磁场的描述
磁场知识点整理
磁场知识点整理在我们的物理世界中，磁场是一个极其重要的概念。
它看不见、摸不着，但却在许多方面发挥着关键作用。
接下来，让我们一起深入探索磁场的奥秘。
一、磁场的基本概念首先，我们要明白什么是磁场。
磁场是一种存在于磁体周围的特殊物质，它能够对放入其中的磁体或电流产生力的作用。
磁体都有两个磁极，分别是北极（N 极）和南极（S 极）。
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
这就是磁场最直观的表现之一。
二、磁场的描述为了更准确地描述磁场，科学家们引入了一些物理量。
1、磁感应强度（B）磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。
它的定义是：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值，即 B ＝ F ／（IL)。
磁感应强度是矢量，其方向就是磁场的方向。
小磁针静止时 N 极所指的方向就是该点的磁感应强度的方向。
2、磁感线磁感线是用来形象地描述磁场分布的曲线。
磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
磁感线的特点包括：磁感线是闭合曲线，在磁体外部由 N 极指向 S 极，在磁体内部由 S 极指向 N 极；磁感线不相交；磁感线的疏密程度反映磁场的强弱。
三、电流的磁场1、奥斯特实验奥斯特实验揭示了电流能够产生磁场。
当导线中有电流通过时，其周围会产生磁场，使小磁针发生偏转。
2、安培定则安培定则（也叫右手螺旋定则）用于判断直线电流、环形电流和通电螺线管产生的磁场方向。
对于直线电流，右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
对于环形电流和通电螺线管，右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是螺线管的 N 极。
四、磁场对电流的作用1、安培力当电流在磁场中时，会受到磁场力的作用，这个力称为安培力。
安培力的大小 F ＝BILsinθ，其中θ是电流方向与磁场方向的夹角。
什么是磁场？
什么是磁场？一、磁场的基本定义磁场，简单来说，是指那些运动着的带电粒子或电荷在某一地点周围产生的一种力场。
磁场的强弱是通过磁力线（也叫磁感线）来描述的，磁力线和磁场线是同义词。
在磁场中，电子在受到磁力线作用的情况下，会偏转或受到力的作用。
二、磁场的产生当我们在进行日常生活中的某些活动时，比如用电熨斗熨衣服，或者使用电吹风吹头发时，我们就可以感受到磁场的作用。
那么这些磁场，究竟是怎样产生的呢？一种产生磁场的方法是通过电流的流动，可以在产生电流的线圈周围产生磁场，这种磁场我们叫做静磁场。
而另外一种则是通过电磁波的传播产生的，这种磁场我们称为动态磁场。
三、磁场的性质磁场具有一些特殊的性质。
其中，最基本的性质就是“北极点”和“南极点”的存在。
在磁场中，我们可以发现有两个极点，这就是我们常听说的“磁极”。
一个磁极可以吸引另一个磁极，而同极则会相互排斥。
另外，磁场的强度随着距离的增大而逐渐减小，这个特性被称为“磁场强度的倒数定律”。
除此之外，磁场还具有磁感应强度和磁介质磁化等特性。
这些特性的存在，使得磁场在日常生活、工业生产等领域得以广泛应用。
四、磁场在生活中的运用在现代科技生活中，磁场被广泛利用。
举个简单的例子，当我们在电视机、电脑等电子产品上，看到图片和文字，就是因为磁场的存在影响了电子的移动，从而形成了这些图像。
此外，许多机械设备中也会运用到磁场，如电动机、磁悬浮高铁等，都是凭借磁场的原理来实现物质的运动。
总之，磁场在科技生活中发挥着重要的作用，并且在科技发展的不断推进过程中，磁场还将继续发挥着越来越重要的作用。
如何描述磁场的强弱
我们探索旳世界： 磁场
磁场旳基本性质是什么？对放入其中旳磁体或 通电导体 有磁力旳作用
磁场旳描述—— 磁磁感场应强强度度
1、方向：小磁针静止时北极所指旳方向，要求为该点磁感 应强度 旳方向，简称该点旳磁场方向
B
2、大小：
磁感应强度旳大小
思绪：从力旳角度研究磁感应强度旳大小
小磁针旳受力 此路不通！ 另辟蹊径！
课后习题2、3
1、描述磁场旳措施：磁感应强度 电场—电场强度（电场线）磁场—磁场线？
（：（212、））无圆磁限电长流感载圆应流 心直 处强导B度线外u旳I距其离决中导定，线RR原为处圆因B半 径2uI。R
2R
3、若在某一空间中某一点同步存在几种磁场，
则此空间中该点旳磁感应强度应怎样计算？
磁感应强度是一种矢量。
电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中旳电 流I与导线长度L旳乘积IL叫做电流元。
磁场对通电导线作用力大小旳影响原因
磁场强弱 电流大小 导线长度 导线摆放位置
定量探究: 当导线跟磁场垂直时，通电导线在
磁场中受力大小
1、与电流旳定量关系： F∝I
2、与导线长度旳定量关系： F∝L
结论：F = BIL
10－13～10
－9
地磁场在地面附近旳平均值
5×10－5
我国研制旳作为α磁谱仪关键部件旳大型永磁体中心
0.1346
电动机或变压器铁芯中旳磁场
电视机偏转线圈内
试验室使用旳最强磁场
中子星表面磁场 原子核表面
0.8～1.7
约0.1 瞬时103 恒定37 106～108 约1012
课堂反馈
1、有关磁感应强度B旳说法正确旳是( D )
1、磁感应强度旳方向
磁场的描述的实验原理
磁场的描述的实验原理磁场是由磁体产生的一种物理现象，具有方向和大小。
磁场的描述可以通过一系列实验来实现，其中包括洛伦兹力实验、法拉第电磁感应实验和磁力实验等。
下面将详细介绍这些实验的原理。
1. 洛伦兹力实验：洛伦兹力实验是通过观察磁场对带电粒子的作用力来描述磁场的。
当带电粒子在磁场中运动时，会受到洛伦兹力的作用，该力的方向垂直于粒子的运动方向和磁场的方向，并且大小与粒子的电量、速度和磁场强度有关。
在实验中，可以通过射线管（或阴极射线管）来产生带电粒子，如电子。
