第课时磁场的描述磁场对电流的作用.doc

第1课时　磁场的描述　磁场对电流的作用
一、磁场、磁感应强度
1．磁场
(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有____________的作用．
(2)方向：小磁针的__________所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时北极的指向．
2．磁感应强度
(1)物理意义：描述磁场的_________和_________
(2)大小：B＝(通电导线垂直于磁场)．
(3)方向：小磁针静止时__________的指向．
(4)单位：特斯拉(T)．
3．匀强磁场
(1)定义：磁感应强度的大小_____________、方向______________的磁场称为匀强磁场．
(2)特点
匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线．
4．磁通量
(1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向________的面积S与B的乘积．
(2)公式：Φ＝__________.
深化拓展　(1)公式Φ＝BS的适用条件：①匀强磁场；②磁感线的方向与平面垂直．即B⊥S.
(2)S为有效面积．
(3)磁通量虽然是标量，却有正、负之分．
(4)磁通量与线圈的匝数无关．
二、磁感线、通电导体周围磁场的分布
1．磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的__________方向跟这点的磁场方向一致．
2．条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布(如图3所示)

图3

3．电流的磁场

4.磁感线的特点
(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强弱，在磁感线较密的地方磁场较_____；在磁感线较疏的地方磁场较_____.
(3)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点．在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极．
(4)同一磁场的磁感线不______、不_______、不相切．
(5)磁感线是假想的曲线，客观上不存在．
三、安培力的大小方向、匀强磁场中的安培力
1．安培力的大小
(1)磁场和电流垂直时，F＝________.
(2)磁场和电流平行时：F＝0.
2．安培力的方向
(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向______________，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受____________．
(2)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于___________决定的平面．
题型一：对磁感应强度、磁感线、磁通量的理解
1、下列说法中正确的是 (　　)
A．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零
B．表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值
C．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关
D．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致
2、关于磁感应强度的说法正确的是 (　　)
A．一小段通电导体放在磁场A处，受到的磁场力比B处的大，说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大
B．由B＝可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的IL成反比
C．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零
D．小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
3、关于磁感线的性质和概念，下列说法中正确的是 (　　)
A．磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向 B．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线
C．磁感线总是从磁体的N极指向S极 D．磁场中任意两条磁感线均不相交
4、如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将 (　　)
A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．保持不变 D．不能确定
5、如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的情况是(　　)
A．如图所示位置时等于BS B．若使框架绕OO′转过60°角，磁通量为BS
C．若从初始位置转过90°角，磁通量为零
D．若从初始位置转过180°角，磁通量变化为2BS
题型二、安培定则的应用及磁场的叠加
1、如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心，r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点．已知a点的实际磁感应强度为0，则下列叙述正确的是(　　)
A．直导线中的电流方向垂直纸面向里
B．b点的实际磁感应强度为 T，方向斜向上，与B的夹角为45°
C．c点的实际磁感应强度也为0
D．d点的实际磁感应强度与b点相同
2、两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示．在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上．则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是(　　)
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
3、如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r.现测得a点磁感应强度的大小为B，则去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为________，方向________．
题型三、安培力、安培力作用下物体的平衡
1、请画出在如图5所示的甲、乙、丙三种情况下，导线ab受到的安培力的方向．

2、水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，问：
(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？

3、如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属导轨所在平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在的平面内，分布着磁感应强度B＝0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求：
(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力．

4、倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上放有一根静止的金属杆ab.现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图所示，磁感应强度B逐渐增加的过程中，ab杆受到的静摩擦力 (　　)
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
5、如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是 (　　)
A．金属棒中的电流变大，θ角变大
B．两悬线等长变短，θ角变小
C．金属棒质量变大，θ角变大 D．磁感应强度变大，θ角变小
6、一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是(　　)
A．0.4 N B．0.2 N C．0.1 N D．0 N
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