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1、- 1 -高三物理一轮复习讲义（53）磁场基本概念 安培定则一、磁场1磁场：磁极、电流和_周围存在的一种物质2磁场的方向：在磁场中的任一点，小磁针_受磁场力的方向，就是那一点的磁场方向，或小磁针静止时_所指方向3磁场的基本特性：磁场对放人其中的磁体、电流和运动电荷都有_的作用4磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由_产生的二、磁感应强度1物理意义：用来表示磁场_的物理量用符号 B 表示2大小：当一段通电直导线_方向放置时，其所受安培力 F 与导线的长度 L和电流 I 的乘积的比值即为该处的磁感应强度的大小，即：B=F IL3单位：特斯拉(简称特，用字母 T 表示) 1T=1N(Am
2、)4方向：磁感应强度的方向即为该处磁场的方向，与该处磁感线_方向一致，也与小磁针在该处静止时_所指的方向一致三、磁感线1概念：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线的_表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地描述磁场的_，这一系列曲线称为磁感线2特点(1)磁感线是为了形象地研究磁场而人为假设的曲线，实际上不存在(2)磁感线是在磁体外部由_极到_极，内部由 _极到_极的闭合曲线(3)磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线较密的地方磁场较强，磁感线较疏的地方磁场较弱(4)磁感线上任何一点的切线方向，都跟该点的磁场(磁感应强度)方向一致(5)磁感线不能相交，也不能相切3安培定则对于通电导线，右手大拇指代表通
3、电直导线_的方向，四个弯曲的手指方向代表_的方向对于环形电流和通电螺线管，右手大拇指代表环形导线轴线上的_ 的方向，四个弯曲的手指方向代表_方向四、匀强磁场1若某个区域里磁感应强度大小处处相等，方向相同，那么该区域的磁场叫匀强磁场2匀强磁场中的磁感线是_，如通电螺线管内部的磁场，就是匀强磁场五、地磁场的主要特点- 2 -地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个：1地磁场的 N 极存地球南极附近， S 极在地球北极附近，磁感线分布如图所示2地磁场 B 的水平分量，总是从地球 _极指向_ 极，而竖直分量则南北半球相反，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，距离地球表面相
4、等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北例 1关于磁感应强度 B，下列说法中正确的是 （ ）A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B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C在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点 B 值大小为零D在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大例 2关于电场和磁场的概念，以下说法正确的是 （ ）A电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力都相同，则该区域内的电场一定是匀强电场B放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置的电场强度一定不为零C电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度一定
5、为零D一小段通电导体在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度一定为零例 3三根平行长直导线，分别垂直地通过一等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现在使每条通电导线在斜边中点处所产生的磁感强度大小均为 B。则该处实际磁感强度的大小和方向如何？例 4实验室里可以用图甲所示的小罗盘估测条形磁铁磁场的磁感应强度方法如图乙所示，调整罗盘，使小磁针静止时 N 极指向罗盘上的零刻度( 即正北方向)，将条形磁铁放在罗盘附近，使罗盘所在处条形磁铁的方向处于东西方向上，此时罗盘上的小磁针将转过一定角度。若已知地磁场的水平分量 Bx，为计算罗盘所在处条形磁铁磁场的磁感应强度 B，则只需知道_，磁感应强度
6、的表达式为 B=_例 3 图- 3 -Pyxz作业1下列关于磁场和磁感线的描述中，正确的是 （ ）A磁感线从磁体的 N 极出发，终止于磁体的 S 极B磁感线可以表示磁场的强弱和方向C电流在磁场中的受力方向，即为该处的磁场方向D运动电荷在空间某处不偏转，则该处必定无磁场2铁棒 A 能吸引小磁针，铁棒 B 能够排斥小磁针，则 （ ）A肯定 A、B 有磁性 B肯定 A 有磁性，B 没有磁性C肯定 B 有磁性，A 没有磁性 D上述说法均不正确3比较磁感线和静电场的电场线，正确说法是 （ ）A磁感线和电场线都不可能相交B磁感线是闭合的曲线，电场线是不闭合的C它们的密疏程度都能反映场的强弱D它们任一点的切
7、线方向都与经过该点的运动电荷受到的磁场力或电场力的方向共线4下列有关磁场的说法中，错误的有 （ ）A磁感强度是反映磁场力大小的物理量B磁感强度是矢量，其方向即为通过该处磁感线的切线方向C磁铁的磁场和电流的磁场一样，本质上都是由电荷运动产生的D若一小段通电直导线在某点所受的安培力为零，则该点的磁感强度一定为零5关于匀强磁场，下列说法正确的是 （ ）A长度相等，电流强度相等的两根互相垂直的导线，在匀强磁场中所受磁场力一定不同B匀强磁场的磁感线一定是互相平行等间距的直线C若在磁场中两互相平行且面积相等的平面里穿过的磁感线条数相等，则该磁场一定是匀强磁场D在匀强磁场中，互相平行且面积相等的平面里所穿过
