高中生物一輪復(fù)習(xí)教案
發(fā)表時(shí)間:2021-02-18高考物理第一輪磁場(chǎng)的基本概念專項(xiàng)復(fù)習(xí)。
第一課時(shí):磁場(chǎng)的基本概念
上課時(shí)間:
高考要求與解讀:
1.磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感線磁通量Ⅰ
2.通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向Ⅰ
基礎(chǔ)知識(shí)梳理:
一、磁場(chǎng):存在于磁體和電流周圍的一種特殊物質(zhì).
1、基本性質(zhì):。磁體(或電流)一磁場(chǎng)一磁體(或電流)。
2、磁場(chǎng)方向的確定:①小磁針:(規(guī)定)小磁針在磁場(chǎng)中某點(diǎn)極的受力方向(或小磁針靜止時(shí)極的指向)為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。②由磁感線的方向確定。③由磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向確定.
3、磁現(xiàn)象的電本質(zhì):①.安培分子電流假說:在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流——,使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極.②.安培分子電流假說能解釋a.磁體為什么對(duì)外顯磁性;b.磁體為什么會(huì)失去磁性;c.磁化是怎樣形成的。③.磁現(xiàn)象的電本質(zhì):磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣,都是由而產(chǎn)生的。
二、磁感線:為形象描述磁場(chǎng)性質(zhì)而引人的一族曲線,它是理想化的模型,實(shí)際是不存在的。
①磁感線的疏密表示磁場(chǎng),磁感線上某點(diǎn)切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng).
②磁體外部的磁感線從極出發(fā)進(jìn)入極,而磁體內(nèi)部的磁感線從極指向極.電流的磁感線方向由定則判定.
③磁感線是閉合曲線.④任意兩條磁感線不相交.
⑤要掌握條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管以及勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線分布情況及特點(diǎn)。
三.磁感應(yīng)強(qiáng)度:在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線,受到的磁場(chǎng)作用力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。(其理解可與電場(chǎng)強(qiáng)度類比)
1、定義式:(L⊥B)
2、B是描述磁場(chǎng)的的性質(zhì)的物理量,與F、I、L無關(guān).它是由磁場(chǎng)本身性質(zhì)及空間位置決定的。
四、磁通量
1、定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積叫穿過這個(gè)面積的磁通量,ф=.
注:如果面積S與B不垂直,如圖所示,應(yīng)以B乘以在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積S,即ф=BS’=BScosα
2、物理意義:穿過某一面積的磁感線條數(shù).
3、磁通密度:垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù),叫磁通密度。
即磁感強(qiáng)度大小B=ф/S。
五、地磁場(chǎng)的主要特點(diǎn)
地球的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似,其主要特點(diǎn)有:
1、地磁場(chǎng)的N極在地球極附近,S極在地球極附近,磁感線分布如圖所示。
2、地磁場(chǎng)B的水平分量(Bx)總是從地球極指向極,而豎直分量(By,)則南北相反,在南半球垂直地面向,在北半球垂直地面向。
3、在赤道平面上,距離地球表面相等的各點(diǎn),磁感強(qiáng)度相等,且方向水平向。
典型考題:
1、對(duì)磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)和理解:
例1、下列說法正確的是()
A.奧斯特實(shí)驗(yàn)說明了電與磁是有聯(lián)系的B.磁鐵的磁場(chǎng)一定是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的
C、一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷與運(yùn)動(dòng)電荷間的相互作用
D.電荷與電荷間的作用一定是通過磁場(chǎng)來發(fā)生的
例2、以下說法中,正確的是()
A、磁極與磁極間的相互作用是通過磁場(chǎng)產(chǎn)生的B、電流與電流的相互作用是通過電場(chǎng)產(chǎn)生的
C、磁極與電流間的相互作用是通過電場(chǎng)與磁場(chǎng)而共同產(chǎn)生的D、磁場(chǎng)和電場(chǎng)是同一種物質(zhì)
E.磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)方向就是小磁針北極在該點(diǎn)的受力方向
F.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向就是小磁針在該點(diǎn)時(shí)北極的指向
G.磁極對(duì)磁極、電流對(duì)電流及磁極對(duì)電流的作用力都是通過磁場(chǎng)發(fā)生的
2、磁感應(yīng)強(qiáng)度——描述磁場(chǎng)力性質(zhì)的物理量
[例3]由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式可知:()
A、磁感應(yīng)強(qiáng)度與通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力成正比,與電流強(qiáng)度和導(dǎo)線長度的乘積成反比
B、磁感強(qiáng)度的方向與F的方向一致C、公式只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)
D、只要滿足L很短、I很小的條件,對(duì)任何磁場(chǎng)都成立
3、磁感線的理解
例4.磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖11.1-6所示.則
A.a(chǎn)、b兩處磁感強(qiáng)度大小不等,Ba<Bb
B.a(chǎn)、b兩處磁感強(qiáng)度大小不等,Ba>Bb
C.同一小段通電導(dǎo)線放在a處時(shí)受力一定比b處時(shí)大
D.同一小段通電導(dǎo)線放在a處時(shí)受力可能比b處時(shí)小
4、磁場(chǎng)強(qiáng)度的矢量性
[例5]通有反方向電流的兩條平行導(dǎo)線所分出的a、b、c三個(gè)區(qū)域中合磁場(chǎng)為零的區(qū)域().
A、只可能出現(xiàn)在b區(qū)
B、可能出現(xiàn)在a、c區(qū)中的某一個(gè)區(qū)域
C、可能同時(shí)出現(xiàn)在a區(qū)和c區(qū)D、有可能無合磁場(chǎng)為零的區(qū)域
例6、三根平行的長直導(dǎo)線垂直地通過一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),如下圖所示,現(xiàn)在使每根通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,則O點(diǎn)實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如何?
