2011-07暑期高一竞赛培训—磁场磁场(teacher).docVIP

第十一讲 磁场 一、考点要求 内容 要求 说明 １.电流的磁场．磁现象的本质 ２.磁感应强度．磁感线．地磁场 ３.磁性材料．分子电流假说 Ⅰ Ⅱ Ⅰ ４.磁场对通电直导线的作用安培力． 左手定则 ５.磁电式电表原理 Ⅱ Ⅰ １．只要求掌握直导线跟B平行或垂直两种情况下的安培力． ６.磁场对运动电荷的作用．洛伦兹力． 　带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 ７.质谱仪回旋加速器 Ⅱ Ⅰ ２．只要求掌握v跟B平行或垂直两种情况下的安培力． 二、知识结构 三、基本概念与基本规律 1．磁场 （1）永磁体和电流都能在其周围空间产生磁场。 （2）安培分子电流假说:在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环行电流------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。 （3）磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场都是由运动电荷产生的。 2．磁感线 （1）为了形象地描述磁场，人们假想了磁感线：若在磁场中画一条曲线，这条曲线上各点的切线方向都是该处磁场的方向，则这条曲线就叫磁感线。 （2）磁感线是闭合曲线，其疏密程度反映磁场的强弱。 （3）永久磁体外部磁场的磁感线都是从N极出发，终止于S极；内部磁场的磁感线从S极回到N极。 【例1】关于磁感线的概念和性质，下列说法正确的是（　　） A．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强的方向 B．磁场中任意两条磁感线可能相交 C．铁屑在磁场中分布所形成的曲线就是磁感线 D．磁感线总是从磁体N极出发指向磁体的S极 答案：A 3．安培定则 安培定则是用来确定电流或运动电荷产生的磁场（磁感线）方向。 判定时应注意： （1）正确掌握安培定则的使用的两种方法， 当用安培定则判定直线电流的磁场方向时，用右手握住导线，大拇指表示电流方向，四个手指的环形指向表示磁场感线方向。 当用安培定则来判断环形电流或通电螺线管产生的磁场方向时，用右手握住螺线管或环形电流，四指表示的是电流的方向，而大拇指表示（环形电流轴线上或通电螺线管内部）磁感线方向。 （2）判定运动电荷产生磁场方向时要注意运动电荷的正、负，正电荷的运动方向为电流方向，而负电荷的运动方向与电流反向。 【例2】如图，虚线表示氢原子核外电子运动的圆轨道，小磁针位于轨道平面的圆内，且N极指向纸外，则可以判断电子旋转方向为＿＿＿＿。 答案：顺时针方向。 4．磁感应强度 （1）定义：磁场的强弱可用通电直导线在磁场中某处受到的最大作用力（导线与磁场垂直时）与导线长度和电流乘积的比来反映，称为磁感应强度，用B表示，即： 。 （2）磁感应强度的单位是“特斯拉”，国际符号是T。 1T=1N/(A ·m) （3）磁感应强度的方向（即磁场的方向）：规定为该处小磁针N极受力的方向。 5．匀强磁场 匀强磁场的磁感应强度处处相同（大小相等，方向相同）。 匀强磁场的磁感线是互相平行、排列均匀的直线。 在通电螺线管内部，或当蹄形磁铁两极靠近而且正对时，两极之间的区域内可看成是匀强磁场。 6．地磁场 （1）地磁场与条形磁铁的磁场分布相似 （2）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近。地磁场的水平分量总是由南指向北，竖直分量在南半球向上，在北半球向下。 【例3】如图所示，电流从A点分两路通过对称的半圆分路汇合于B点，在圆环中心O处的磁感应强度（　　） A．垂直穿出纸面 B．垂直穿入纸面 C．为零 D．无法确定答案：C 7．磁场对电流的作用力——安培力 （1）安培力的大小 此式适用于导线垂直于磁感线的情形，式中L为导线的有效长度。若导线与磁感线之间夹角为α，则： （2）安培力的方向判断——左手定则： 伸出左手，让拇指与四指垂直且在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指示电流的方向，大拇指指示的就是导体受力的方向。 可见，安培力垂直与导线与磁场方向组成的平面。 　　【例4】如图所示，在水平桌面上有一条形磁铁；在N极上方，垂直纸面放一直导线，如果通以向纸面外的电流时，磁铁仍保持静止，试分析：桌面对磁铁的支持力和摩擦力发生的变化？ 答案：桌面对磁铁的支持力增大；并由于磁铁有向右运动的趋势，摩擦力水平向左，且从无到有也增大。 　　【例5】(2000年上海市高考题）如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小为（　　） A．F2 B．F1- F2 C．F1+ F2 D．2F1- F2 解析：两导线之间的作用力大小相等、方向相反；又因两导线中的电流大小相等、方向相反，在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，两导线受到外磁场对他们的作用力也是大小相等、方向相反。所以，两导线受到的合外力大小相等、方向相反