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（28）磁场性质和安培力【复习目标】1．了解磁场的产生和特性，加深对场的理解和描述，准确掌握各种磁感线特点。2．理解磁感应强度的概念。掌握安培力大小和方向的判定。了解电流表工作原理，掌握电流天平、电磁炮的应用。3．掌握各类导线在安培力作用下的平衡问题的处理方法。【预习任务】完成下列任务，记忆并掌握下列概念和规律。一、磁现象和磁场1．对能自由转动的磁体，静止时指的磁极叫做南极（S极），指的磁极叫做北极（N极）。2．地磁南极在地理极附近，地磁北极在地理极附近。3．丹麦物理学家奥斯特的贡献是发现了电流的磁效应。4．磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通过发生的。二、磁感线、几种常见的磁场1．磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的。（1）磁感线上某点的方向就是该点的磁场方向。（2）磁感线的疏密定性地表示磁场的。在磁感线较密的地方磁场；在磁感线较疏的地方磁场。（3）磁感线是曲线，的特点：不相交、不相切、不中断、；在磁体外部，从极指向极；在磁体内部，由极指向极。（4）同一磁场的磁感线中断、相交、相切。（5）磁感线是假想的曲线，客观上是存在。不可认为有磁感线的地方才有磁场，没有磁感线的地方没有磁场。2．直导线电流的磁场磁感线方向判定（1）安培定则：用手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是的环绕方向。（2）磁感线特点：无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越。（3）正视图：侧视图：俯视图：3．通电螺线管的磁场磁感线方向判定（1）安培定则：让手弯曲的四指所指方向跟方向一致，大拇指所指的方向就是通电螺线管产生的磁场的磁感线的方向。（2）通电螺线管的磁感线与磁铁的磁场相似，管内为强磁场且磁场最，管外为非匀强磁场。（3）通电螺线管的磁感线正视图是：侧视图是：4．环形电流的磁场磁感线方向判定（1）安培定则：让手弯曲的四指所指方向跟方向一致，大拇指所指的方向就是环形电流产生的磁场的的方向（这里可把环形电流看作是一匝的线圈）。（2）环形电流的磁场：两侧是N极和S极，只有圆环中心的磁感线是线。（3）环形电流的磁感线正视图是：侧视图是：5．匀强磁场：磁感应强度、处处相同的磁场叫匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一些直线。6．安培分子电流假说（1）在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——，分子电流使每个物质微粒都成为微小的，它的两侧相当于两个。（2）磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由产生的。三、磁感应强度1．定义式B=。其中要求导线与磁场。2．B的方向为。B的大小与I、L、F关，由决定。四、安培力1．大小计算公式：F=。一根长为L、电流为I的直导线，处于大小为B的匀强磁场中。当与B的夹角为θ时，安培力大小为F=。当θ=90°时，安培力最大，值为Fmax=；当θ=0°或θ=180°时，安培力大小为。2．方向判定：用手定则，伸出手，让磁感线垂直穿过，伸直的四指跟方向一致，大拇指所指的方向就是的方向。安培力的方向始终垂直于和所决定的平面，但和不一定垂直。若它二者中任一量反向，F将。五、磁电式电流表1．构造：靴状的蹄形磁铁以及在磁铁的两极间的圆柱形铁芯，铁芯被磁化后的内部磁感线大体与磁极平行，如图所示。因此在线圈所在处的空隙形成一个向磁场，这种磁场使得线圈无论转到什么位置，线圈的平面都与所在处的磁感线______，保持线圈所受的安培力矩都是最大值的情况。2．当线圈通过电流时，线圈转过的角度与线圈所通过的电流I的大小成比。六、电流天平：如图所示，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽度为l，共N匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I时(方向如图)，在天平左右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡，当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，则磁感应强度的方向为垂直纸面向_____，大小为__________mg/2NIl七、立体图的简化：用正视图、侧视图、俯视图等将立体图转化为平面图，并能将B、I、L的方向都表现出来。练习：如右图所示，光滑斜面上水平放置一条导线，导线通入如图的电流，当垂直于斜面向上有一个匀强磁场时，恰能静止。请在右侧方框内画出直观的平面图。（提示：该题时应该用侧视图。）【自主检测】1．如图表示一个通电螺线管的纵截面，ABCDE在此纵截面内5个位置上的小磁针是该螺线管通电前的指向，当螺线管通入如图所示的电流时，5个小磁针将怎样转动？A、C两处N极向右转；B、D、E处N极向左转2．（11年新课标卷）为了解释地球的磁性，安培假设地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（B）3．下列说法中正确的是（）ACA．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零B．一小段通电导