5、電流的磁場(chǎng)
[例7]如圖所示,正四棱柱的中心軸線OO’處有一無限長的載流直導(dǎo)線,對(duì)該電流的磁場(chǎng),下列說法中正確的是()
A.同一條側(cè)棱上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都相等
B.四條側(cè)棱上的磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同
C.在直線ab上,從a到b,磁感應(yīng)強(qiáng)度是先增大后減小
D.棱柱內(nèi)任一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比棱柱側(cè)面上所有點(diǎn)都大
[例8]一根電纜埋藏在一堵南北走向的墻里,在墻的西側(cè)處,當(dāng)放一指南針時(shí),其指向剛好比原來旋轉(zhuǎn)了180°,則這根電纜中電流的方向()
A、可能是向北B、可能是豎直向下C、可能是向南D、可能是豎直向上
6、地磁場(chǎng)
例9.十九世紀(jì)二十年代,以塞貝克(數(shù)學(xué)家)為代表的科學(xué)家已認(rèn)識(shí)到:溫度差會(huì)引起電流.安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差,從而提出如下假設(shè):地球磁場(chǎng)是由繞地球的環(huán)行電流引起的,則該假設(shè)中的電流方向是
A.由西向東垂直磁子午線B.由東向西垂直磁子午線
C.由南向北沿磁子午線方向D.由赤道向兩極沿磁子午線方向
7、磁通量的理解
[例10]如圖所示,通有恒定電流的直導(dǎo)線mn與閉合金屬框共面,第一次將金屬框由位置Ⅰ平移到虛線所示的位置Ⅱ;第二次將金屬框由位置Ⅰ繞Cd邊翻轉(zhuǎn)到位置Ⅱ,設(shè)先后兩種情況下通過金屬框的磁通量變化分別為△ф1、△ф2,則().
A.△ф1>△ф2B.△ф1=△ф2C.△ф1△ф2D.△ф1=-△ф2
強(qiáng)化練習(xí):
1、一根軟鐵棒放在磁鐵附近會(huì)被磁化,是因?yàn)椋海ǎ?br>
A、在外磁場(chǎng)作用下,軟鐵棒中的分子電流取向變得完全相同
B、在外磁場(chǎng)作用下,軟鐵棒中產(chǎn)生了分子電流
C、條形磁鐵正中部分分子電流的取向仍是大致相同的
D、被磁化的軟鐵棒離開磁鐵,磁性幾乎消失,分子電流取向又變得雜亂無章了
2、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的敘述,正確的是:()
A、如果一段通電直導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力作用,則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零
B、某處B的大小與垂直放置的導(dǎo)線長度L和電流I有關(guān)
C、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與通過該點(diǎn)磁感線方向一致,或與放在該點(diǎn)的小磁針N極指向一致
D、沿著磁感線的方向,B值逐漸減小,或磁感線越稀疏,B數(shù)值越小
3、從太陽或其他星體上放射出的宇宙射線中含有高能帶電粒子,若到達(dá)地球,對(duì)地球上的生命將帶來危害.如圖為地磁場(chǎng)的分布圖,對(duì)于地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線有無阻擋作用的下列說法中,正確的是()
A.地磁場(chǎng)對(duì)直射地球的宇宙射線的阻擋作用在南北兩極最強(qiáng),赤道附近最弱
B.地磁場(chǎng)對(duì)直射地球的宇宙射線的阻擋作用在赤道附近最強(qiáng),兩極地區(qū)最弱
C.地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線的阻擋作用各處相同
D.地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線無阻擋作用
4、關(guān)于磁通量的敘述應(yīng)選:()
A、磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方,穿過線圈的磁通量也越大
B、穿過線圈的磁通量為零時(shí),該處磁感應(yīng)強(qiáng)度也為零
C、磁通量的變化不一定是由磁場(chǎng)的變化引起的
D、穿過某面積的磁感線條數(shù)越多,此面的磁通量越大
5、一根直導(dǎo)線通以穩(wěn)恒電流I,方向垂直指向紙內(nèi),且和勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,則在圖中圓周上,哪點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度值最大:()
A、a點(diǎn)B、b點(diǎn)C、c點(diǎn)D、d點(diǎn)
6、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一面積為S的線圈,其平面與磁感線成θ角,已知穿過此線圈的磁通量為φ,那么磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為:()
A、B、C、D、
★7、電視機(jī)中顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈是由繞在鐵環(huán)上兩個(gè)通電導(dǎo)線串聯(lián)而成,電流方向如圖所示,則鐵環(huán)中心O處的磁場(chǎng)方向?yàn)椋海ǎ?br>
A、向下B、向上C、垂直紙面向里D、垂直紙面向外
★8、如圖,一個(gè)水平放置的帶負(fù)電荷的橡膠圓盤,繞O軸俯視勻速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),放置在圓環(huán)上部的小磁針N極受力方向向。
★9、在同一平面內(nèi)有兩個(gè)同心圓a和b,半徑rarb,一條形磁鐵的軸線與兩環(huán)的軸線重合,則穿過a環(huán)的磁通量(填大于或小于)b環(huán)的磁通量。
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高考物理第一輪磁場(chǎng)對(duì)電流的作用專項(xiàng)復(fù)習(xí)
一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是每個(gè)高中教師都不可缺少的。教案可以保證學(xué)生們?cè)谏险n時(shí)能夠更好的聽課,幫助高中教師營造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?小編特地為大家精心收集和整理了“高考物理第一輪磁場(chǎng)對(duì)電流的作用專項(xiàng)復(fù)習(xí)”,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
第三課時(shí):磁場(chǎng)對(duì)電流的作用習(xí)題課
1、導(dǎo)線框放置在光滑水平面上,在其中放一個(gè)矩形線圈,通以順時(shí)針方向電流,線圈三個(gè)邊平行于線框的三個(gè)邊,且邊間距離相等,A端接電池的正極,B接負(fù)極,則矩形線圈的運(yùn)動(dòng)情況是:()
A、靜止不動(dòng)B、向左平動(dòng)C、向右平動(dòng)D、轉(zhuǎn)動(dòng)
