高三物理磁场知识点梳理
高中物理磁场知识点(详细总结)

磁场基本性质一、磁场1、磁场:磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质.它的基本特性是: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.没有画出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:【例1】根据安培假说的物理思想:磁场来源于运动电荷.如果用这种思想解释地球磁场的形成,根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实.那么由此推断,地球总体上应该是:(A)A.带负电;B.带正电;C.不带电;D.不能确定解析:因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极,根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西,而地球是从西向东自转,所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流,故选A.三、磁感应强度1.磁场的最基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应强度.①表示磁场强弱的物理量.是矢量.②大小:B=F/Il(电流方向与磁感线垂直时的公式).③方向:左手定则: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,国际单位制单位符号T.⑤点定B定:就是说磁场中某一点定了,则该处磁感应强度的大小与方向都是定值.⑥匀强磁场的磁感应强度处处相等.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,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则.【例2】如图所示,正四棱柱abed一a'b'c'd'的中心轴线00'处有一无限长的载流直导线,对该电流的磁场,下列说法中正确的是(AC)A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等B.四条侧棱上的磁感应强度都相同C.在直线ab上,从a到b,磁感应强度是先增大后减小D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大解析:因通电直导线的磁场分布规律是B∝1/r,故A,C正确,D错误.四条侧棱上的磁感应强度大小相等,但不同侧棱上的点的磁感应强度方向不同,故B错误.【例3】如图所示,两根导线a、b中电流强度相同.方向如图所示,则离两导线等距离的P点,磁场方向如何?解析:由P点分别向a、b作连线Pa、Pb.然后过P点分别做Pa、Pb垂线,根据安培定则知这两条垂线用PM、PN就是两导线中电流在P点产生磁感应强度的方向,两导线中的电流在P处产生的磁感应强度大小相同,然后按照矢量的合成法则就可知道合磁感应强度的方向竖直向上,如图所示,这也就是该处磁场的方向.答案:竖直向上【例4】六根导线互相绝缘,所通电流都是I,排成如图10一5所示的形状,区域A、B、C、D均为相等的正方形,则平均磁感应强度最大的区域是哪些区域?该区域的磁场方向如何?解析:由于电流相同,方格对称,从每方格中心处的磁场来定性比较即可,如I1在任方格中产生的磁感应强度均为B,方向由安培定则可知是向里,在A、D方格内产生的磁感应强度均为B/,方向仍向里,把各自导线产生的磁感应强度及方向均画在四个方格中,可以看出在B、D区域内方向向里的磁场与方向向外的磁场等同,叠加后磁场削弱.答案:在A、C区域平均磁感应强度最大,在A区磁场方向向里.C区磁场方向向外.【例5】一小段通电直导线长1cm,电流强度为5A,把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0.1N,则该点的磁感强度为()A.B=2T;B.B≥2T;C、B≤2T ;D.以上三种情况均有可能解析:由B=F/IL可知F/IL=2(T)当小段直导线垂直于磁场B时,受力最大,因而此时可能导线与B 不垂直,即Bsinθ=2T,因而B≥2T。
最全面高中物理磁场超详细知识点归纳