射线管内部设有正交的电场和磁场，使电子以恒定的速度进入磁场区域。
当电子进入磁场时，会受到洛伦兹力的作用，使其轨迹发生偏转。
通过调节电场和磁场的强度，可以观察到不同的偏转情况，从而得出磁场的大小和方向。
2. 法拉第电磁感应实验：法拉第电磁感应实验是通过观察磁场对导体的感应电动势来描述磁场的。
根据法拉第电磁感应定律，当导体相对于磁场运动或磁场发生变化时，导体中就会产生感应电动势。
在实验中，可以通过将一个线圈放置在磁场中，使线圈与磁场垂直。
当磁场发生变化或线圈相对于磁场运动时，就会在线圈中产生感应电动势。
通过连接一个电阻和一个电表，可以测量到感应电动势的大小和方向。
通过调节磁场的强度、线圈本身的参数以及磁场的变化速度，可以观察到感应电动势的变化情况，从而得出磁场的描述。
3. 磁力实验：磁力实验是通过观察磁场对磁性物体的作用力来描述磁场的。
根据洛伦兹力的原理，当磁场与磁性物体相互作用时，就会产生磁力。
在实验中，可以使用磁铁作为磁场源，将磁铁与一个磁性物体（如铁簇）放在一起。
磁性物体会受到磁铁的作用力，产生运动或偏转。
通过观察磁性物体的运动情况，可以判断磁场的方向和大小。
通过调节磁铁的位置、磁铁的极性以及磁性物体的参数，可以观察到磁性物体的不同运动情况，从而得出磁场的描述。
综上所述，洛伦兹力实验、法拉第电磁感应实验和磁力实验等是用来描述磁场的常见实验。
磁场的概念和计算方法
磁场的概念和计算方法磁场是物质周围的一种特殊状态，可以对其他物质施加力的作用力场。
磁场的产生通常与电流或磁性材料有关。
本文将介绍磁场的概念、磁场的特点以及计算磁场的方法。
一、磁场的概念磁场是由电流或磁体所产生的一种物理现象。
磁场可以分为静态磁场和动态磁场两种形式。
静态磁场是指电流或磁体固定不变时产生的磁场；动态磁场是指电流或磁体产生的磁场随时间的变化而变化。
磁场的单位为特斯拉（T）。
磁场具有以下几个特点：1. 磁场是矢量量，具有方向和大小；2. 磁场是质点间相互作用的结果；3. 磁场对带电粒子有力的作用，可以使其受到磁力的影响；4. 磁场不但存在于磁体的周围，也存在于电流周围。
二、计算磁场的方法磁场的计算方法取决于磁场源的性质和问题的复杂程度。
下面将介绍几种常见的磁场计算方法。
1. 安培定律（Biot-Savart定律）安培定律是计算静态磁场的一种常用方法。
该定律描述了由电流元所产生的磁场与电流元之间的关系。
根据安培定律，可以计算出距离电流元很近的某一点的磁场大小和方向。
2. 毕奥-萨伐尔定律（Ampere's Law）毕奥-萨伐尔定律是一种计算对称电流导线所产生的磁场的方法。
根据该定律，可以通过对称电流导线的环绕路径上的磁场测量值的积分，得出电流导线所产生的磁场的大小。
3. 磁偶极子模型磁偶极子模型是一种简化计算磁场的方法。
当磁场源是一个小区域内的电流环路时，可以将其近似看作一个磁偶极子。
磁场源的磁场可以通过计算磁偶极子的磁场来进行近似。
4. 叠加原理叠加原理是一种用于计算复杂磁场的方法。
根据叠加原理，可以将复杂磁场分解为多个简单磁场的叠加。
通过计算每个简单磁场的磁场值，并叠加起来，可以得到复杂磁场的数值结果。
通过以上介绍的方法，可以计算出不同情况下的磁场分布和大小，为工程设计和科学研究提供依据。
综上所述，磁场是物质周围的一种特殊状态，具有方向和大小。
静态磁场和动态磁场是磁场的两种形式。
高中物理磁场知识点总结
高中物理磁场知识点总结
磁场的基本概念：磁场是指物体周围存在的一种物理现象，具有磁性的物体会在其周围形成磁场。
磁场的表示：磁场可以用磁力线来表示，磁力线是从磁南极指向磁北极的曲线。
磁场的性质：
磁场是无源的，即不存在磁单极子。
磁场是有方向的，磁力线的方向表示磁场的方向。
磁场是矢量量，具有大小和方向。
磁场的产生：
电流产生磁场：通过电流流过导线时，会在导线周围产生磁场，其方向由右手螺旋定则确定。
磁化产生磁场：某些物质在外磁场的作用下可以磁化，形成磁体，产生磁场。
磁场的力学效应：
洛伦兹力：磁场中的带电粒子受到洛伦兹力的作用，其大小和方向由洛伦兹力公式确定。
磁场对导线的作用力：当导线中有电流通过时，会受到磁场的作用力，其大小和方向由洛伦兹力公式确定。
磁场的应用：
电磁感应：磁场的变化可以引起电磁感应现象，如发电机、变压器等。
磁共振：磁场的作用可以使原子核发生共振现象，应用于核磁共振成像（MRI）等医学技术。
磁力对物体的作用：磁场可以对磁性物体产生吸引或排斥力，应用于电磁铁、磁悬浮等技术。
第一节 磁场的描述
第一节 磁场的描述、安培力考点54：电流的磁场．（能力级别：Ⅰ）1．磁场存在于磁体和电流周围的一种特殊的物质。
磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流具有力的作用。
磁场的方向我们规定为：小磁针在磁场中某点N 极的受力方向或小磁针静止时N 极所指的方向为该点的磁场方向。
1．电流的磁场电流能产生磁场。
电流的磁场方向由安培定则（右手螺旋定则）来判定。
安培定则的内容直线电流的磁场：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
螺线管的磁场：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。
考点55：磁感应强度．磁感线．地磁场．（能力级别：Ⅱ） 1．磁感应强度在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场力F 与电流I 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．定义式 B =F /IL ．磁感应强度是矢量，它的方向就是该位置的磁场方向，磁感应强度的合成遵循矢量合成的平行四边形法则．磁感应强度的单位是特斯拉（T ）。
磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。
磁场中某点的磁感应强度是客观存在的，与放入其中的电流和电流受到的力无关。