2、如圖所示,在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極,沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極,把它們分別與電池的兩極相連,然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體,如鹽水.如果把玻璃皿放在磁場(chǎng)中,如圖所示,將會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象是()
A、沒有什么現(xiàn)象B、液體會(huì)向玻璃皿中間流動(dòng)
C、液體會(huì)順時(shí)針流動(dòng)D、液體會(huì)逆時(shí)針流動(dòng)
3、長L的直導(dǎo)線ab放在相互平行的金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌寬為d,通過ab的電流強(qiáng)度為I,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里,ab與導(dǎo)軌的夾角為θ,則ab所受的磁場(chǎng)力的大小為:()
A、BILB、BIdC、D、
4、如圖所示,一位于XY平面內(nèi)的矩形通電線圈只能繞OX軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的四個(gè)邊分別與X、Y軸平行.線圈中電流方向如圖.當(dāng)空間加上如下所述的哪種磁場(chǎng)時(shí),線圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來?()
A、方向沿X軸的恒定磁場(chǎng)B、方向沿Y軸的恒定磁場(chǎng)
C、方向沿Z軸的恒定磁場(chǎng)D、方向沿Z軸的變化磁場(chǎng)
5、如圖所示,條形磁鐵放在光滑斜面上,用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡.A為水平放置的導(dǎo)線的截面.導(dǎo)線中無電流時(shí),磁鐵對(duì)斜面的壓力為N1;當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時(shí),磁鐵對(duì)斜面的壓力為N2,此時(shí)彈簧的伸長量減小,則()
A.N1<N2A中電流方向向外
B.N1=N2A中電流方向向外
C.N1N2A中電流方向向內(nèi)
D.N1N2A中電流方向向外
6.如圖11.2-1所示,一金屬直桿MN兩端接有導(dǎo)線,懸掛于線圈上方,MN與線圈軸線均處于豎直平面內(nèi),為使MN垂直紙面向外運(yùn)動(dòng),可以
A.將a、c端接在電源正極,b、d端接在電源負(fù)極
B.將b、d端接在電源正極,a、c端接在電源負(fù)極
C.將a、d端接在電源正極,b、c端接在電源負(fù)極
D.將a、c端接交流電源的一端,b、d端接在交流電源的另一端
7.條形磁鐵放在水平桌面上,它的上方靠近S極一側(cè)懸掛一根與它垂直的導(dǎo)電棒,如圖11.2-12所示(圖中只畫出棒的截面圖).在棒中通以垂直紙面向里的電流的瞬間,可能產(chǎn)生的情況是
A.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小B.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大
C.磁鐵受到向左的摩擦力D.磁鐵受到向右的摩擦力
8.如圖11.2-13所示,把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方,導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時(shí),導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)()
A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降B.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升
C.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降D.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升
9.一通電細(xì)桿置于傾斜的導(dǎo)軌上,桿與導(dǎo)軌間有摩擦,當(dāng)有電流時(shí)直桿恰好在導(dǎo)軌上靜止.圖11.2-16是它的四個(gè)側(cè)視圖,標(biāo)出了四種可能的磁場(chǎng)方向,其中直桿與導(dǎo)軌間的摩擦力可能為零的是()
10、如圖所示,原來靜止的圓形通電線圈通以逆時(shí)針方向的電流I,在其直徑AB上靠近B點(diǎn)放一根垂直于線圈平面的固定不動(dòng)的長直導(dǎo)線,通過如圖所示的方向的電流I′,在磁場(chǎng)力作用下圓線圈將()
A、向左運(yùn)動(dòng)B、向右運(yùn)動(dòng)C、以直徑AB為軸運(yùn)動(dòng)D、靜止不動(dòng)
13、在傾角為θ的光滑斜面上放置有一通有電流I,長為L,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒,如圖,(1)欲使棒靜止在斜面上,外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為多大?沿什么方向?(2)欲使棒靜止在斜面上,且對(duì)斜面無壓力,應(yīng)加勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的值為多大?沿什么方向?(3)欲使棒能靜止在斜面上,外加磁場(chǎng)的方向應(yīng)在什么范圍內(nèi)?請(qǐng)?jiān)趫D中畫出。
11、在傾角=30°的斜面上,固定一金屬框,寬l=0.25m,接入電動(dòng)勢(shì)E=12V、內(nèi)阻不計(jì)的電池.垂直框面放有一根質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒ab,它與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)為,整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的垂直框面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(如圖11.2-5).當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)時(shí),可使金屬棒靜止在框架上?(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,框架與棒的電阻不計(jì),g=10m/s2)
磁場(chǎng)的基本概念
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第一課時(shí):磁場(chǎng)的基本概念
設(shè)計(jì)者:張慶亮審核者:宣金龍上課時(shí)間:
高考要求與解讀:
1.磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感線磁通量Ⅰ
2.通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向Ⅰ
基礎(chǔ)知識(shí)梳理:
一、磁場(chǎng):存在于磁體和電流周圍的一種特殊物質(zhì).