最全面高中物理磁场超详细知识点归纳磁场是具有定向性,包括空间和时间变化,能引起磁铁活动的物理场。
它是磁体能量的形式和载体,将磁体电能量转化为机械能量,并使运动电子排斥或吸引,具有实用的技术价值。
研究磁场的目的是为了获取磁体的数量、性质和应用,以及地震研究、宇宙物理以及其他领域的大自然科学研究。
一、磁场的定义磁场是正弦波的集合,它以矢量形式或张量形式表示为一个函数,在空间和时间上发生变化,能在不同地点和时刻诱发磁体。
它代表磁体能量的数量、性质和形式。
二、磁场的特征(1)磁场有方向性。
磁矢之差表示强度方向,负责变化的函数表示磁场方向,比如在一定点上磁矢向x轴正方向指向,说明磁场方向为x轴正方向。
(2)磁场有梯度。
它指磁场力的梯度,使得磁矢在空间上的变化率越快,磁场的梯度越大。
(3)磁场有时间变化特性。
它指磁场在给定时间内的变化,磁场的时间变化通常由自身本身的产生原理决定。
三、磁场的质点理论磁场的质点理论认为磁场是由新创造的质点或“磁子”所组成的,它们是由偶极子(正极子和负极子)构成的,正极子与正电荷相关联,而负极子与负电荷相关联,质点之间通过磁场力相互作用,产生电流。
四、磁场的力学表达式磁力的大小决定于两个电流之间的距离,它是由电磁学发明者麦克斯韦提出的现象表达出来的,用力学方程式表示为:B=μI/2πr,其中,B是磁场强度,μ是真空磁导率,I是电流,r是电流线段之间的距离。
五、磁场的流动磁场的流动可概括为常规流动和衍射流动,常规流动指电流通过磁体,磁场形成一系列正弦流动,衍射流动是指磁场强度发生变化,在新的空间处产生新的正弦流动,其流动方向与磁场强度梯度的相反方向。
六、磁场的应用(1)地震研究:在地震学中,磁场可以用于测量地球内部的结构和活动,了解地壳构造以及地球核心的状态。
(2)磁导航:在航空航天科学领域,磁场是航空器定位、导航和控制的基础,只要探测到本地磁场,就可以确立航空器当时的位置。
(3)一般工程应用:磁场也是电力传输、无线电广播以及其他工程领域中物理现象、感应元件和线圈的载体。
高考物理知识点:磁场

高考物理知识点:磁场1500字磁场是高考物理中的重要知识点,下面我将为您详细介绍磁场的相关知识,包括磁场的定义、磁感线、磁力的性质、磁场对带电粒子的作用等。
一、磁场的定义和性质:1. 磁场的定义:磁场是指能够对带电粒子、带磁物质(如铁磁物质)产生作用的特殊空间区域。
磁场由磁荷或磁极所产生,可以通过磁感线来描述。
2. 磁感线:磁感线是用来表示磁场强度和方向的线条,它是磁场中某一点上的矢量量值的方向线。
磁感线的性质包括:磁感线是连续的闭合曲线,磁场越强,磁感线越密集,磁感线在磁场中的分布是规则的。
3. 磁场的性质:(1)磁场是无源场:磁场不存在单独的磁荷,它只能由具有磁性的物体(如磁铁)或由电流所产生。
(2)磁场具有源、涡的性质:磁感线围绕磁荷或电流闭合,形成源;磁感线的环线呈螺旋状,形成涡。
(3)磁场是矢量场:磁场具有方向性,可以用矢量表示,即磁感应强度的方向与磁感线的方向相同。
二、磁力和洛伦兹力:1. 磁力的性质:(1)磁力是矢量:磁力方向垂直于带电粒子的速度和磁场的方向,符合右手定则。
(2)磁力与速度无关:带电粒子在磁场中受力的大小只与带电粒子的电荷量和速度以及磁感应强度有关,与速度的方向和大小无关。
(3)磁力不做功:磁力作用于带电粒子时,带电粒子的动能不会发生变化,磁力不做功。
2. 洛伦兹力:磁场对带电粒子的作用力称为洛伦兹力,它由带电粒子的电荷量、电荷的速度以及磁场的强度决定。
洛伦兹力的大小可以用公式F=qvBsinθ来表示,其中F表示洛伦兹力的大小,q表示带电粒子的电荷量,v表示带电粒子的速度,B表示磁感应强度,θ表示带电粒子速度与磁场方向的夹角。
三、带电粒子在磁场中的运动:1. 直线运动:当带电粒子的速度与磁场平行或垂直时,带电粒子做匀速直线运动。
当带电粒子的速度与磁场平行时,洛伦兹力为零,带电粒子不受力,保持原来的匀速直线运动。
当带电粒子的速度与磁场垂直时,洛伦兹力垂直于带电粒子的运动轨迹,使其做偏转运动,具体的弯曲方向由右手定则决定。
高三磁场知识点总结

高三磁场知识点总结磁场是物理学中的重要概念之一,它在我们日常生活中有着广泛的应用。
而在高三阶段学习物理的过程中,磁场知识是不可忽视的一部分。
下面将对高三磁场知识点进行总结,帮助同学们更好地掌握这部分内容。
一、磁场的概念和性质1. 磁场的概念:磁场是指磁力作用所产生的区域。
