9-1 磁场的基本概念 磁场对电流的作用

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1、磁场的描述 磁场对电流的作用1产生：产生于磁体或_周围 2本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由_ 产生的 3特性：磁场对放入其中的磁体或运动电荷(电流)有力的作用 ，N极的受力方向与磁场方向_，S极的受力方 向与磁场方向相反磁体、电流之间都是通过磁场发生相 互作用的电流 电荷的运动 相同 知识点一 磁场1定义：在磁场中，垂直于磁场方向的通电导线受到的安培力 F与电流I和导线长度L的乘积的比值，叫做通电导线所在处 磁场的磁感应强度即B_(定义式) 2方向：磁感应强度是矢量，其方向就是该处磁场的方向，也 是小磁针N极的受力方向，即小磁针静止时N极的指向。 3单位：特斯拉，简称特，符号是(T)，

2、1 T1 N/(Am) 4意义：表示磁场强弱和方向的物理量 知识点二 磁感应强度1定义：在磁场中画一系列曲线，使曲线上任意点的 _方向都跟该点磁场方向一致，这一系列曲线即 为磁感线 2意义：磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，_方 向表示磁场的方向 3特点：磁感线是闭合曲线，磁体外部的磁感线是从N极到S极 ，磁体内部的磁感线是从S极到N极，磁感线不相交切线 切线 知识点三 磁感线1常见磁场：条形磁铁的磁场、蹄形磁铁的磁场、地磁场直线电流的磁场、环形电流的磁场、通电螺线管的磁场 2匀强磁场：如果在磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向 处处_，这个区域的磁场就叫做匀强磁场，如通电螺 线管内部的磁场

3、 3安培定则：(1)通电直导线中的安培定则：用右手握住通电直导 线，让伸直的拇指指向电流的方向，那么弯曲的四指的指向就是 磁感线的环绕方向；(2)通电螺线管中的安培定则：用右手握住 通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么伸直的拇指所指 的那一端是通电螺线管的N极相同 知识点四 常见磁场及磁场方向的判定 知识点五 安培力 1定义：磁场对通电导线(电流)的作用力称为安培力 2大小：F_若通电导线与磁场方向平行，则安培力F0. 3方向：可用_判断 4左手定则：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手 掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流 的方向，那么_所指的方向就是安培力的方向

4、BILsin 左手定则 拇指 B1BB2IB1磁电式电流表的结构：(1)蹄形磁铁；(2)圆柱形铁芯，固定 在蹄形磁铁的两极间；(3)铝框，套在铁芯外，可绕轴转动； (4)线圈，绕在铝框上；(5)两个螺旋弹簧及一个指针，装在 铝框的转轴上，被测电流经过两个弹簧接入线圈，指针用于 指示电流值如图361所示 知识点六 磁电式电流表的结构和工作原理2磁电式电流表的工作原理：如图362所示， 由于这种磁场 的方向总沿着径向均匀地辐射分布，在距轴线等距离处的磁 感应强度的大小总是相等，这样不管线圈转到什么位置，线圈平面总跟它所在位置的磁感线平行，安培力的方向总与线 圈平面垂直，电流I与指针偏角成正比，I越

5、大则越大， 因而电流表可以量出电流I的大小，且刻度是均匀的当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针偏转方向也随着改变，所以根据指针的偏转方向即可知道被测电流的方向 例题1：关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的 有( ) A.电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等 于F/ILB.电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B可能大 于或等于F/ILC.磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大D.磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的 受力方向相同B解析见下页考点一：基本概念的理解单选【解析】对于B=F/IL来说，该公式仅是定义式 ，并不是决定式，磁感应强度B的大小和方

6、向是由 磁场决定的，与电流的大小和方向，甚至于有无电 流均无关.其次它有其适用条件，即在匀强磁场中 ，电流的方向与磁场垂直时，该公式才适用，在此 种情况下，安培力、磁感应强度、电流三者的方向 是两两垂直的，且此时安培力F也为定值电流在某 匀强磁场中所受的最大值，否则应当以B=F/ILsina 来计算.故答案为B项.变式1：关于磁现象的电本质，下列说法正确的是（ ） 磁铁的磁场和电流的磁场都是电荷的运动产生的 一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用 根据安培的分子电流假说，在外界磁场作用下， 铁磁性物体内部分子电流取向变得大致相同时， 物体就被磁化，两端就形成磁极 为了使永久磁

7、体保持磁性，要定期让它受到高温 或猛烈的撞击，促使分子电流易于获得一致取向 A.只有正确 B.只有正确 C.只有正确 D.只有正确 C单选变式2：如图所示，a、b、c三枚小磁针分别放在 通电螺线管的正上方、右侧和管内，当这些小磁 针静止时，小磁针N极的指向是（ ） A.a、b、c均向左 B.a、b、c均向右 C.a向左，b向右，c向右 D.a向右，b向左，c向右 图1115C单选一束带电粒子沿着水平方向，平行地飞过磁针上 方，如图1中所示，当带电粒子飞过磁针上方的瞬间， 磁针的S 极向纸里转，这带电粒子可能是（ ） 向右飞行的正电荷束 向左飞行的正电荷束 向右飞行的负电荷束 向左飞行的负电荷束