1、基本性質(zhì):。磁體(或電流)一磁場(chǎng)一磁體(或電流)。
2、磁場(chǎng)方向的確定:①小磁針:(規(guī)定)小磁針在磁場(chǎng)中某點(diǎn)極的受力方向(或小磁針靜止時(shí)極的指向)為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。②由磁感線的方向確定。③由磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向確定.
3、磁現(xiàn)象的電本質(zhì):①.安培分子電流假說:在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流——,使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極.②.安培分子電流假說能解釋a.磁體為什么對(duì)外顯磁性;b.磁體為什么會(huì)失去磁性;c.磁化是怎樣形成的。③.磁現(xiàn)象的電本質(zhì):磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣,都是由而產(chǎn)生的。
二、磁感線:為形象描述磁場(chǎng)性質(zhì)而引人的一族曲線,它是理想化的模型,實(shí)際是不存在的。
①磁感線的疏密表示磁場(chǎng),磁感線上某點(diǎn)切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng).
②磁體外部的磁感線從極出發(fā)進(jìn)入極,而磁體內(nèi)部的磁感線從極指向極.電流的磁感線方向由定則判定.
③磁感線是閉合曲線.④任意兩條磁感線不相交.
⑤要掌握條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管以及勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線分布情況及特點(diǎn)。
三.磁感應(yīng)強(qiáng)度:在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線,受到的磁場(chǎng)作用力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。(其理解可與電場(chǎng)強(qiáng)度類比)
1、定義式:(L⊥B)
2、B是描述磁場(chǎng)的的性質(zhì)的物理量,與F、I、L無關(guān).它是由磁場(chǎng)本身性質(zhì)及空間位置決定的。
四、磁通量
1、定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積叫穿過這個(gè)面積的磁通量,ф=.
注:如果面積S與B不垂直,如圖所示,應(yīng)以B乘以在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積S,即ф=BS’=BScosα
2、物理意義:穿過某一面積的磁感線條數(shù).
3、磁通密度:垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù),叫磁通密度。
即磁感強(qiáng)度大小B=ф/S。
五、地磁場(chǎng)的主要特點(diǎn)
地球的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似,其主要特點(diǎn)有:
1、地磁場(chǎng)的N極在地球極附近,S極在地球極附近,磁感線分布如圖所示。
2、地磁場(chǎng)B的水平分量(Bx)總是從地球極指向極,而豎直分量(By,)則南北相反,在南半球垂直地面向,在北半球垂直地面向。
3、在赤道平面上,距離地球表面相等的各點(diǎn),磁感強(qiáng)度相等,且方向水平向。
典型考題:
1、對(duì)磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)和理解:
例1、下列說法正確的是()
A.奧斯特實(shí)驗(yàn)說明了電與磁是有聯(lián)系的B.磁鐵的磁場(chǎng)一定是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的
C、一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷與運(yùn)動(dòng)電荷間的相互作用
D.電荷與電荷間的作用一定是通過磁場(chǎng)來發(fā)生的
例2、以下說法中,正確的是()
A、磁極與磁極間的相互作用是通過磁場(chǎng)產(chǎn)生的B、電流與電流的相互作用是通過電場(chǎng)產(chǎn)生的
C、磁極與電流間的相互作用是通過電場(chǎng)與磁場(chǎng)而共同產(chǎn)生的D、磁場(chǎng)和電場(chǎng)是同一種物質(zhì)
E.磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)方向就是小磁針北極在該點(diǎn)的受力方向
F.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向就是小磁針在該點(diǎn)時(shí)北極的指向
G.磁極對(duì)磁極、電流對(duì)電流及磁極對(duì)電流的作用力都是通過磁場(chǎng)發(fā)生的
2、磁感應(yīng)強(qiáng)度——描述磁場(chǎng)力性質(zhì)的物理量
[例3]由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式可知:()
A、磁感應(yīng)強(qiáng)度與通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力成正比,與電流強(qiáng)度和導(dǎo)線長度的乘積成反比
B、磁感強(qiáng)度的方向與F的方向一致C、公式只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)
D、只要滿足L很短、I很小的條件,對(duì)任何磁場(chǎng)都成立
3、磁感線的理解
例4.磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖11.1-6所示.則
A.a(chǎn)、b兩處磁感強(qiáng)度大小不等,Ba<Bb
B.a(chǎn)、b兩處磁感強(qiáng)度大小不等,Ba>Bb
C.同一小段通電導(dǎo)線放在a處時(shí)受力一定比b處時(shí)大
D.同一小段通電導(dǎo)線放在a處時(shí)受力可能比b處時(shí)小
4、磁場(chǎng)強(qiáng)度的矢量性
[例5]通有反方向電流的兩條平行導(dǎo)線所分出的a、b、c三個(gè)區(qū)域中合磁場(chǎng)為零的區(qū)域().
A、只可能出現(xiàn)在b區(qū)
B、可能出現(xiàn)在a、c區(qū)中的某一個(gè)區(qū)域
C、可能同時(shí)出現(xiàn)在a區(qū)和c區(qū)D、有可能無合磁場(chǎng)為零的區(qū)域
例6、三根平行的長直導(dǎo)線垂直地通過一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),如下圖所示,現(xiàn)在使每根通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,則O點(diǎn)實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如何?