它是由磁物质以及电流所产生的。
2. 磁场的性质:磁场具有磁力线、磁场强度、磁通量等性质。
磁力线是用来表示磁场方向和强度的曲线,沿磁力线方向磁场强度增大。
磁通量是磁场穿过给定面积的量度。
二、磁场的产生和表示1. 磁场的产生:磁场可以由磁物质或电流所产生。
磁物质产生的磁场被称为永磁场,而电流则产生的磁场被称为电磁场。
2. 磁场的表示:磁场可以通过磁力线、磁场强度和磁通量来表示。
磁力线是用来表示磁场方向和强度的曲线,磁场强度是磁场对单位面积所产生的力的大小,磁通量是磁场穿过给定面积的量度。
三、磁场与磁感应强度1. 磁感应强度:磁感应强度B是描述磁场强度的物理量,它的单位是特斯拉(T)。
磁感应强度的方向与磁场线方向相同。
2. 磁感应强度的计算方法:磁感应强度可以通过洛伦兹力的方向和大小来计算。
洛伦兹力的方向垂直于磁场和运动方向,大小由磁感应强度、电流和导线长度决定。
四、磁场中带电粒子的运动1. 磁场中带电粒子的受力:带电粒子在磁场中会受到洛伦兹力的作用,洛伦兹力的方向垂直于磁场和速度方向,大小由磁感应强度、电荷和速度决定。
2. 磁场中带电粒子的轨迹:带电粒子在磁场中运动的轨迹是圆形或螺旋形,这取决于粒子的速度和磁场方向。
五、电磁感应和法拉第电磁感应定律1. 电磁感应现象:当导体中的磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势,从而产生感应电流。
2. 法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律描述了磁通量变化与感应电动势之间的关系。
它表明,感应电动势的大小等于磁通量变化速率的负值。
六、电磁感应应用1. 电磁感应在发电中的应用:电磁感应的原理被应用于各种发电机和变压器中,将机械能转化为电能。
高三物理磁场知识点大全

高三物理磁场知识点大全磁场是物理学中的重要概念,对于高三物理学习来说,磁场知识点的掌握是非常重要的。
本文将为你详细介绍高三物理磁场知识点的大全。
1. 磁场的基本概念磁场是由磁体所产生的一种特殊的物理场,可以使磁物质受到力作用。
磁场具有方向性,符号为B。
2. 磁感应强度磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,用字母B表示,单位是特斯拉(T)。
磁感应强度的大小与磁体产生的磁场有关。
3. 磁力线磁力线是用来描述磁场的一种图示方法,它是磁感应强度的方向。
磁力线是从北极穿出,进入南极的闭合曲线。
4. 进入磁场的载流导体受力当载流导体进入磁场中时,会受到力的作用。
根据左手定则,垂直电流方向与磁力线形成的平面上,力的方向可确定。
5. 洛伦兹力洛伦兹力是指带电粒子在磁场中所受到的力。
它是由电荷、速度和磁感应强度共同决定的。
6. 磁场中直导线受力当直导线通过磁场时,同样会受到力的作用。
根据右手定则,可以确定力的方向。
7. 安培定则和比奥萨伐尔定律安培定则是描述磁场中电流元受力的定律,而比奥萨伐尔定律是描述磁场中电流元对外磁场的贡献的定律。
8. 电流元在磁场中所受力的计算根据安培定则和比奥萨伐尔定律,可以推导出电流元在磁场中所受力的计算公式。
9. 电流元对外磁场的贡献的计算根据比奥萨伐尔定律,可以推导出电流元对外磁场的贡献的计算公式。
10. 恒定磁场中带电粒子的运动规律在恒定磁场中,带电粒子将沿着磁力线做圆周运动,其运动半径与粒子的质量、电荷量、速度以及磁感应强度有关。
11. 磁感应线的密度与磁场强度磁感应线的密度与磁场强度成正比。
在相同条件下,磁感应线越密集,磁场越强。
12. 右手螺旋定则右手螺旋定则用于确定螺旋导线所产生的磁场方向。
将螺旋导线握住,大拇指指向电流方向,其余四指弯曲的方向即为磁场的方向。
13. 长直导线产生的磁场长直导线产生的磁场具有圆形磁力线,磁感应强度与距离成反比。
14. 螺线管产生的磁场螺线管是由导线绕成的线圈,在磁场中会产生比长直导线更为强烈的磁场。
高三物理磁场知识点梳理

高三物理磁场知识点梳理1:磁场磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。
电流在周围空间产生磁场,小磁针在该磁场中受到力的作用。
磁极和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的。
