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1、第十章 磁场一磁场1.磁场磁极在自己周围的空间里产生磁场，电流周围空间里也存在着磁场。磁场是物质存在的一种形式。磁场最基本的特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用。磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的相互作用力都是通过磁场传递的.磁感应强度（1）在磁场中某处垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场作用力F跟电流强度I和导线长度的乘积Il的比值,叫做磁场中该处的磁感应强度，即B。磁感应强度B是一个矢量，它的大小表示磁场中某处的磁场的强弱，它的方向即该处的磁场方向。叠加符合平行四边形定律.B的国际单位： ，简称： ，国际符号： ,1特 注意：B=是磁感应强度的定义式。磁场中某处的磁感应强度
2、的大小和方向是由磁场本身决定的，它反映了磁场中各不同位置处磁场的强弱和方向，跟放在该处的通电导线无关.（2)磁感应强度B的大小和方向处处相同的磁场叫匀强磁场。通电长螺线管内部的磁场以及距离相当近的两个平行的异名磁极间的磁场都是匀强磁场.3。磁感线（）磁感线的特征磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向.磁感线在空间分布的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁感线从磁铁的N极出发，经过空间到达S极;在磁体内部又从极回到N极;磁感线是封闭曲线.磁场中任意两条磁感线不可能相交。（2)匀强磁场中的磁感线是一系列分布均匀,相互平行的直线.（3）磁铁的磁感线(4）直线电流，环形电流,通电螺线管的磁力线 磁通量磁
3、通量所表示的是穿过磁场中某个面的磁感线条数。B:匀强磁场磁感应强度；Sn：与磁场方向垂直的平面面积;为与的夹角。国际单位： ，简称： ，国际符号： 。磁感应强度等于单位面积的磁通量,常叫做磁通密度。【典型例题】1（20上海）磁场对放入其中的长为l、电流强度为、方向与磁场垂直的通电直导线有力的作用,可以用磁感应强度B描述磁场的力的性质,磁感应强度的大小B ,用类似方法描述物质基本性质的物理量还有 F/IL，电场强度.2。(27上海）取两根完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（）所示的螺线管,当在该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如
4、图（b）所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流，则在该螺线管内中部的磁感应强度大小为A( )(A)0 （B）0。5B （C)B （D)2B.（206上海）如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线和2,通有大小相等、方向相反的恒定电流,a、两点与两导线共面,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，与导线的距离也为。现测得a点磁感应强度的大小为B，则去掉导线后，b点的磁感应强度大小为 ，方向 ，（垂直纸面）向外。试回答下面各个与磁通量相关的问题:（1）如图(a）所示，磁感应强度B垂直于面积SA和B，那么,通过面积A和SB的磁通量的关系是（填“”、“”或“=”） B.（2)如图
5、(b）所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，面积为的闭合线圈acd垂直于磁场放置。现将线圈绕对称轴转过18,在这个过程中通过线圈的磁通量的变化量为 2BS。5。如图所示,两圆形线圈套在条形磁铁中部,线圈平面与磁铁垂直,a线圈面积大于线圈面积,则比较与b线圈中穿过的磁通量的大小与b的关系有C（)（A)a=b（B)ab（C)ab（D)无法比较6.（002上海）磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为B2/2m，式中B是磁感强度，m是磁导率,在空气中m为一已知常数，为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感强度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,再用力将铁片与磁铁
6、拉开一段微小距离D，并测出拉力F,如图所示，因为所作的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感强度B与F、A之间的关系为B 。二。磁场对电流的作用磁场对放入其中的电流有力的作用,这是磁场的基本特性。磁场对电流的作用力叫做安培力.1安培力的大小：，是B，之间的夹角2安培力的方向:左手定则【典型例题】7.(005上海)通电直导线与圆形通电导线环固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时，通电直导线A受到水平向 的安培力作用.当、B中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线A所受到的安培力方向水平向 右，右.8。(05静安)如图所示的一段直导线长为m,其中通有A的恒定电流，由于它处于匀强磁场
7、中，因而受到垂直于纸面向外的大小为1N的磁场力作用,据此AD( ）（A）磁感应强度的大小及方向均不能确定（B）磁感应强度的大小及方向都可以确定（C）若再给出磁感应强度的大小，就能确定磁场的方向（D）若再给出磁场的方向，就能确定磁感应强度的大小9（19全国）通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线M在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与N平行.关于M的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是BC（ ）（）线框有两条边所受的安培力方向相同（）线框有两条边所受的安培力大小相同(C)线框所受安培力的合力朝左（D）cd所受安培力对b边的力矩不为零10（1999上海）在倾角为30的光滑斜面上垂直纸面放置一根长
8、为L，质量为的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向下,如图所示.当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上，则磁感强度的大小为= mg/2IL.1在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N,边长为L的正方形线圈，磁感线与线圈平面成角,如图所示。若线圈上的电流强度为I，则穿过线圈的磁通量为 ;线圈的b边所受磁场力为 ;线圈所受磁场力的合力为 ；线圈所受磁场力的合力矩为 。1.(196上海)如图所示,在光滑水平面上，有两根弯成直角的相同金属棒，它们的一端均可绕过点的竖直轴自由转动,另一端b互相接触,组成一个正方形线框，每边长均为L,空间有竖直向下的匀强磁场.当线框中通以图示方向的电
9、流I时,两金属棒在点的相互作用力为,则此时磁感强度的大小为 （不计电流产生的磁场f/IL）。1(2007海南）据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示.炮弹（可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接。开始时炮弹在轨道的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离w=0.10 m，导轨长=5。0m，炮弹质量=00 k。导轨上的电流I的方向如图中箭头所示。可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为2。 T,方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为.003 /s，求通过导轨的电流I。忽略摩擦力与重力的影
10、响炮弹的加速度为：aF/mBwI/m炮弹做匀加速运动，有：v22aL解得：Imv2/2BwL=0.6105A。14.(200北京）磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用.图（a)是在平静海面上某实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道）组成。如图（)所示，通道尺寸=。0m、b0。15m、c0。10m。工作时,在通道内沿z轴正方向加8.0T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场,使两金属板间的电压U=99。6V;海水沿y轴方向流过通道.已知海水的电阻率。0m。（1)船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向;（2）船以=。0s的速度匀速前进。若以船为参照物，海水
11、以5.0m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到vd=8m/s。求此时两金属板间的感应电动势感；(3）船行驶时，通道中海水两侧的电压按U=U感计算，海水受到电磁力的0可以转化为对船的推力.当船以vS./s的速度匀速前进时，求海水推力的功率（1）根据安培力公式，推力F1I1Bb，其中I1U/R，Rb/ac则FtUBb/RUacB/796.8 N对海水推力的方向沿y轴正方向（向右）（2）U感Bvdb9.6 V（3）根据欧姆定律，I2U/R（UBvdb）ac/b600A安培推力F2I2Bb720 N对船的推力F80%F2576 N推力的功率PFvs80%F2vs2880W。文中如有不足，请您见谅！ /
