线(有各种形状:直、曲、环形电流、通电螺线管)
(3)地球磁场(和条形磁铁相似)有三个特征:(磁极位置赤道处磁场特点南北半球磁场方向)
①地磁的 N 极的地理位置的南极,
②地磁B (水平分量:(南北)坚直分量:南半球:垂直地面而上向;北半球:垂直地面而向
下。


③在赤道平面上:距地球表面相等的各点,磁感强度大小相等、方向水平向北
(4)变化的电场(后面再讲法拉第电磁感应定律和电磁波)
二、电流磁场的方向叛断:安培右手定则(重点)、直、环、通电螺线管)一定要熟悉五种典型磁场的磁感线空间
分布(正确分析解答问题的关健)脑中要有各种磁源产生的磁感线的立体空间分布观念,会从不同的角度看、画、识各种磁感线分布图能够将磁感线分布的立体、空间图转化成不同方向的平面图(正视、符视、侧视、剖视图)
三、磁现象的电本质(磁产生的实质)后面讲到光现象的电本质
安培分子环型电流假说:分子、原子等物质的微粒内部存在一种环形电流,叫分子电流。

这种环形
电流使得每个物质微粒成为一个很小的磁体。

这就是安培分子电流假说。

它能解释各种磁现象:软铁棒的磁化、高温,猛烈的搞击而失去磁性等。

本质:(磁体、电流、运动电荷)的磁场都是由运动电荷产生的,并通过磁场相互作用的。

任何磁现象的岀现都以“电荷的运动(有形无形)”为基础。

一切磁现象归结为:运动电荷(或电流)之间通过磁场发生相互作用。

“电本质"实质为运动电荷(成形电流):静止的电荷在磁场中不会受到磁场力;有磁必有电(对),有电
必有磁(错)。

实验:奥斯特沿南北方向放置的导线下面放置小磁针,导线通电后,小磁针发生偏转。

罗兰实验:把大量的电荷加在橡胶盘上,然后使盘绕中心轴线转动,如图:在盘在附近用小磁针来检验运动电荷产生的磁场•
结果发现:带电盘转动时,小磁针发生了偏转,而且改变转盘方向,小磁针偏转方向也发生转变。

此实验说明;电荷运动时产生磁场,即磁场是由运动电荷产生;(即:一切磁场都来源于运动电荷,揭示了磁现象的电本质。


四、磁感线一一为了描述磁场的强弱与方向,人们想象在磁场中画岀的一组有方向的曲线.
1.疏密表示磁场的强弱.
2•每一点切线方向表示该点磁场的方向,也就是磁感应强度的方向.
3•是闭合的曲线,在磁体外部由 N极至S极,在磁体的内部由 S极至N极•磁线不相切不相交。

4 •匀强磁场的磁感线平行且距离相等•没有画岀磁感线的地方不一定没有磁场.
5.安培定则:姆指指向电流方向,四指指向磁场的方向•注意这里的磁感线是一个个同心圆,每点磁场方向是在该点切线方向•
*熟记常用的几种磁场的磁感线:
X X X X
x
W A 0 A ) (螺线管)
是最简单,同时也是最重要的磁场。

大小相等方向处处相同,用平行等间距的直 线来表示。

二、磁通量与磁通密度(分析法拉第电磁感应的基础)
1 .磁通量①:概念:磁感应强度 B 与垂直磁场方向的面积 S 的乘积叫穿过这个面积的磁通量,①= BX S
若面积S 与B 不垂直,应以B 乘以S 在垂直磁场方向上的投影面积 S',即①=B- S'= B- ScosB, 磁通量的物理意义:穿过某一面积的磁感线条数•也叫做穿过这个面积的磁通量①。

是标量.
说明:对某一面积的 磁通量,一定要指明“是哪一个面积的、方向如何”
2 .磁通密度B:垂直磁场方向穿过单位面积磁力线条数,即磁感应强度,是矢量.
3. 在匀强磁场中求磁通量类型有:公式的适用条件:
(1)当面积S 丄B 时。

①=BS 单位:韦伯 Wb=T- m 2
(2) S 的性质。

两个重要概念:磁感强度 B,磁通量
磁感强度(B )从力的角度描述磁场性质, 磁通量()从能量角度描述磁场 、磁感应强度
1.磁场的最基本的性质:对放入其中的 (磁极,电流,运动的电荷)有力的作用,都称为磁场力。

丄B 时,F 最大=BIL ; I ———典型的比值定义:( I L S
F
B=—— I L
I B=5 ) r F E=— q E= u= W a b
磁感强度B: ④ qBv = qe
(R= R= B=- S E B =—=_d=- v v dv L 8)(
C= ③ qBv = m C=— 4 v 2 ⑤ E=BLv B=— Lv kd ) mv mv qB qR
B=k :(直导体)⑦B= r
NI 匀强磁场: 分布地方: 异名磁极间(边缘除外) ,通电螺线管内部。

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