电流和电流之间的相互作用也是通过磁场产生的磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质,磁极或电流在自己的周围空间产生磁场,而磁场的基本性质就是对放入其中的磁极或电流有力的作用。
高三物理磁场知识点梳理2:磁现象的电本质1.罗兰实验正电荷随绝缘橡胶圆盘高速旋转,发现小磁针发生偏转,说明运动的电荷产生了磁场,小磁针受到磁场力的作用而发生偏转。
2.安培分子电流假说法国学者安培提出,在原子、分子等物质微粒内部,存在一种环形电流-分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。
安培是最早揭示磁现象的电本质的。
一根未被磁化的铁棒,各分子电流的取向是杂乱无章的,它们的磁场互相抵消,对外不显磁性;当铁棒被磁化后各分子电流的取向大致相同,两端对外显示较强的磁性,形成磁极;注意,当磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性。
3.磁现象的电本质运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对运动电荷(电流)有磁场力的作用,所有的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)通过磁场而发生相互作用。
高三物理磁场知识点梳理3:磁场的方向规定:在磁场中任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向就是那一点的磁场方向。
高三物理磁场知识点梳理4:磁感线1.磁感线的概念:在磁场中画出一系列有方向的曲线,在这些曲线上,每一点切线方向都跟该点磁场方向一致。
2.磁感线的特点(1)在磁体外部磁感线由N极到S极,在磁体内部磁感线由S极到N极(2)磁感线是闭合曲线(3)磁感线不相交(4)磁感线的疏密程度反映磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强3.几种典型磁场的磁感线(1)条形磁铁(2)通电直导线a.安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向;b.其磁感线是内密外疏的同心圆(3)环形电流磁场a.安培定则:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是环形导线中心轴线的磁感线方向。
高三物理磁场知识点总结

高三物理磁场知识点总结磁场是物理学中重要的概念之一,它与电磁学密切相关。
在高三物理学习中,磁场知识点是一个重要的内容,本文将对高三物理磁场知识进行总结。
一、磁场的基本概念1. 磁场是指物质的某种性质,产生磁力作用。
2. 磁场的单位是特斯拉 (T),常用的是高斯 (G)。
3. 磁场有方向性,以箭头表示,指向磁场线的南极。
二、磁场的特征和性质1. 磁场可以通过磁铁或者电流来产生。
2. 磁场具有磁极性,有北极和南极之分,同性相斥,异性相吸。
3. 磁感应强度表示磁场的强弱,与电流和距离相关。
三、磁场的表示方式1. 磁力线是用来表示磁场的方向的曲线。
2. 磁力线的性质包括连续性、无交叉性、指示磁场方向和磁场强弱。
3. 磁力线可通过磁针在磁场中的取向来观察。
四、磁场的运动规律1. 磁场中的运动电荷受到洛伦兹力作用。
2. 洛伦兹力的方向垂直于电荷的速度和磁场方向。
3. 洛伦兹力的大小与电荷的大小、速度、磁感应强度之间有关。
五、磁场中的工程应用1. 电磁铁:利用电流在线圈中产生磁场,实现磁场的控制和调节。
2. 电动机:利用磁场相互作用,实现电能转化为机械能。
3. 磁共振成像:利用磁场对人体内部进行成像。
六、磁场与电磁感应1. 磁感应线圈法:用安培环计测量磁感应线圈在磁场中电流变化的大小。
2. 法拉第电磁感应定律:当磁通量通过线圈发生变化时,线圈两端会产生感应电动势。
3. 楞次定律:感应电动势的方向总是使产生它的因素相反。
七、磁场的数学表达1. 磁场的磁感应强度和磁通量之间的关系:磁感应强度 = 磁通量 / 面积。
2. 磁力和磁感应强度之间的关系:磁力 = 磁感应强度 ×电荷 ×速度 ×正弦θ。
3. 磁场的叠加:当有多个磁场同时存在时,它们的矢量和决定了最终的磁场。
总结:磁场是物理学中一门重要的学科,涉及到电磁学和电动力学等多个领域。