5、電流的磁場(chǎng)
[例7]如圖所示,正四棱柱的中心軸線OO’處有一無限長的載流直導(dǎo)線,對(duì)該電流的磁場(chǎng),下列說法中正確的是()
A.同一條側(cè)棱上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都相等
B.四條側(cè)棱上的磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同
C.在直線ab上,從a到b,磁感應(yīng)強(qiáng)度是先增大后減小
D.棱柱內(nèi)任一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比棱柱側(cè)面上所有點(diǎn)都大
[例8]一根電纜埋藏在一堵南北走向的墻里,在墻的西側(cè)處,當(dāng)放一指南針時(shí),其指向剛好比原來旋轉(zhuǎn)了180°,則這根電纜中電流的方向()
A、可能是向北B、可能是豎直向下C、可能是向南D、可能是豎直向上
6、地磁場(chǎng)
例9.十九世紀(jì)二十年代,以塞貝克(數(shù)學(xué)家)為代表的科學(xué)家已認(rèn)識(shí)到:溫度差會(huì)引起電流.安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差,從而提出如下假設(shè):地球磁場(chǎng)是由繞地球的環(huán)行電流引起的,則該假設(shè)中的電流方向是
A.由西向東垂直磁子午線B.由東向西垂直磁子午線
C.由南向北沿磁子午線方向D.由赤道向兩極沿磁子午線方向
7、磁通量的理解
[例10]如圖所示,通有恒定電流的直導(dǎo)線mn與閉合金屬框共面,第一次將金屬框由位置Ⅰ平移到虛線所示的位置Ⅱ;第二次將金屬框由位置Ⅰ繞Cd邊翻轉(zhuǎn)到位置Ⅱ,設(shè)先后兩種情況下通過金屬框的磁通量變化分別為△ф1、△ф2,則().
A.△ф1>△ф2B.△ф1=△ф2C.△ф1△ф2D.△ф1=-△ф2
強(qiáng)化練習(xí):
1、一根軟鐵棒放在磁鐵附近會(huì)被磁化,是因?yàn)椋海ǎ?br>
A、在外磁場(chǎng)作用下,軟鐵棒中的分子電流取向變得完全相同
B、在外磁場(chǎng)作用下,軟鐵棒中產(chǎn)生了分子電流
C、條形磁鐵正中部分分子電流的取向仍是大致相同的
D、被磁化的軟鐵棒離開磁鐵,磁性幾乎消失,分子電流取向又變得雜亂無章了
2、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的敘述,正確的是:()
A、如果一段通電直導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力作用,則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零
B、某處B的大小與垂直放置的導(dǎo)線長度L和電流I有關(guān)
C、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與通過該點(diǎn)磁感線方向一致,或與放在該點(diǎn)的小磁針N極指向一致
D、沿著磁感線的方向,B值逐漸減小,或磁感線越稀疏,B數(shù)值越小
3、從太陽或其他星體上放射出的宇宙射線中含有高能帶電粒子,若到達(dá)地球,對(duì)地球上的生命將帶來危害.如圖為地磁場(chǎng)的分布圖,對(duì)于地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線有無阻擋作用的下列說法中,正確的是()
A.地磁場(chǎng)對(duì)直射地球的宇宙射線的阻擋作用在南北兩極最強(qiáng),赤道附近最弱
B.地磁場(chǎng)對(duì)直射地球的宇宙射線的阻擋作用在赤道附近最強(qiáng),兩極地區(qū)最弱
C.地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線的阻擋作用各處相同
D.地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線無阻擋作用
4、關(guān)于磁通量的敘述應(yīng)選:()
A、磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方,穿過線圈的磁通量也越大
B、穿過線圈的磁通量為零時(shí),該處磁感應(yīng)強(qiáng)度也為零
C、磁通量的變化不一定是由磁場(chǎng)的變化引起的
D、穿過某面積的磁感線條數(shù)越多,此面的磁通量越大
5、一根直導(dǎo)線通以穩(wěn)恒電流I,方向垂直指向紙內(nèi),且和勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,則在圖中圓周上,哪點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度值最大:()
A、a點(diǎn)B、b點(diǎn)C、c點(diǎn)D、d點(diǎn)
6、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一面積為S的線圈,其平面與磁感線成θ角,已知穿過此線圈的磁通量為φ,那么磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為:()
A、B、C、D、
★7、電視機(jī)中顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈是由繞在鐵環(huán)上兩個(gè)通電導(dǎo)線串聯(lián)而成,電流方向如圖所示,則鐵環(huán)中心O處的磁場(chǎng)方向?yàn)椋海ǎ?br>
A、向下B、向上C、垂直紙面向里D、垂直紙面向外
★8、如圖,一個(gè)水平放置的帶負(fù)電荷的橡膠圓盤,繞O軸俯視勻速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),放置在圓環(huán)上部的小磁針N極受力方向向。
★9、在同一平面內(nèi)有兩個(gè)同心圓a和b,半徑rarb,一條形磁鐵的軸線與兩環(huán)的軸線重合,則穿過a環(huán)的磁通量(填大于或小于)b環(huán)的磁通量。
高考物理第一輪導(dǎo)學(xué)案復(fù)習(xí):磁場(chǎng)
20xx屆高三物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案
九、磁場(chǎng)(7)
【課題】帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
【目標(biāo)】
1、進(jìn)一步掌握帶電粒子在電磁場(chǎng)中的受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律
2、會(huì)用力學(xué)有關(guān)規(guī)律分析和解決帶電粒子在電磁場(chǎng)中的實(shí)際應(yīng)用問題
【導(dǎo)入】
帶電粒子在電磁場(chǎng)中的實(shí)際應(yīng)用有很多,常見的有:速度選擇器、質(zhì)譜儀、回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)等。這些實(shí)例在近幾年高考中經(jīng)常出現(xiàn),因此我們需要從它們的原理及應(yīng)用等方面去掌握。
【導(dǎo)研】
[例1](09年寧夏卷)16.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí),利用電磁血流計(jì)來監(jiān)測(cè)通過動(dòng)脈的血流速度。電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成,磁極間的磁場(chǎng)是均勻的。使用時(shí),兩電極a、b均與血管壁接觸,兩觸點(diǎn)的連線、磁場(chǎng)方向和血流速度方向兩兩垂直,如圖所示。由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),電極a、b之間會(huì)有微小電勢(shì)差。在達(dá)到平衡時(shí),血管內(nèi)部的電場(chǎng)可看作是勻強(qiáng)電場(chǎng),血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零。在某次監(jiān)測(cè)中,兩觸點(diǎn)的距離為3.0mm,血管壁的厚度可忽略,兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160V,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040T。則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為()
A.1.3m/s,a正、b負(fù)
B.2.7m/s,a正、b負(fù)
C.1.3m/s,a負(fù)、b正
D.2.7m/s,a負(fù)、b正
[例2](1)(09年廣東物理)12.如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后,進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列表述正確的是()
A.質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具
B.速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外
C.能通過的狹縫P的帶電粒子的速率等于E/B
D.打在膠片上的位置越靠近狹縫P,粒子荷質(zhì)比越小
(2)測(cè)定同位素組成的裝置里(質(zhì)譜儀),原子質(zhì)量Al=39和A2=41鉀的單價(jià)離子先在電場(chǎng)里加速,接著進(jìn)入垂直離子運(yùn)動(dòng)方向的均勻磁場(chǎng)中(如圖).在實(shí)驗(yàn)過程中由于儀器不完善,加速電壓在乎均值U0附近變化±△U.求需要以多大相對(duì)精確度維持加速電壓值,才能使鉀同位素束不發(fā)生覆蓋?
