2012届高考一轮复习课件：8.1常见磁场 磁感应强度.ppt

1、一、磁场1磁体周围存在磁场，奥斯特 实验表明，通电导体周围也存在着磁场，磁场是一种物质2磁现象的电本质(1)安培假说认为，在原子、分子等物质微粒内部存在着 分子电流，分子电流 使每个物质微粒都成为一个微小的磁体(2)分子电流实际上是由 原子内部电子的运动 形成的(3)磁现象的电本质：一切磁现象都起源于 运动电荷.3磁极与磁极、磁场与电流、电流与电流之间的相互作用是通过 磁场 发生的4磁场方向：规定在磁场中任一点小磁针 N极 受力的方向(或者小磁针静止时N极的指向)就是那一点的磁场方向5磁感线：(1)定义：在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线上任意点的 切线方向 表示该位置的磁场方向，这一系列曲线

2、称为磁感线它是为了形象化地描述磁场在空间的分布情况而人为假想的有向曲线(2)磁感线是在磁体(螺线管)外部由 N 极到 S 极，内部由 S 极到 N 极的闭合曲线(3)磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线较密的地方磁场较 强，磁感线较疏的地方磁场较 弱.(4)电流(包括直线电流、环形电流、通电螺线管)周围的磁感线方向与电流方向的关系，可由 安培定则 来判定(5)磁感线的特点：磁感线都是闭合曲线，且不能 交叉、相切.记住下列常见磁场的磁感线分布情况：直线电流；环形电流；通电螺线管；条形磁铁；蹄形磁铁；地磁场等二、磁感应强度1磁场最基本的性质之一是对放入其中的电流有 磁场力 的作用，电流垂直于磁场时受

3、磁场力 最大，电流与磁场方向平行时，磁场力等于 0.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，定义式为：B F/IL，磁感应强度的方向就是该位置的 磁场 方向2匀强磁场：若某个区域里磁感应强度大小 处处相等，方向 都相同，那么这个区域的磁场叫做匀强磁场，两个较大的异名磁极之间(除边缘之外)、长直通电螺线管内部(除两端之外)都是匀强磁场，匀强磁场中的磁感线是 平行等间距 的直线3设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的 磁通量，简称 磁通，国际单位是 韦伯，

4、简称 韦，符号是 Wb.用字母表示磁通量，则 BS，从BS得出B/S，这表示磁感应强度等于 穿过线圈单位面积上的磁通量，因此又把磁感应强度叫做 磁通密度，并且用 Wb/m2 做单位三、地磁场的主要特点地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个：1地磁场的N极在地球的南极附近，S极在地球的 北极 附近，磁感线分布如图811所示2地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球南极指向北极，而竖直分量(By)则南北相反，在南半球垂直水平面向 上，在北半球垂直水平面向 下.3在赤道平面上，与地球表面距离相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向 北三、地磁场的主要特点1.磁场的描述 问题：哪些物体可以产生磁

5、场？它们之间的关系是什么？解答：磁体和电流的周围都存在磁场，安培提出的分子电流假说很好地解释了磁化和去磁等现象，得到了“磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的”例1：把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在的区域的磁感线呈弧形，如图812所示，导线可以在空中自由移动导线中的电流方向由a到b.(1)请描述导线的运动情况(2)虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源，它可能是条形磁体、蹄形磁体、通电螺线管、直线电流请你分析每种可能情况并大致画出它们的安放位置图812解析:(1)通电导体的a端、b端分别受到的安培力垂直纸面向外和垂直纸面向内，导线会转动，当转过90时，电流方向垂直纸面向里，导线

6、受到的安培力向下，故导线会向下运动，所以导线边转动边向下移动(2)下面甲、乙、丙、丁四个图分别表示虚线框内的磁场源是条形磁铁、蹄形磁铁、通电螺线管和直线电流及其大致的位置点评：在“中档题为主”的宗旨下，2010年江苏高考计算题中的开放性问题较好的考查了学生的多 种 能 力，也 为 2011 年 的 复 习 提 出 的 一 些“建议”本题利用开放性结论将要求掌握的几种典型磁场的磁感线的分布特征诱发出来，学生在解答中既复习了基础知识，又活跃了思维，凸显了学习的价值观电场强度(E)磁感应强度(B)定义的依据电场对电荷q有作用力F对 电场中任一 点Fq，恒量(由电场决定)对 不同的点，一般来 说恒量的

7、值 不同磁场对直线电流IL有作用力磁场中任一点F与磁场方向、电流方向有关，只考虑电流方向垂直磁场方向的情况FIL，恒量(由磁场决定)对于不同的点，一般来说恒量的值不同FqFq2 磁感应强度的矢量性问题：磁场与电场有何区别？电场强度(E)磁感应强度(B)定义EB物理意义E在数值上等于电场对单位电荷作用力的大小B在数值上等于垂直于磁场方向长1m，电流强度为1A的导线所受磁场力的大小单位1V/m1N/C1T1N/(Am)2 磁感应强度的矢量性问题：磁场与电场有何区别？例2：三根平行的长直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图813所示现使每条通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大