掌握磁场的基本概念、特征和性质,能够了解磁场的表示方式和运动规律,还能够应用磁场进行工程设计和研究。
高中物理磁场知识点总结

高中物理磁场知识点总结
磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁体产生磁力作用,这种力称为磁场力或磁力。
磁感线:
磁感线是为了描述磁场而假想的曲线,其切线方向表示该点的磁场方向。
磁感线从N极出发,回到S极,在磁体外部。
磁感线密集的区域表示磁场强,稀疏的区域表示磁场弱。
磁场强度(B):描述磁场强弱和方向的物理量。
单位:特斯拉(T)方向:与磁感线切线方向相同。
安培定则(右手螺旋定则):用于判断通电直导线或通电螺线管的磁场方向。
磁场对通电导线的作用:
当导线与磁场平行时,不受磁场力。
当导线与磁场垂直时,受到的磁场力最大。
磁场力的方向由左手定则确定。
洛伦兹力:描述磁场对运动电荷的作用力。
其方向与磁场和电荷运动方向都垂直。
带电粒子在匀强磁场中的运动:
当速度与磁场平行时,粒子不受洛伦兹力,粒子做匀速直线运动。
当速度与磁场垂直时,粒子受到与速度垂直的洛伦兹力,粒子做匀速圆周运动。
磁场的分类:
匀强磁场:各处磁感应强度大小相等、方向相同的磁场。
非匀强磁场:磁场中各处的磁感应强度大小或方向不完全相同。
磁通量(Φ):
穿过某一面积的磁感线的条数。
单位:韦伯(Wb)公式:Φ = BS (B与S垂直)若B与S不垂直,磁通量需要乘以B与S之间的夹角的
正弦值。
电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流。
这一现象称为电磁感应。
这只是高中物理磁场部分的核心知识点总结,具体还包括许多细节和计算方法。
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篇一:高中物理磁场知识点(详细总结)磁场基本性质一、磁场1、磁场:磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质.它的基本特性是: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.没有画出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:【例1】根据安培假说的物理思想:磁场来源于运动电荷.如果用这种思想解释地球磁场的形成,根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实.那么由此推断,地球总体上应该是:(A)A.带负电;b.带正电;c.不带电;D.不能确定解析:因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极,根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西,而地球是从西向东自转,所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流,故选A.三、磁感应强度1.磁场的最基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应强度.①表示磁场强弱的物理量.是矢量.②大小:b=F/Il(电流方向与磁感线垂直时的公式).③方向:左手定则: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,国际单位制单位符号T.⑤点定b定:就是说磁场中某一点定了,则该处磁感应强度的大小与方向都是定值.⑥匀强磁场的磁感应强度处处相等.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,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则.【例2】如图所示,正四棱柱abed一a'b'c'd'的中心轴线00'处有一无限长的载流直导线,对该电流的磁场,下列说法中正确的是(Ac)A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等b.四条侧棱上的磁感应强度都相同c.