[例3]湯姆生用來測(cè)定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓加速后,穿過A中心小孔沿中心軸O1O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行板P和P間的區(qū)域.當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí),電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處,形成了一個(gè)亮點(diǎn);加上偏轉(zhuǎn)電壓U后,亮點(diǎn)偏離到O點(diǎn),O點(diǎn)與O點(diǎn)的豎直距離為d,水平距離可忽略不計(jì).此時(shí),在P和P間的區(qū)域,再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí),亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn).已知極板水平方向的長度為L1,極板間距為b,極板右端到熒光屏的距離為L2.
(1)求打在熒光屏O點(diǎn)的電子速度的大小;
(2)推導(dǎo)出電子比荷的表達(dá)式.
[例4](2007年蘇州市高三教學(xué)調(diào)研測(cè)試)(16分)一塊N型半導(dǎo)體薄片(稱霍爾元件),其橫載面為矩形,體積為b×c×d,如圖所示。已知其單位體積內(nèi)的電子數(shù)為n、電阻率為ρ、電子電荷量e.將此元件放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向沿Z軸方向,并通有沿x軸方向的電流I。
(1)此元件的CC/兩個(gè)側(cè)面中,哪個(gè)面電勢(shì)高?
(2)證明在磁感應(yīng)強(qiáng)度一定時(shí),此元件的CC/兩個(gè)側(cè)面的電勢(shì)差與其中的電流成正比
(3)磁強(qiáng)計(jì)是利用霍爾效應(yīng)來測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的儀器。其測(cè)量方法為:將導(dǎo)體放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)之中,用毫安表測(cè)量通以電流I,用毫伏表測(cè)量C、C/間的電壓UCC’,就可測(cè)得B。若已知其霍爾系數(shù)。并測(cè)得UCC’=0.6mV,I=3mA。試求該元件所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。
[例5]電子擴(kuò)束裝置由電子加速器、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)由加了電壓的相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板形成,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的左邊界與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的右邊界相距為s,如圖甲所示.大量電子(其重力不計(jì))由靜止開始,經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng).當(dāng)兩板不帶電時(shí),這些電子通過兩板之間的時(shí)間為2t0,當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的周期為2t0、幅值恒為U0的電壓時(shí),所有電子均從兩板間通過,進(jìn)入水平寬度為l,豎直寬度足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,最后通過勻強(qiáng)磁場(chǎng)打在豎直放置的熒光屏上.問:
(1)電子在剛穿出兩板之間時(shí)的最大側(cè)向位移與最小側(cè)向位移之比為多少?
(2)要使側(cè)向位移最大的電子能垂直打在熒光屏上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少?