8、小均为B.则该处实际磁感应强度的大小和方向如何？图813解析：根据每条直线电流的方向，由安培定则判定在O处产生的磁场方向在O处画出各磁感应强度的大小和方向，矢量合成求出合磁感应强度的大小和方向根据安培定则，I1与I3在O点处产生的磁感应强度方向相同，I2在O点处产生的磁感应强度方向与B1(B3)垂直又知B1、B2、B3的大小相等均为B，根据矢量运算法则知，O点处实际磁感应强度的大小，方向在三角形平面内与斜边夹角为arctan2，如图所示 点评：本题考查了运用平行四边形定则合成磁感应强度和运用安培定则判断通电直导线形成的磁场在某处的磁感应强度的方向警示：对于直线电流形成的磁场，磁感应强度在某处的

9、方向是以直导线为圆心的圆周在该处的切线方向3 地磁场问题：小磁针受力的方向或最终静止时的指向为磁场的方向，能否在地球上利用小磁针受力的方向判断地球磁场的方向？解答：能，指南针就是小磁针在这一方面的应用例3：19世纪20年代，以塞贝尔(数学家)为代表的科学家已认识到温度差会引起电流考虑到地球自转造成了太阳照射下的地球向光面与背面的温度差，安培提出如下假设：地磁场是由绕地球的环形电流引起的，则假设中的电流方向是(磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)()A由西向东垂直磁子午线B由东向西垂直磁子午线C由南向北沿磁子午线方向D由赤道向两极沿磁子午线方向解析：地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的

10、南极在地理北极附近，根据安培定则可以判定引起地磁场的电流是与地轴垂直的圆形电流，其方向是由东向西，选项B正确答案：B点评：因地球自西向东转，而环形电流的方向是自东向西，所以，可判断地球应带负电警示：地磁场能引出较多的实际问题，地磁场的判断是解决这些问题的前提，学生的解答时主要的问题是将立体型的磁感线的分布误以为平面型的分布4 磁通量问题：说说你对磁通量的认识解答：其定义为穿过某一面积的磁感线的条数为磁通量对于公式BS来说，适用于匀强磁场，其中S指的是垂直于匀强磁场方向的面积在同一磁场中，磁感线越密的地方，也就是穿过单位面积的磁感线条数越多的地方，磁感应强度B越大因此S一定，B越大，穿过这个面的

11、磁感线条数就越多，磁通量就越大所以磁通量反映穿过某一面积的磁感线条数的多少例4：如图814甲所示，一个电阻为R，面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45角，O、O分别是ab和cd边的中点现将线框右半边ObcO绕OO逆时针旋转90到图乙所示位置在这一过程中，导线中通过的电荷量是()图814解析：线框的右半边(ObcO)未旋转时整个回路的磁通量线框的右半边(ObcO)旋转90后，穿进跟穿出的磁通量相等，如下图，整个回路的磁通量根据公式，通过的电荷量是.答案：A点评：磁通量是电磁学中的一个基本量，在电磁感应现象中频繁的使用，所以掌握

12、好磁通量的计算是解决后面的电磁感应现象的保障警示:在匀强磁场中，磁通量BSsin(是B与S的夹角)，在非匀强磁场中，磁通量变化比较复杂，判断时可用“磁通量可以理解为穿过这个面的磁感线条数”磁通量是标量，它的方向只表示磁感线是穿入还是穿出，当穿过某一面积的磁感线有穿入的又有穿出的时，二者将互相抵消一部分，这类似于导体带电时的“净”电荷1.(单选)关于磁感线的一些说法，不正确的是()A磁感线上各点的切线方向，就是该点的磁场方向B磁场中两条磁感线一定不相交C磁感线分布较密的地方，磁感应强度较强D通电螺线管的磁感线从N极出发，终止于S极，是非闭合曲线D 2.(多选)如图815所示，一束电子沿水平方向向

13、右平行地飞过小磁针上方时，关于小磁针所在空间的磁场方向及小磁针的偏转情况正确的是()A磁场垂直纸面向外B磁场垂直纸面向里CN极向纸外偏转DN极向纸内偏转AC图8153.(多选)以下有关磁感应强度的说法，正确的是()A由可知，磁感应强度跟通电导线所受的磁场力成正比，与导线中的电流和导线长度的乘积成反比B一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C当磁场方向与电流方向垂直时，通电导线所受的安培力最大D磁感应强度与通电导线受的安培力、电流强度和导线长度无关CD解析：当磁感应强度B的方向与导线方向成角时，FILBsin，若90，安培力最大；若0，F0，故B错C正确磁感应强度是表征磁场本身性质的物理量，与磁场力、导线中的电流和导线长度无关，故A错D正确4.(单选)两个完全相同的通电圆环A、B圆心O重合、圆面相互垂直地放置，通电电流相同，电流方向如图816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()A0B2B0C.B0D无法确定解析：根据右手螺旋定则可知，图中A环在圆心O处产生的磁感应强度的方向垂直纸面向里，B环在圆心O处产生的磁感应强度的方向是竖直向下根据平行四边形定则可知，圆心O处磁感应强度大小为B0.C