特别提示：学习时类比于电场强度（参见考点56—2）的定义，请注意在方向上的区别．【例题】下列叙述不正确的是A ．由磁感强度的定义式Il FB 可知，磁感强度与通电导线受到的磁场力成正比，与IL 成反比B ．一小段通电导线在某处不受磁场力作用时，该处的磁感强度一定为零C ．磁感强度的方向与磁场力的方向一致在磁体外部从N 极指向S 极，在磁体内部从S 极指向其主要特点有S 极与地理的南北极相反，但向地球的北极，竖直分量在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。
③在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，方向水平向北。
【例题】在北京地区进行如下实验：一个可以在水平面内自由转动的小磁针，在地磁场的作用下保持静止，一根长直导线位于小磁针的北方，竖直放置，且通有竖直向上的电流，已知地磁场的水平分量为B 1，长直导线电流磁场在小磁针处的磁感应强度为B 0，则小磁针的N 极将 A ．向西偏转角度θ＝arctan 01B B B ．向西偏转角度θ＝arctan 10B BC ．向东偏转角度θ＝arctan01B B D ．向东偏转角度θ＝arctan 10B B 变式练习2．若地磁场是由于地球表面带电产生的，则地球表面带电的情况是 A ．正电 B ．负电 C ．不带电 D ．无法确定 考点56：磁性材料．分子电流假说．（能力级别：Ⅰ）1．磁性材料根据物质在外磁场中表现的特性，物质可分为三类：顺磁性物质、抗磁性物磁性材料按磁化后去磁的难易还可分为软磁性材料（容易去磁）和硬磁性材料（不容易去磁）；按化学成分可分为金属磁性材料和铁氧体。
9.1 磁场的描述 磁场对电流的作用
9.1磁场的描述磁场对电流的作用概念梳理：一、磁场、磁感应强度1．磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用．(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时北极的指向．2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向．(2)大小：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)．(3)方向：小磁针静止时N极的指向．(4)单位：特斯拉(T)．3．匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场．(2)特点：匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线．4．磁通量(1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积．(2)公式：Φ＝BS.【注意】(1)公式Φ＝BS的适用条件：①匀强磁场；②磁感线的方向与平面垂直．即B⊥S.(2)S为有效面积．(3)磁通量虽然是标量，却有正、负之分．(4)磁通量与线圈的匝数无关．二、磁感线、通电导体周围磁场的分布1．磁感线(1)概念：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁场方向一致．(2)特点：①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向．②磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场较强；在磁感线较疏的地方磁场较弱．③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点．在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S 极指向N极．④同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切．⑤磁感线是假想的曲线，客观上不存在．2．条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布3．电流的磁场（安培定则、右手螺旋定则）直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场 特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两 侧是N 极和S 极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培 定则立体图横截面图4.地磁场(1)地磁场的N 极在地球南极附近，S 极在地球北极附近，磁感线分布如图所示．(2)地磁场B 的水平分量(B x )总是从地球南极指向地球北极，而竖直分量(B y )则南北球相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下．(3)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北．三、安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力 1．安培力的大小(1)磁场和电流垂直时，F ＝BIL . (2)磁场和电流平行时：F ＝0. 2．安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．(2)安培力的方向特点：F ⊥B ，F ⊥I ，即F 垂直于B 和I 决定的平面．考点精析：考点一 对磁感应强度和磁通量的理解【例1】下列说法中正确的是( AC )A ．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零B ．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零C ．表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D ．