(3)在滿足第(2)問的情況下,打在熒光屏上的電子束的寬度為多少?(已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e)
【導(dǎo)練】
1、如圖是某離子速度選擇器的原理示意圖,在一半徑為R=10cm的圓柱形筒內(nèi)有B=1×10-4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向平行于軸線.在圓柱形筒上某一直徑兩端開有小孔a、b分別作為入射孔和出射孔.現(xiàn)有一束比荷為q/m=2×1011C/kg的正離子,以不同角度α入射,最后有不同速度的離子束射出.其中入射角α=30°,且不經(jīng)碰撞而直接從出射孔射出的離子的速度v大小是()
A.4×105m/sB.2×105m/s
C.4×106m/sD.2×106m/s
2.磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù),它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能,下圖是它的示意圖.平行金屬板A、B之間有一個(gè)很強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量正、負(fù)帶電粒子)垂直于B的方向噴入磁場(chǎng),每個(gè)離子的速度為v,電荷量大小為q,A、B兩板間距為d,穩(wěn)定時(shí)下列說法中正確的是()
A.圖中A板是電源的正極
B.圖中B板是電源的正極
C.電源的電動(dòng)勢(shì)為Bvd
D.電源的電動(dòng)勢(shì)為Bvq
3.(08廣東卷)4.1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器,其原理如圖所示,這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形合D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙,下列說法正確的是()
A.離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器
B.離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器
C.離子從磁場(chǎng)中獲得能量
D.離子從電場(chǎng)中獲得能量
4.(浙江省金華一中20xx屆高三12月聯(lián)考)環(huán)形對(duì)撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置,其工作原理的示意圖如圖所示。正、負(fù)離子由靜止經(jīng)過電壓為U的直線加速器加速后,沿圓環(huán)切線方向射入對(duì)撞機(jī)的真空環(huán)狀空腔內(nèi),空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。兩種帶電粒子將被局限在環(huán)狀空腔內(nèi),沿相反方向做半徑相等的勻速圓周運(yùn)動(dòng),從而在碰撞去迎面相撞。為維持帶電粒子在環(huán)狀空腔中的勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是()
A.對(duì)于給定的加速電壓,帶電粒子的比荷q/m越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大
B.對(duì)于給定的加速電壓,帶電粒子的比荷q/m越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小
C.對(duì)于給定的帶電粒子,加速電壓U越大,粒子運(yùn)動(dòng)的周期越小
D.對(duì)于給定的帶電粒子,不管加速電壓U多大,粒子運(yùn)動(dòng)的周期都不變
高考物理第一輪總復(fù)習(xí)磁場(chǎng)基本性質(zhì)教案24
磁場(chǎng)基本性質(zhì)
一、磁場(chǎng)的描述
1、磁場(chǎng)的物質(zhì)性:與電場(chǎng)一樣,也是一種物質(zhì),是一種看不見而又客觀存在的特殊物質(zhì)。
存在于(磁體、通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷、變化電場(chǎng)、地球的)周圍。
2、基本特性:對(duì)放入其中的(磁極、電流、運(yùn)動(dòng)的電荷)有力的作用,它們的相互作用通過磁場(chǎng)發(fā)生。
3、方向規(guī)定:①磁感線在該點(diǎn)的切線方向;
②磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針北極(N極)的受力方向(小磁針靜止時(shí)N的指向)為該處的磁場(chǎng)方向。
③對(duì)磁體:外部(NS),內(nèi)部(SN)組成閉合曲線;這點(diǎn)與靜電場(chǎng)電場(chǎng)線(不成閉合曲線)不同。
④用安培左手定則判斷
4、磁感線:電場(chǎng)中引入電場(chǎng)線描述電場(chǎng),磁場(chǎng)中引入磁感線描述磁場(chǎng)。
定義:磁場(chǎng)中人為引入的一系列曲線來描述磁場(chǎng),曲線的切線表示該位置的磁場(chǎng)方向,其蔬密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱。
物理意義:描述磁場(chǎng)大小和方向的工具(物理摸型),磁場(chǎng)是客觀存在的,磁感線是一種工具.
不能認(rèn)為有(無)磁感線的地方有(無)磁場(chǎng)。
5、磁場(chǎng)的
(1)永磁體(條形、蹄形)
(2)通電導(dǎo)線(有各種形狀:直、曲、環(huán)形電流、通電螺線管)
(3)地球磁場(chǎng)(和條形磁鐵相似)有三個(gè)特征:(磁極位置?赤道處磁場(chǎng)特點(diǎn)?南北半球磁場(chǎng)方向?)
①地磁的N極的地理位置的南極,
②地磁B(水平分量:(南北)堅(jiān)直分量:南半球:垂直地面而上向;北半球:垂直地面而向下。)
③在赤道平面上:距地球表面相等的各點(diǎn),磁感強(qiáng)度大小相等、方向水平向北
(4)變化的電場(chǎng)(后面再講法拉第電磁感應(yīng)定律和電磁波)
二、電流磁場(chǎng)的方向叛斷:安培右手定則(重點(diǎn))、直、環(huán)、通電螺線管)
一定要熟悉五種典型磁場(chǎng)的磁感線空間分布(正確分析解答問題的關(guān)?。?br>
腦中要有各種磁源產(chǎn)生的磁感線的立體空間分布觀念,會(huì)從不同的角度看、畫、識(shí)各種磁感線分布圖
能夠?qū)⒋鸥芯€分布的立體、空間圖轉(zhuǎn)化成不同方向的平面圖(正視、符視、側(cè)視、剖視圖)
三、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)(磁產(chǎn)生的實(shí)質(zhì))后面講到光現(xiàn)象的電本質(zhì)
安培分子環(huán)型電流假說:分子、原子等物質(zhì)的微粒內(nèi)部存在一種環(huán)形電流,叫分子電流。這種環(huán)形電流使得每個(gè)物質(zhì)微粒成為一個(gè)很小的磁體。這就是安培分子電流假說。
它能解釋各種磁現(xiàn)象:軟鐵棒的磁化、高溫,猛烈的搞擊而失去磁性等。
本質(zhì):(磁體、電流、運(yùn)動(dòng)電荷)的磁場(chǎng)都是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的,并通過磁場(chǎng)相互作用的。
任何磁現(xiàn)象的出現(xiàn)都以“電荷的運(yùn)動(dòng)(有形無形)”為基礎(chǔ)。
一切磁現(xiàn)象歸結(jié)為:運(yùn)動(dòng)電荷(或電流)之間通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用。
“電本質(zhì)”實(shí)質(zhì)為運(yùn)動(dòng)電荷(成形電流):靜止的電荷在磁場(chǎng)中不會(huì)受到磁場(chǎng)力;有磁必有電(對(duì)),有電必有磁(錯(cuò))。
實(shí)驗(yàn):奧斯特沿南北方向放置的導(dǎo)線下面放置小磁針,導(dǎo)線通電后,小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
羅蘭實(shí)驗(yàn):把大量的電荷加在橡膠盤上,然后使盤繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng),如圖:在盤在附近用小磁針來檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng).