在直线ab上,从a到b,磁感应强度是先增大后减小D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大解析:因通电直导线的磁场分布规律是b∝1/r,故A,c正确,D错误.四条侧棱上的磁感应强度大小相等,但不同侧棱上的点的磁感应强度方向不同,故b错误.【例3】如图所示,两根导线a、b中电流强度相同.方向如图所示,则离两导线等距离的p点,磁场方向如何?解析:由p点分别向a、b作连线pa、pb.然后过p点分别做pa、pb垂线,根据安培定则知这两条垂线用pm、pn就是两导线中电流在p点产生磁感应强度的方向,两导线中的电流在p处产生的磁感应强度大小相同,然后按照矢量的合成法则就可知道合磁感应强度的方向竖直向上,如图所示,这也就是该处磁场的方向.答案:竖直向上【例4】六根导线互相绝缘,所通电流都是I,排成如图10一5所示的形状,区域A、b、c、D均为相等的正方形,则平均磁感应强度最大的区域是哪些区域?该区域的磁场方向如何?解析:由于电流相同,方格对称,从每方格中心处的磁场来定性比较即可,如I1在任方格中产生的磁感应强度均为b,方向由安培定则可知是向里,在A、D方格内产生的磁感应强度均为b/,方向仍向里,把各自导线产生的磁感应强度及方向均画在四个方格中,可以看出在b、D区域内方向向里的磁场与方向向外的磁场等同,叠加后磁场削弱.答案:在A、c区域平均磁感应强度最大,在A区磁场方向向里.c 区磁场方向向外.【例5】一小段通电直导线长1cm,电流强度为5A,把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0.1n,则该点的磁感强度为()A.b=2T;b.b≥2T;c、b≤2T;D.以上三种情况均有可能解析:由b=F/IL可知F/IL=2(T)当小段直导线垂直于磁场b 时,受力最大,因而此时可能导线与b不垂直,即bsinθ=2T,因而b≥2T。
说明:b的定义式b=F/IL中要求b与IL垂直,若不垂直且两者间夹角为θ,则IL在与b垂直方向分上的分量即ILsinθ,因而b=F/ILsinθ,所以F/IL=bsinθ.则b≥F/IL。
【例6】如图所示,一根通电直导线放在磁感应强度b=1T的匀强磁场中,在以导线为圆心,半径为r的圆周上有a,b,c,d四个点,若a点的实际磁感应强度为0,则下列说法中正确的是(Ac)A.直导线中电流方向是垂直纸面向里的b.c点的实际磁感应强度也为0bc.d,方向斜向下,与b夹角为450D.以上均不正确解析:题中的磁场是由直导线电流的磁场和匀强磁场共同形成的,磁场中任一点的磁感应强度应为两磁场分别产生的磁感应强度的矢量和.a处磁感应强度为0,说明直线电流在该处产生的磁感应强度大小与匀强磁场b的大小相等、方向相反,可得直导线中电流方向应是垂直纸面向里.在圆周上任一点,由直导线产生的磁感应强度大小均为b=1T,方向沿圆周切线方向,可知c点的磁感应强度大小为2T,方向向右.d,方向与b成45斜向右下方.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,即磁感应强度,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.【例7】如图所示,A为通电线圈,电流方向如图所示,b、c为与A在同一平面内的两同心圆,φb、φc分别为通过两圆面的磁通量的大小,下述判断中正确的是()A.穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外b.穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里c.φb>φcD.φb<φc解析:由安培定则判断,凡是垂直纸面向外的磁感线都集中在是线圈内,因磁感线是闭合曲线,则必有相应条数的磁感线垂直纸面向里,这些磁总线分布在线圈是外,所以b、c两圆面都有垂直纸面向里和向外的磁感线穿过,垂直纸面向外磁感线条数相同,垂直纸面向里的磁感线条数不同,b圆面较少,c圆面较多,但都比垂直向外的少,所以b、c磁通方向应垂直纸面向外,φb>φc,所以A、c正确.分析磁通时要注意磁感线是闭合曲线的特点和正反两方向磁总线条数的多少,不能认为面积大的磁通就大.答案:Ac1.磁通量的计算【例8】如图所示,匀强磁场的磁感强度b=2.0T,指向x轴的正方向,且ab=40cm,bc=30cm,ae=50cm,求通过面积sl(abcd)、s2(befc)和s3(aefd)的磁通量φ1、φ2、φ3分别是多少?