表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值【练习】关于磁感应强度的说法正确的是( D )A ．一小段通电导体放在磁场A 处，受到的磁场力比B 处的大，说明A 处的磁感应强度比B 处的磁感应强度大B ．由B ＝FIL 可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F 成正比，与导线的IL 成反比C ．磁场中某点B 的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致D ．小磁针N 极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向【例2】如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将( B ) A ．逐渐增大 B ．逐渐减小 C ．保持不变D ．不能确定【练习】如图所示，正方形线圈abcd 位于纸面内，边长为L ，匝数为N ，过ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的 右边界上，磁感应强度为B ，则穿过线圈的磁通量为( A )A.BL 22 B.NBL 22C ．BL 2D ．NBL 2考点二 安培定则的应用和磁场的叠加1.安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.原因(电流方向)结果(磁场绕向)直线电流的磁场 大拇指 四指 环形电流的磁场 四指大拇指2.磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．【例1】如图所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．【练习】为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是(B)【例2】如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d 位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是(C)A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同【练习】如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心、r为半径的圆周上有A、B、C、D四个点．已知A点的磁感应强度为0，则下列叙述正确的是(AB)A．直导线中的电流方向垂直纸面向里B．B点的实际磁感应强度为 2 T，方向斜向右上方，与竖直方向的夹角为45°C．C点的实际磁感应强度也为0D．D点的实际磁感应强度与B点相同考点三通电导体在磁场中的受力与运动判断通电导体在安培力作用下的运动方向时，首先要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后结合左手定则准确判断导线的受力情况或将要发生的运动．往往采用以下几种方法：电流元法把整段导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线的运动方向等效法 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立特殊位 置法通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向结论法 两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转动到平行且电流方向相同的趋势转换 研究 对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向【例1】请画出在如图所示的甲、乙、丙三种情况下，导线ab 受到的安培力的方向．【练习】一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当 没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀 强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( D )【练习】如图所示，一段导线abcd 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab 、bc 和cd的长度均为L ，且∠abc ＝∠bcd ＝135°.流经导 线的电流为I ，方向如图中箭头所示．导线段abcd 所受到的磁场的作用力的合力( A ) A ．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILB B ．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILB C ．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD ．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB【例2】如图所示，用细橡皮筋悬挂一轻质线圈，置于一固定直导线上方，线圈可以自由运动．当给两者通以图示电流时，线圈将( A ) A ．靠近直导线，两者仍在同一竖直平面内 B ．远离直导线，两者仍在同一竖直平面内C．靠近直导线，同时旋转90°D．远离直导线，同时旋转90°【练习】如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是(A) A．线圈向左运动B．线圈向右运动C．从上往下看顺时针转动D．从上往下看逆时针转动【练习】如图所示，把一根通电直导线AB放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动．