結(jié)果發(fā)現(xiàn):帶電盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),而且改變轉(zhuǎn)盤方向,小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生轉(zhuǎn)變。
此實(shí)驗(yàn)說明;電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng),即磁場(chǎng)是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生;(即:一切磁場(chǎng)都來源于運(yùn)動(dòng)電荷,揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。)
四、磁感線——為了描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向,人們想象在磁場(chǎng)中畫出的一組有方向的曲線.
1.疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱.
2.每一點(diǎn)切線方向表示該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向,也就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向.
3.是閉合的曲線,在磁體外部由N極至S極,在磁體的內(nèi)部由S極至N極.磁線不相切不相交。
4.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線平行且距離相等.沒有畫出磁感線的地方不一定沒有磁場(chǎng).
5.安培定則:姆指指向電流方向,四指指向磁場(chǎng)的方向.注意這里的磁感線是一個(gè)個(gè)同心圓,每點(diǎn)磁場(chǎng)方向是在該點(diǎn)切線方向
*熟記常用的幾種磁場(chǎng)的磁感線:
兩個(gè)重要概念:磁感強(qiáng)度B,磁通量
磁感強(qiáng)度(B)從力的角度描述磁場(chǎng)性質(zhì),磁通量()從能量角度描述磁場(chǎng)的性質(zhì)。
一、磁感應(yīng)強(qiáng)度
1.磁場(chǎng)的最基本的性質(zhì):對(duì)放入其中的(磁極,電流,運(yùn)動(dòng)的電荷)有力的作用,都稱為磁場(chǎng)力。I⊥B時(shí),F最大=BIL;I//B時(shí),F=0。
2.定義B:注意情境和條件:
①當(dāng)I⊥B時(shí),B=矢量{F⊥(B和I構(gòu)成的平面)。即既F⊥B;也F⊥I}
在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力F跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值,
叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度.
②當(dāng)面積S⊥B時(shí),B=單位面積的磁感線條數(shù),B的蔬密反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱
注意:磁場(chǎng)某位置B的大小,方向是客觀存在的,是磁場(chǎng)本身特性的物理量。與(I大小、導(dǎo)線的長短,受力)都無關(guān)。即使導(dǎo)線不載流,B照樣存在。
①表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量.是矢量.
②大?。築=F/IL(電流方向與磁感線垂直時(shí)的公式).
③方向:左手定則:是磁感線的切線方向;是小磁針N極受力方向;是小磁針靜止時(shí)N極的指向.不是導(dǎo)線受力方向;不是正電荷受力方向;也不是電流方向.
④單位:牛/安米,也叫特斯拉,國際單位制單位符號(hào)T.
⑤點(diǎn)定B定:B只與產(chǎn)生磁場(chǎng)的源及位置有關(guān)。就是說磁場(chǎng)中某一點(diǎn)定了,則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向都是定值.
⑥勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等.
⑦磁場(chǎng)的疊加:空間某點(diǎn)如果同時(shí)存在兩個(gè)以上電流或磁體激發(fā)的磁場(chǎng),則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是各電流或磁體在該點(diǎn)激發(fā)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和,滿足矢量運(yùn)算法則.
典型的比值定義:(B=B=k)(E=E=k)(u=)
(R=R=)(C=C=)
磁感強(qiáng)度B:①B=②B=③qBv=mR=B=
④qBv=qeB===⑤E=BLvB=⑥B=k(直導(dǎo)體)⑦B=NI(螺線管)
勻強(qiáng)磁場(chǎng):是最簡(jiǎn)單,同時(shí)也是最重要的磁場(chǎng)。大小相等方向處處相同,用平行等間距的直線來表示。
分布地方:異名磁極間(邊緣除外),通電螺線管內(nèi)部。
二、磁通量與磁通密度(分析法拉第電磁感應(yīng)的基礎(chǔ))
1.磁通量Φ:概念:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積叫穿過這個(gè)面積的磁通量,Φ=B×S
若面積S與B不垂直,應(yīng)以B乘以S在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積S′,即Φ=BS′=BScosθ,
磁通量的物理意義:穿過某一面積的磁感線條數(shù).也叫做穿過這個(gè)面積的磁通量Φ。是標(biāo)量.
說明:對(duì)某一面積的磁通量,一定要指明“是哪一個(gè)面積的、方向如何”
2.磁通密度B:垂直磁場(chǎng)方向穿過單位面積磁力線條數(shù),即磁感應(yīng)強(qiáng)度,是矢量.
3.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中求磁通量類型有:公式的適用條件:
(1)當(dāng)面積S⊥B時(shí)。Φ=BS單位:韋伯Wb=Tm2
(2)S//B時(shí),Φ=0
(3)B與S不垂直:Φ應(yīng)該為B乘以S在磁場(chǎng)垂直方向上投影的面積。Φ=BS影=BSCos(為B與投影面的夾角)
說明:
計(jì)算平面在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的Φ。一定要明確?面積的Φ,(方向如何)沒有指明那一面積的,Φ無意義。
①曲面的磁通量Φ等于對(duì)應(yīng)投影平面的Φ,不與線圈平面垂直,應(yīng)該算投影面積。
②Φ是雙向標(biāo)量:當(dāng)有磁感線沿相反方向通過同一平面時(shí),穿過平面的磁通量應(yīng)該為Φ合,面積越大,低消越多。
例:由于磁感線是閉合曲線,外部(NS)內(nèi)部(SN)組成閉合曲線,不同與靜電場(chǎng)電場(chǎng)線(不閉合)。