要点一利用安培定则分析电流的磁场的方法。
1.分清“因”和“果”:在判定直线电流的磁场方向时,大拇指指“原因”——电流方向,四指指“结果”——磁场绕向;在判定环形电流的磁场方向时,四指指“原因”——电流绕向,大拇指指“结果”——环内沿中心轴线的磁感线方向.
2.优先采用整体法:一个任意形状的环形电流(如三角形、矩形、圆形)的磁场,都可以视为若干或无数个很短的直线电流的磁场叠加而成,从而可分段进行判定.这种隔离法的判定结果,虽然与视为环形电流的整体法一致,但在步骤上却麻烦多了.
要点二磁通量的理解。
1.磁通量的定义。
公式φ=bs中的b应是匀强磁场的磁感应强度,s是与磁场方向垂直的面积,因此,可以理解为φ=bs⊥.如果平面与磁场方向不垂直,应把面积s投影到与磁场垂直的方向上,求出投影面积s⊥,代入到φ=bs⊥中计算,应避免硬套公式φ=bssin θ或φ=bscos θ.
2.磁通量的变化。
一般有下列三种情况:
1)磁感应强度b不变,有效面积s变化,则δφ=t-φ0=b·δs.
2)磁感应强度b变化,磁感线穿过的有效面积s不变,则穿过回路中的磁通量的变化是:δφt-φ0=δb·s.
3)磁感应强度b和有效面积s同时发生变化的情况,则δφ=t-φ0.
特别提醒 ①平面s与磁场方向不垂直时,要把面积s投影到与磁场垂直的方向上,即求出有效面积.
可以把磁通量理解为穿过面积s的磁感线的净条数.相反方向穿过面积s的磁感线可以互相抵消.
当磁感应强度和有效面积同时发生变化时,δφt-φ0,而不能用δφ=b·δs计算。
1.电场线与磁感线有哪些异同?
特别提醒 (1)从电场、磁场的概念理解两种场线的相似点:矢量性——线的切线,强弱——线的疏密,方向的唯一性——空间任一点场线不相交.
2)从两种场线的区别理解两种场的区别:
电场线——电荷有正负——电场线有始终。
磁感线——n、s极不可分离——磁感线闭合。
2.常见的电流的磁场有哪些?
电流的磁场通常研究的是直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场,判断它们的磁场,都可用安培定则来判断,该定则也叫右手螺旋定则,各种电流的磁场分布及磁感线方向的判断如下:
一、磁感线的理解。
例1】 关于磁感线,下列说法中正确的是( )
a.两条磁感线的空隙处一定不存在磁场。
b.磁感线总是从n极到s极。
c.磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致。
d.两个磁场叠加的区域,磁感线就可能相交。
答案 c解析磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向,曲线疏密表示磁场强弱,所以c正确,a不正确.在磁铁外部磁感线从n极到s极,内部从s极到n极.磁感线不相交,所以b、d不正确.
二、几种电流的磁场。
例2】 如图3-3-2所示,螺线管、蹄形铁芯、环形导线三者相距较远,当开关闭合后关于小磁针n极(黑色的一端)的指向错误的是( )
图3-3-2
a.小磁针a的n极指向正确。
b.小磁针b的n极指向正确。
c.小磁针c的n极指向正确。
d.小磁针d的n极指向正确。
答案 a解析小磁针静止时n极的指向为该处的磁场方向,即磁感线的切线方向.根据安培定则,蹄形铁芯被磁化后右端为n极,左端为s极,小磁针c指向正确;通电螺线管的磁场分布和条形磁铁相似,内部磁场向左,外部磁场向右,所以小磁针b指向正确,小磁针a指向错误;环形电流形成的磁场左侧应为s极,故d的指向正确.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”,在判定直线电流的磁场方向时,大拇指指“原因”——电流方向,四指指“结果”——磁场绕向;在判定环形电流磁场方向时,四指指“原因”——电流绕向,大拇指指“结果”——环内沿中心轴线的磁感线方向。
1.关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是( )
a.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种客观存在的特殊物质。
b.磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致。
c.磁感线总是从磁铁的n极出发,到s极终止的。
d.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的。
答案 ab解析磁感线是为了形象描述磁场而假设的一簇有方向的闭合的曲线,实际上并不存在,所以c、d不正确;磁场是客观存在的特殊物质,所以a正确;磁感线上每一点切线方向表示该点磁场方向,磁感线疏密表示该点磁场的强弱,小磁针静止时北极指向、北极受力方向均为磁场方向,所以b正确.
2.磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性,根据安培分子电流假说,其原因是( )
a.分子电流消失。
b.分子电流取向变得大致相同。
c.分子电流取向变得杂乱。
d.分子电流减弱。
答案 c解析根据安培的分子电流假说,当分子电流取向变得大致相同时,对外显示磁性;当温度升高或者受到敲击时,分子发生运动,分子电流取向变得杂乱无序,对外不能显示磁性.安培的分子电流假说不仅解决了磁现象的电本质,同时对我们的生活生产也很有指导作用,让我们知道了如何充磁、如何退磁.
3.放在通电螺线管里面的小磁针保持静止时,n极的指向是怎样的?两位同学的回答相反,甲说,小磁针的位置如图3-3-3甲所示,因为管内的磁感线方向向右,所以小磁针的n极指向右方.乙说,小磁针的位置如图乙所示,他的理由是通电螺线管的n极在右侧,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的s极指向右方.你的看法是怎样的?他们谁的答案错了?
图3-3-3
答案磁场中保持静止的小磁针,它的n极一定指向磁感线的方向,甲回答的是对的,乙的答案错了.
4.如果磁场b不与我们研究的平面s垂直,图3-3-4
如图3-3-4所示,而是有一夹角α,试确定此时穿过这个面积的磁通量φ.
答案 bssin α
解析作s垂直于b的投影面s⊥,如下图所示,由图可知,穿过面积s的磁感线一定穿过面积s⊥,故φ=φbs⊥=b·s·cos θ=b·s·cos(-αbssin α.
题型一电流的磁场。
m1与m2为两根未被磁化的铁棒,图1
现将它们分别放置于如图1所示的位置,则被通电螺线管产生的磁场磁化后( )
a.m1的左端为n极,m2的右端为n极。
高二物理磁场
第三章磁场。要点一磁场的物质性。磁场是磁体 电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质,说它 特殊 是因为它和我们常见的由分子 原子 离子组成的物质不同,它不是以微粒形式存在,而是以一种 场 的形式存在 说它是 物质 是因为它和我们常见的实物一样,具有能量,能对放入其中的磁体 电流和运动的电荷有力的作用,...
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高二物理磁场 二 磁感应强度。本节知识要点 1.理解磁场是有方向的,我们知道磁体和电流的周围存在磁场,磁场最直观的感受就是对放入其中的磁针有力的作用,即磁场会使磁针发生偏转,因此我们可以利用磁场的这种性质来判断某处空间有没有磁场存在。同时大家不难想到磁场是有方向的,如右上图两个通电导线都使它们下面的...
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高二物理下学期教案。汪玉萍。第一节磁场磁感线 3课时 教学目标。知识目标。1 了解磁场的产生和磁现象 2 理解磁场的方向性,知道用磁感线反映磁场的方向 掌握直线电流 环形电流和通电螺线管产生磁场的磁感线空间分布情况 3 掌握安培定则,并能用安培定则熟练地判定电流 以及电流产生的磁场方向 能力目标。1...