当导线通过电流I时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是( C ) A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升【例3】如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37 °，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5 Ω金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力．答案(1)1.5 A(2)0.30 N(3)0.06 N【练习】上题中，若导轨是光滑的，则导体棒恰好静止在导轨上时，磁感应强度B的最小值是多少？方向如何？答案0.4 T方向垂直斜面向上课后练习一．单项选择题1．一根长0.20 m、通有2.0 A电流的通电直导线，放在磁感应强度为0.50 T的匀强磁场中，受到的安培力大小不可能是(D)A．0 N B．0.10 N C．0.20 N D．0.40 N2．如图所示，若一束电子沿y轴正方向移动，则在z轴上某点A的磁场方向应该是(B) A．沿x轴的正向B．沿x轴的负向C．沿z轴的正向D．沿z轴的负向3．两个完全相同的通电圆环A、B的圆心O重合、圆面相互垂直，通电电流相同，电流方向如图所示，设每个圆环在其圆心O处独立产生的磁感应强度为B0，则O处的磁感应强度大小为(C)A．0 B．2B0C.2B0D．无法确定4．如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d 为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d 的连线与导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的点是(C)A．a点B．b点C．c点D．d点5．在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示．则过c点的导线所受安培力的方向(C)A．与ab边平行，竖直向上B．与ab边平行，竖直向下C．与ab边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边6．如图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5 g的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平．在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T，方向与竖直线成30°角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为(A)A．0.1 A B．0.2 A C．0.05 A D．0.01 A7．如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S 闭合，A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( D ) A ．水平向左B ．水平向右C ．竖直向下D ．竖直向上8．在如图所示电路中，电池均相同，当电键S 分别置于a 、b 两处时，导线MM ′与NN ′ 之间的安培力的大小分别为Fa 、Fb ，可判断这两段导线( D ) A ．相互吸引，F a >F b B ．相互排斥，F a >F b C ．相互吸引，F a <F b D ．相互排斥，F a <F b9．通有电流的导线L 1、L 2处在同一平面(纸面)内，L 1是固定的，L 2可绕垂直纸面的固定转轴O 转动(O 为L 2的中心)，各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生( D ) A ．因L2不受磁场力的作用，故L 2不动B ．因L 2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L 2不动C ．L 2绕轴O 按顺时针方向转动D ．L 2绕轴O 按逆时针方向转动10．如图所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( A )A ．金属棒中的电流变大，θ角变大B ．两悬线等长变短，θ角变小C ．金属棒质量变大，θ角变大D ．磁感应强度变大，θ角变小11．如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A 为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为F N2，则下列关于磁铁对斜面压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是( C )A ．F N1<F N2，弹簧的伸长量减小B ．F N1＝F N2，弹簧的伸长量减小C ．F N1>F N2，弹簧的伸长量增大D ．F N1>F N2，弹簧的伸长量减小12．如图所示，倾斜导轨宽为L ，与水平面成α角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中，金属杆ab 水平放在导轨上．当回路电流强度为I 时，金属杆ab 所受安培力F ，斜面的支持力为F N ，则( C )A ．安培力方向垂直ab 杆沿斜面向上B ．安培力方向垂直ab 杆水平向右C ．F N ＝BIL cos αD ．F N ＝BILsin α二．双项选择题1．有两根长直导线a 、b 互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在图中所示的平面内，O 点为两根导线连线的中点，M 、N 为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O 点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I ，则关于线段MN 上各点的磁感应强度的说法中正确的是( BD )A ．