高二暑假985培优讲义：第13讲 磁感线 磁感应强度（解析版）.docxVIP

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第13讲磁感线磁感应强度

1.知道磁场的概念，.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点.

2.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向．

3.理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量.

4.理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小．

一、磁场磁感线

1．磁场

(1)磁场的客观性：磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质．存在于磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围．

(2)磁场的基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的．

2．磁感线

(1)定义：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致．

(2)特点：

①在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极．

②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向与过该点的磁感线的切线方向一致．

③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．

④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在．

(3)几种特殊磁体外部的磁感线分布(如图所示)：

二、安培定则

用安培定则判断电流磁场的方向

安培定则

立体图

横截面图

纵截面图

直线电流

以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱

环形电流

环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏

通电螺线管

内部磁场为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁体的磁场，方向由N极指向S极

三、磁感应强度

1．磁感应强度的定义式B＝eq\f(E,Il)也适用于非匀强磁场，这时l应很短，Il称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．

2．磁感应强度是反映磁场强弱的物理量，它是用比值定义法定义的物理量，由磁场自身决定，与是否引入电流元、引入的电流元是否受力及受力大小无关．

3．磁感应强度的方向可以有以下几种表述方式：

(1)小磁针静止时N极所指的方向，即N极受力的方向．

(2)小磁针静止时S极所指的反方向，即S极受力的反方向．

(3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向．

四、磁通量

1.磁通量的计算

(1)公式：Φ＝BS.

适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．

(2)若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScosθ.其中Scosθ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1，如图所示．

2．磁通量的正、负

(1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时磁通量为负值．

(2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为Φ1，反向磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.

3．磁通量的变化量

(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS.(B、S相互垂直时)

(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S.(B、S相互垂直时)

(3)B和S同时变化，ΔΦ＝Φ2－Φ1.

4．磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示．若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)．

考点一：安培定则

【例1】（2022·江苏苏州·高一期末）如图所示，P点的电场或磁场方向向下的是（）

A．甲图P点在两个等量同种电荷的中垂线上

B．乙图P点在两个等量异种电荷的中垂线上

C．丙图P点在两根等大同向电流的直导线截面的中垂线上

D．丁图P点在两根等大反向电流的直导线截面的中垂线上

【答案】D

【解析】甲图由等量同种负电荷的电场线分布情况可知，在两个等量同种负电荷的中垂线上P点电场方向向上，A错误乙图由等量异种电荷的电场线分布情况可知，在两个等量异种电荷的中垂线上P点电场方向水平向左，B错误；丙图由安培定则可知，两根等大同向电流的直导线在中垂线上P点产生的合磁场方向水平向左，C错误；丁图由安培定则可知，两根等大反向电流的直导线在中垂线上P点产生的合磁场方向向下，D正确。

解题归纳：利用安培定则判定电流的磁场方向需注意的问题：

?1?利用安培定则判断通电直导线的磁场方向时，大拇指指的是电流方向，四指指的方向为磁感线的环绕方向.

?2?利用安培定则判断通电螺线管和环形电流的磁场方向时，四指指的是电流方向，大拇指指的方向是磁场方向.

考点二：磁感应强度矢量的叠加

【例2】如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为()

A．0 B.eq\f(\r(3),3)B0

C.e