8、 A.只有正确 B.只有正确 C.只有正确 D.只有正确图1114C单选磁体的磁场条形磁铁、蹄形磁铁考点二：常见磁场与安培定则的应用电流周围的磁场（奥斯特实验）： 直线电流、环形导线、通电螺线管通电直导线周围磁场通电环形导线周围磁场地磁场：地球周围存在 磁场，地磁场的 S、N极与地理 南、北极相反， 但稍有偏差.例2 2011课标全国卷 为了解释地球的磁性，19世纪安 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 如图363所示的四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( ) 图363 B 单选【主编剖析】 本题将环形电流的磁场分布规律和地磁场的 分布规律巧妙地联系起来命题，需要

9、考生准确掌握安培定则、 环形电流磁场、地磁场等基础知识，尤其特别注意地磁场的N极在地理位置的南极附近对于通电直导线产生的磁场的分布规 律同样应用安培定则判定，若空间某一点附近有多个通电直导 线，则该点磁感应强度为每个通电直导线单独在该点产生的磁 感应强度的矢量和，如下面的变式题 解析 地理的南极是地磁场的N极，由安培定则知B正确 变式1：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，那么由此判断，地球应该（ ） A.带负电 B.带正电 C.不带电 D.无法确定A单选变式题2欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻

10、关 系时因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产 生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体做 法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平 行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时 ，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I 时,小磁针 偏转了30, 问当他发现小磁针偏转了60, 通过该直导线 的电流为（已知直导线在某点产生的磁场A2I BC3I D与通过直导线的电流成正比） （ ） C解见下页 单选解： 设地磁场强度为B地，当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30，如图甲示。30B1B地 图甲B合1当发现小磁针偏转了60，如图乙示 60B地B2图乙B合2通过该直导线的电流

11、为 变式题3 2011全国卷 如图364所示，两根相互平行 的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1I2；a、b、c 、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两 导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直 磁感应强度可能为零的点是( ) Aa点 Bb点 Cc点 Dd点 C 单选解析 空间某点的磁感应强度的大小和方向是I1、I2各 自产生的磁场叠加的结果距离导线越近的地方，磁场越强 根据安培定则，只有在c点，两条导线电流各自产生的磁场才有可能大小相等，方向相反，叠加后互相抵消，磁感应强度为 零 如图所示，三根长直导线垂直于纸面放置通以 大小相同，方向如图的电

12、流，acbd,且ad=ad=ac, 则a点处B的方向为（ ） A.垂直于纸面向外 B.垂直于纸面向里 C.沿纸面由a向dD.沿纸面由a向c图1112C 单选图图3 单选答案 A考点三 安培力作用下导体运动情况的判定甲 乙 左手定则 图图4 单选答案 C转换研究对象法转换研究对象法如图1所示，两个同样的导线环同轴平行悬挂， 相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电 流时，两导线环将（ ） A.吸引 B.排斥 C.保持静止 D.边吸引边转动 图1118A单选变式题 如图369所示，把一重力不计的通电直导线水 平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通 入图示方向电流I时，导线的运动情

13、况是(从上往下看)( )A顺时针方向转动，同时下降 B顺时针方向转动，同时上升 C逆时针方向转动，同时下降 D逆时针方向转动，同时上升 A 单选解析 首先用电流元法：把直线电流等效为AO、OO、OB三段(OO段极短)电流元，由于OO段电流方向与该处磁场方 向相反，所以不受安培力作用；AO段电流元所在处的磁场方向 倾斜向上，根据左手定则可知其所受安培力方向垂直纸面向外；OB段电流元所在处的磁场方向倾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直纸面向里综上可知导线将顺时针转动(俯视)然后应用特殊位置法：把导线转过90 的特殊位置来分析，根据左手定则判得安培力方向向下，故导线 在顺时针转动的同时向下运动 第

14、二课时安培力的综合应用一.安培力 1.定义:磁场对通电直导线的作用力叫安培力 2.大小: B垂直I F=BIL 3.方向: F垂直于B和I所决定的平面 用左手定则判定B和I成一夹角 F=BILsin4.安培力公式的适用条件；一般只适用于匀强磁场； L为导线的有效长度，即导线两端点所连直线 的长度，相应的电流方向沿L由始端流向末端；如图 所示，几种有效长度；安培力大小应用公式FBIL ，但要注意：L是有效长度，其 数值等于处于磁场中的通电导线两端点间的距离如图365 甲所示，直角形折线abc中通入电流I，abbcL，折线所在平面与匀强磁场磁感应强度B垂直abc受安培力等效于ac(通 有ac的电流

15、I)所受的安培力，即FBIL，方向为在纸面内 垂直于ac斜向上同理推知：半圆形通电导线受安培力如 图乙所示，FBI2R；如图丙所示闭合的通电导线框所受安培力F0. 二.应用安培力应注意的两个问题1.分析受到的安培力时,要善于把立体图,改画成易于分析受力的平面图形.2.先对导线进行受力分析,画出导线的受力平面图,然 后依照F合=0或F合=ma， 列出相应的方程三、安培力的综合应用题型一是安培力作用下导体的平衡和加速；二是与安培力有关的功能关系问题 abB(1)aBb(2)abB(4)abB(3)F(1)B F(3)BF(4)BF=BILF=BILF=BILF=BILBF(2)B例题1：画出下列各图中ab受安培力方向跟踪训练：如图（甲）所示，两平行导轨与水平面 成角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路，细杆与导轨间的摩擦不计。整个装置分 别处在如图（乙）所示的匀强磁场中， 其中可能使金属细杆处于静止