M 点和N 点的磁感应强度大小相等，方向相同B ．M 点和N 点的磁感应强度大小相等，方向相反C ．在线段MN 上各点的磁感应强度都不可能为零D ．在线段MN 上只有一点的磁感应强度为零2．质量为m 的通电细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为L ，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上．如下列选项所示(截面图)，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是( CD )3．中装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端a 、b ，导轨两端e 、f ，分别接到两个不同的直流电源上时，L 便在导轨上滑动．下列说法正确的是( BD ) A ．若a 接正极，b 接负极，e 接正极，f 接负极，则L 向右滑动B ．若a 接正极，b 接负极，e 接负极，f 接正极，则L 向右滑动C ．若a 接负极，b 接正极，e 接正极，f 接负极，则L 向左滑动D ．若a 接负极，b 接正极，e 接负极，f 接正极，则L 向左滑动4．如图所示，质量为m 、长为L 的导体棒电阻为R ，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E ，内阻不计．匀强磁场的磁感应强度为B ，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则( BD )A ．导体棒向左运动B ．开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL RC ．开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL sin θRD ．开关闭合瞬间导体棒MN 的加速度为BEL sin θmR三．计算题1．据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示．炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离d ＝0.10 m ，导轨长L ＝5.0 m ，炮弹质量m ＝0.30 kg.导轨上的电流I 的方向如图中箭头所示．可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B ＝2.0 T ，方向垂直于纸面向里．若炮弹出口速度为v ＝2.0×103 m/s ，求通过导轨的电流I .忽略摩擦力与重力的影响． 答案 6.0×105 A2．如图所示，在倾角θ＝30°的斜面上，固定一金属框架，宽l ＝0.25 m ，接入电动势E ＝12 V 、内阻不计的电源．在框架上放有一根水平的、质量m ＝0.2 kg 的金属棒ab ，它与框架的动摩擦因数为μ＝36，整个装置放在磁感应强度B ＝0.8 T 的垂直框面向上的匀强磁场中．当调节滑动变阻器R 的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，g ＝10 m/s 2)答案 1.6 Ω≤R ≤4.8 Ω3．如图为一电流表的原理示意图．质量为m 的匀质细金属棒MN 的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧的劲度系数为k .在矩形区域abcd 内有匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外．与MN 的右端N 连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN 的长度大于ab .当MN 中没有电流通过且处于平衡状态时，MN 与矩形区域的cd 边重合；当MN 中有电流通过时，指针示数可表示电流大小． (1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g ) (2)若要电流表正常工作，MN 的哪一端应与电源正极相接？(3)若k ＝2.0 N/m ，ab ＝0.20 m ，bc ＝0.050 m ，B ＝0.20 T ，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大两倍，磁感应强度应变为多大？ 答案 (1)mgk (2)M 端 (3)0～2.5 A (4)0.10 T。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
磁场的描述
《磁场的描述》
一、简介
磁场是一种宏观的物理场概念，它与电场相似，主要是指磁体周围的力场状态，与其他物理场不同，磁场和磁体间有直接的作用关系。
磁体受外界磁场的影响，会产生一种磁力，磁力实现了物体间的相互作用，影响着物质的结构和状态。
磁场也与它所在的物体有关，物体的形状，体积，物质组成和运动状态都会影响磁场的形式和分布。
二、磁场的描述
1、性质
磁场的性质是指它的可描述性和可变性，它可以描述为由多种物理量（如电流、磁感应强度、磁通量等）所确定的力场，它是一个连续可变的宏观物理场。
2、形式
磁场的形式分为定向磁场和旋转磁场，它们的差别在于：定向磁场是指磁场在各点的方向是唯一的，旋转磁场是指磁场在各点的方向不唯一。
3、场梯度
磁场的场梯度是指磁场在不同空间位置时其强度的变化率。
它是一个非常重要的概念，它用来表示磁场的强度在空间上的分布状况，是评价一个磁场性质的重要标准。
4、磁场向量
磁场向量是指向量在描述磁场时使用的单位向量，它可以用来描述磁场的方向和强度，在一个旋转磁场中由三个向量组成，磁场的方向和强度可以用它们来表示。
三、结论
磁场包括磁气场和磁通量场，它决定了物体表面的磁特性，影响物质的结构和状态。
磁场的描述和理解需要综合运用多种物理知识，其中包括磁场的形式、特性、场梯度和磁场向量等。