8、的磁感线的条数一定相等6如图所示，电子流沿 X 轴正向流动，则其产生的磁场在图中 Z 轴上的 P 点的方向为（ ）AZ 轴正向 BY 轴负向CZ 轴负向 DY 轴正向7根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此推断，地球应该（ ）- 4 -A带负电 B带正电 C不带电 D无法确定8如图，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直载流导 线，其电流方向指向读者。a、b、c、d 是以导线为圆心的一圆周上对称的四点， 在这四点中（ ）Aa、b 两点的磁感强度大小相等Bb 点的磁感强度最大Cc、 d 两点的磁感
9、强度大小相等Dd 点的磁感强度最小9图中四根长直绝缘导线可以认为在同一平面内，它们的电流大小是：i4=i3i 2i 1，方向如图，如果切断其中一根导线的电流，下列哪种情况下正方形 ABCD 的中心 O 处的磁感应强度最大 （ ）A切断 i1 B切断 i2C切断 i3 D切断 i410磁体悬浮的原理是 （ ）A超导体电流的磁场方向与磁体相同 B超导体电流的磁场方向与磁体相反C超导体使磁体处于失重状态 D超导体产生磁力与磁体重力平衡11如图所示，一束带电粒子沿水平方向平行飞过小磁针的上方，磁针的 N 极向纸内偏转，则此带电粒子束可能是 （ ）A向右飞行的正粒子束 B向左飞行的正粒子束C向右飞行的负
10、粒子束 D向左飞行的负粒子束12如图，A、B、C、D 是四根长度相等，等间距地被固定在同一竖直平面内的通电直导线，通过各导线的电流强度相等，方向如图所示。则各导线所受磁场力合力的方向分别为A_，B_，C_ ，D_。*13磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做磁场能量密度，其值为 ，式中2BB 是磁感应强度， 是磁导率，在空气中为一已知常数。为了近似测得条形磁铁极端面附近的磁感应强度 B，一学生用一根端面面积为 A 的条形磁铁吸住一相同面积的铁片 P，再用力将铁片与条形磁铁拉开一段微小距离，并测出拉力 F，如图所示，因为 F 做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度 B 与 F、
11、A 之间的关系为 B=_- 5 -高三物理一轮复习讲义（54）磁场对电流作用命题人：郑诗明 梁俊秀 审核人：孙天瑞一、磁场对电流的作用（安培力）1安培力的大小：_(1)当 IB 时( =90 )，Fmax=_；(2)当 IB 时，(=0 )，Fmin=_2安培力的方向由左手定则判断：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿人手心，并使_指向电流的方向，那么，_所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向3特点：安培力的方向总是垂直于 B 和 I 所决定的平面，即一定既和 B 垂直又和 I 垂直，如图所示二、注意点 (1)只有通电导线与磁
12、场方向相垂直时，才有 B=FIL(2)磁感应强度是表示磁场本身性质的物理量，B=FIL 是一种比值定义法，不能得出 B F 或 B 1IL（3） 电场强度 E 与磁感应强度 B 的比较（4） 安培力的特点大小特点：不仅与 B、I、L 有关，还与放置方式有关L 是有效长度，不一定是导线的实际长度弯曲导线的有效长度 L，等于两端点所连直线的长度(如图 813 所示) 相应的电流方向，沿 L 由始端流向末端因为任意形状的闭合线圈，其有效长度 L=0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零方向特点： 通电导线在磁场中所受的安培力 F，总垂直于电流与磁感线所确定的平面已知电流、磁感应强度的
13、方向，可用左手定则唯一确定 F 的方向已知 F 和 B 的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定电流 I 的方向已知 F 和 I 的方向时，磁感应强度 B 的方向不能唯一确定- 6 -(5)安培力做功的特点安培力做功与路径有关，绕闭合回路一周，安培力做的功可以为正，可以为负，也可以为零，而不像重力和电场力那样做功一定为零安培力做功的实质：起传递能量的作用，将电源的能量传递给通电直导线，而磁场本身并不能提供能量安培力这种传递能量的特点，与静摩擦力做功相似例 1关于磁感应强度 B、电流 I 和电流所受磁场力 F 的关系，下列说法正确的是（ ）A在 B 为零的地方，F 一定为零B在 F 为零的地方，B
14、 一定为零CF 不为零时，其方向一定垂直于 B 也垂直于 I 的方向DF 不为零时， B 与 I 的方向不一定垂直例 2如图，把轻质导体线圈用绝缘细线悬挂在磁铁的 N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面当线圈内通以如图方向的电流后，线圈将 （ ）A不动 B转动C向左摆动 D向右摆动例 3在竖直向上的匀强磁场中放置有相同电流的四根导线，如图所示导线 aa水平放置并且长为 L；导线 bb长为 2L 且与水平方向成 60；直角折导线 cOc中Oc=Oc= L，c 、c在同一水平面；导线 dd为弯曲导线，两端点距离为 L；2若不计它们间的作用力，四者所受安培力大小分别为 F1、F 2、F 3、F 4，则它们的关系为（ ）AF 1F2 F3 F4CF 1= F2= F3= F4 D无法判断例 4如图所示，两条直导线互相垂直，但相隔一个小的距离，其中 AB 是固定的，CD 能自由活动，当直流电流按图中所示方向通入两条导线时，导线 C
