第一節(jié)磁場與安培力

第一節(jié)磁場與安培力第1頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)磁場及其描述安培力1．磁場(1)永磁體和電流都能在其周圍空間產(chǎn)生磁場。(2)安培分子電流假說:在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)行電流——分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極。(3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵的磁場和電流的磁場都是由運動電荷產(chǎn)生的。第2頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一2．磁感線(1)為了形象地描述磁場，人們假想了磁感線：若在磁場中畫一條曲線，這條曲線上各點的切線方向都是該處磁場的方向，則這條曲線就叫磁感線。(2)磁感線是閉合曲線，其疏密程度反映磁場的強弱。(3)永久磁體外部磁場的磁感線都是從N極出發(fā)，終止于S極；內(nèi)部磁場的磁感線從S極回到N極。(4)各種磁場的磁感線第3頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一NSNS第4頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一第5頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一3．安培定則安培定則是用來確定電流或運動電荷產(chǎn)生的磁場(磁感線)方向的。判定時應(yīng)注意：(1)正確掌握安培定則的使用的兩種方法，當(dāng)用安培定則判定直線電流的磁場方向時，用右手握住導(dǎo)線，大拇指表示電流方向，四個手指的環(huán)形指向表示磁場感線方向。當(dāng)用安培定則來判斷環(huán)形電流或通電螺線管產(chǎn)生的磁場方向時，用右手握住螺線管或環(huán)形電流，四指表示的是電流的方向，而大拇指表示(環(huán)形電流軸線上或通電螺線管內(nèi)部)磁感線方向。第6頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一(2)判定運動電荷產(chǎn)生磁場方向時要注意運動電荷的正、負，正電荷的運動方向為電流方向，而負電荷的運動方向與電流反向.4．磁感應(yīng)強度(1)定義：磁場的強弱可用通電直導(dǎo)線在磁場中某處受到的最大作用力(導(dǎo)線與磁場垂直時)與導(dǎo)線長度和電流乘積的比值來反映，稱為磁感應(yīng)強度，用B表示，即：(2)磁感應(yīng)強度的單位是“特斯拉”，國際符號是T。1T=1N/(A·m)第7頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一(3)磁感應(yīng)強度的方向(即磁場的方向)：規(guī)定為該處小磁針N極受力的方向。5．勻強磁場(1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度處處相同(大小相等，方向相同)。(2)勻強磁場的磁感線是互相平行、排列均勻的直線。(3)在通電螺線管內(nèi)部，或當(dāng)蹄形磁鐵兩極靠近而且正對時，兩極之間的區(qū)域內(nèi)可看成是勻強磁場。第8頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一6．地磁場(1)地磁場與條形磁鐵的磁場分布相似(2)地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近。地磁場的水平分量總是由南指向北，豎直分量在南半球向上，在北半球向下。(3)磁偏角7．磁場對電流的作用力——安培力(1)安培力的大小:此式適用于導(dǎo)線垂直于磁感線的情形，式中L為導(dǎo)線的有效長度。若導(dǎo)線與磁感線之間夾角為α，則：F=BILsinαF=BIL第9頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一(2)安培力的方向判斷——左手定則：伸出左手，讓拇指與四指垂直且在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過手心，四指指示電流的方向，大拇指指示的就是導(dǎo)體受力的方向?？梢?，安培力垂直與導(dǎo)線與磁場方向組成的平面。第10頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一不受力受力受力最大第11頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一電流之間的相互作用磁場：反相電流相互排斥同相電流相互吸引8．磁力矩磁場對通電線圈的作用力矩的大小可用下式計算：M=NBIScosα第12頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一式中，M為磁場對通電線圈的作用力矩；N為線圈的匝數(shù)；B為磁場的磁感強度；I為線圈中電流強度；S為線圈包圍的面積；α為線圈平面和磁感線之間的夾角。注意：此力矩大小與線圈的形狀無關(guān)，與線圈轉(zhuǎn)軸的位置也無關(guān)，即線圈的轉(zhuǎn)軸只要在線圈平面內(nèi)與磁感線垂直放置，則不管轉(zhuǎn)軸是在線圈中心，還是在線圈旁邊，磁場對通電線圈的作用力矩是一樣的。從上式可知，線圈平面和磁感線平行時，磁場力矩最大；線圈平面和磁感線垂直時，磁場力矩為零。第13頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一9．電流表的工作原理通電線圈在均勻輻向分布的磁場中受到的磁力矩與彈簧的阻力矩平衡時，有:BIS=kθ，θ與I成正比,故偏角θ的大小能表示電流I的大小，且電流表的刻度是均勻的.S◎NI第14頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一磁通量：穿過某一面積磁感線的條數(shù)(用Φ表示)

大?。害?BS(S為垂直于磁場的面積)

標量：沒有方向，它只是條數(shù)，但有正負

單位：韋伯(Wb)磁通密度：B=Φ/S

--------磁感應(yīng)強度又叫磁通密度

--------垂直穿過1m2面積的磁感線條數(shù)．

1T=1Wb/m2。在勻強磁場中，當(dāng)B與S的夾角為α?xí)r，有Φ=BSsinα。2、磁通量SBBSα第15頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一（寧夏卷）3.在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流