思考探究 1:同一个图中可以根据磁感线的疏密判定磁场 的强弱,没有画出磁感线的地方是否表示没有磁场存在? 答案:磁感线是为了形象描述磁场而人为引入的假想曲线 , 实际并不存在.没有画出磁感线的地方并不表示没有磁场 存在. 思考探究 2:在磁场中某点的电流元不受安培力作用时,该 点的磁感应强度是否一定为零? 答案:不一定.F 的大小与 I、L、B 及θ有关,当电流元的方
通电螺线管 的磁场
与条形磁铁的磁场相似 ,管内为 匀强磁场 ,管外为非匀强磁场
立体 图
横截 面图
纵截 面图
(3)匀强磁场 在磁场的某些区域内,磁感线为等间距的平行线,如图所示.
(4)地磁场 ①地磁场的 N 极在地理南极附近,地磁场的 S 极在地理北极附近. ②地磁场 B 的水平分量(Bx)总是从地理南极指向北极,而竖直分量 (By)则南北相反,在南半球竖直向上,在北半球竖直向下.赤道处的 地磁场沿水平方向,指向北.
2.掌握安培定则、左手定则,能确定安培力的大 小和方向
3.会分析通电导线在安培力作用下的运动 4.掌握含有安培力作用的力学问题的解题方法
5.磁通量.(Ⅰ)
基础预习通关 要点探究冲关 随堂自测过关
基础预习通关 自主梳理·思考探究
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.
向与磁场方向垂直时产生的安培力最大.当电流元的方向
与磁场方向平行时,虽磁感应强度不为零,但电流元所受安
培力却为零.
要点探究冲关 自我解答·合作探究
要点一 对磁感应强度的理解 问题探究
1.电荷在电场中一定受电场力 ,电流在磁场中一定 受安培力吗? 解答:不一定.当电流与磁感应强度平行时不受安培 力,不平行则受安培力 .
2.磁感应强度 (1)物理意义 描述磁场的强弱和方向. (2)定义式
F
B= (通电导线垂直于磁场).
IL
(3)方向
小磁针静止时 N 极的指向.
3.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 的平面的面积 S 和 B 的乘积. (2)公式 Φ=BS. (3)单位 1 Wb=1 T·m2.
二、磁感线及几种常见的磁场
1.磁感线 在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向 都跟这点的磁感应强度的方向一致. 2.几种常见磁铁的磁场 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)
(2)几种电流周围的磁场分布
类
直线电流
型
的磁场
特点
无磁极、非匀强且距导线越远处磁 场越弱
安培 定则
环形电流 的磁场 环形电流的两侧是等效小磁针的 N 极和 S 极,且离圆环中心越远 , 磁场越弱
三、安培力的大小和方向
1.大小 (1)F=ILBsin θ(其中θ为 B 与 I 之间的夹角)
(2)磁感应强度 B 的方向与电流 I 的方向垂直时 F=ILB. (3)磁感应强度 B 的方向与电流 I 的方向平行时 F=0.
2.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.(注意:B 和 I 可以有任意夹角)
第八章 磁场
第 1 课时 磁场 通电导线在磁
场中受到的力
考纲展示
复习目标
1.磁场、磁感应强度、磁感
线.(Ⅰ) 2.通电直导线和通电线圈
周围磁场的方向.(Ⅰ) 3. 安 培 力 、 安 培 力 的 方
向.(Ⅰ) 4. 匀 强 磁 场 中 的 安 培
力.(Ⅱ)
1.了解各种常见磁场的磁感线分布情况理解磁 感应强度、磁感线、磁通量、地磁场等概念
四、磁电式电流表的工作原理
1.磁场特点
(1)方向
沿径向均匀辐射地分布. (2)大小
在距轴线等距离处的磁感应强度大小相等. 2.安培力的特点 (1)方向
安培力的方向与线圈平面垂直. (2)大小
安培力的大小与通过的电流成正比.
3.表盘刻度特点 由于导线在安培力作用下带动线圈转动,螺旋弹 簧变形,反抗线圈的转动,电流越大,安培力越大, 形变就越大,所以指针偏角与通过线圈的电流 I 成正比,表盘刻度均匀.
2.静电力与电场强度在同一直线上,安培力与磁感 应强度在同一直线上吗? 解答:安培力一定与磁感应强度方向垂直,两者一 定不在同一直线上. 3.两个电流在某处产生的磁场的磁感应强度B1、B2 不在同一直线上,如何求该点的磁感应强度 B? 解答:应用平行四边形定则进行矢量合成求得该 点的磁感应强度 B.
1 T=1 N/(A·m)
由电场决定 ,与检验电荷无关
矢量 电场线的切线方向或放入该点的 正电荷的受力方向
1 V/m=1 N/C
【例 1】 如图,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,下列说法中正确的是( ) 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
4.磁感应强度 B 与电场强度 E 有何不同? 解答:
的 力 的性 质 的物 理量
电场强度 E 描述电场的力的性质的物理量
定义
F
B= ,通电导线与 B 垂直
式
IL
F
E=
q
大小 决定
方向
单位
由磁场决定 , 与检验电流元 无关 矢量 磁 感 线 切 线 方 向或 小 磁针 北极受力方向
思路引导: 思考 1:如何定性地求两根通电导线分别产生的磁 感应强度? 解答:根据安培定则作出磁感线,磁感线的切线方 向为磁感应强度方向,根据磁感线疏密和对称性判 定磁感应强度大小. 思考 2:如何求出 O、a、b、c、d 五点的合磁感应强 度?怎样定性地判定合磁感应强度的大小? 解答:根据平行四边形定则对磁感应强度进行矢 量合成.根据对称性来定性地判定合磁感应强度的 大小.