解析:根据φ=bs垂,且式中s垂就是各面积在垂直于b的yx平面上投影的大小,所以各面积的磁通量分别为-φ1=bs1=2.0×40×30×104=0.24wb;φ2=0-φ3=φ1=bs1=2.0×40×30×104=0.24wb答案:φ1=0.24wb,φ2=0,φ3=0.24wb【例9】如图4所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁n极附近下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中的位置∝经过位置∝到位置∝,且位置∝和∝都很靠近位置∝,在这个过程中,线圈中的磁通量A.是增加的;b.是减少的c.先增加,后减少;D.先减少,后增加解析:要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况,就必须知道条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况.条形磁铁在n极附近的分布情况如图所示,由图可知线圈中磁通量是先减少,后增加.D选项正确.点评:要知道一个面上磁通量,在面积不变的条件下,也必须知道磁场的磁感线的分布情况.因此,牢记条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电螺线管和通电圆环等磁场中磁感线的分布情况在电磁学中是很必要的.【例10】如图所示边长为100cm的正方形闭合线圈置于磁场中,线圈Ab、cD两边中点连线oo/的左右两侧分别存在方向相同、磁感强度大小各为b1=0.6T,b2=0.4T的匀强磁场。
若从上往下看,线圈逆时针转过370时,穿过线圈的磁通量改变了多少?解析:在原图示位置,由于磁感线与线圈平面垂直,因此Φ1=b1×s/2+b2×s/2=(0.6×1/2+0.4×1/2)wb=0.5wb/0当线圈绕oo轴逆时针转过37后,(见图中虚线位置):00Φ2=b1×sn/2+b2×sn/2=b1×scos37/2+b2×scos37/2=0.4wb 磁通量变化量ΔΦ=Φ2-Φ1=(0.4-0.5)wb=-0.1wb0所以线圈转过37后。
穿过线圈的磁通量减少了0.1wb.2.磁场基本性质的应用【例11】从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子,若到达地球,对地球上的生命将带来危害.对于地磁场对宇宙射线有无阻挡作用的下列说法中,正确的是(b)A.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强,赤道附近最弱b.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强,南北两极最弱c.地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同D.地磁场对宇宙射线无阻挡作用解析:因在赤道附近带电粒子运动方向与地磁场近似垂直,而在两极趋于平行.【例12】超导是当今高科技的热点之一,当一块磁体靠近超导体时,超导体中会产生强大的电流,对磁体有排斥作用,这种排斥力可使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车就采用了这项技术,磁体悬浮的原理是(D)①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同.②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反.③超导体使磁体处于失重状态.④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡.A.①③b.①④c.②③D.②④解析:向相反,对磁体产生排斥作用力,这个力与磁体的重力达平衡.【例13】.如图所示,用弯曲的导线环把一铜片和锌片相连装在一绝缘的浮标上,然后把浮标浸在盛有稀硫酸的容器中,设开始设置时,环平面处于东西方向上.放手后,环平面将最终静止在方向上.解析:在地表附近地磁场的方向是大致由南向北的,此题中由化学原理可推知在环中有环形电流由等效法可假定其为一个垂直于纸面的条形磁体,而条形磁体所受地磁场的力的方向是南北方向的.【例14】普通磁带录音机是用一个磁头来录音和放音的。