版第九章磁场Word格式.docx
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基本特性:
磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。
二.磁感应强度
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。
B的国际单位:
特斯拉,简称:
特,国际符号:
T。
注意:
B=是磁感应强度的定义式。
磁场中某处的磁感应强度的大小和方向是由磁场本身决定的,跟放在该处的通电导线无关。
【典型例题】
1.【概念辨析】关于磁感应强度,下列说法正确的是()
(A)一小段通电导线放在B为零的位置,那么它受到的磁场力也一定为零
(B)通电导线所受的磁场力为零,该处的磁感应强度也一定为零
(C)放置在磁场中1m长的通电导线,通过1A的电流,受到的磁场力为1N,则该处的磁感应强度就是1T
(D)磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到磁场力F的方向相同
三.磁感线
1.磁感线的特征:
(1)磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向;
(2)磁感线在空间分布的疏密程度可以表示磁场的强弱;
(3)磁感线在磁铁外部从N极出发,经过空间到达S极;
在磁体内部又从S极回到N极;
磁感线是封闭(或闭合)曲线;
(4)磁场中任意两条磁感线不可能相交。
2.电流周围的磁场分布
直线电流的磁场
通电螺线管的磁场
环形电流的磁场
特点
无磁极、非匀强,且距导线越远处磁场越弱
与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场由S→N,管外为非匀强磁场
环形电流的两侧是N极和S极,且离圆环中心越远,磁场越弱
安培定则(右手螺旋定则)
立体图
横截面图
纵截面图
3.磁体的磁感线
2.【2016上海高考,右手螺旋定则】如图,一束电子沿z轴正向流动,则在图中y轴上A点的磁场方向是()
(A)+x方向(B)-x方向
(C)+y方向(D)-y方向
3.【磁感线的疏密】如图所示,为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况,以O点(图中白点)为坐标原点,沿Z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为()
ABCD
Z
O
四.磁场的叠加
磁场的叠加符合平行四边形定律。
4.【2007上海】取两根完全相同的长导线,用其中一根绕成如图(a)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)0(B)0.5B(C)B(D)2B
五.磁通量
磁通量所表示的是穿过磁场中某个面的磁感线条数。
Φ=BSn=BSsinθ
B:
匀强磁场磁感应强度;
Sn:
与磁场方向垂直的平面面积;
θ为B与S的夹角。
国际单位:
韦伯,简称:
韦,国际符号:
Wb。
磁感应强度等于垂直于磁场方向的单位面积上的磁通量,因此它又被称为________。
5.【有效面积的理解】如图所示,匝数为N、半径为r1的圆形线圈内有匀强磁场,匀强磁场在半径为r2的圆形区域内,匀强磁场的磁感应强度B垂直于线圈平面。
通过该线圈的磁通量为()
(A)Bπr(B)Bπr
(C)NBπr(D)NBπr
6.试回答下面各个与磁通量相关的问题:
(1)
【有效面积】如图(a)所示,磁感应强度B垂直于面积SA和SB,那么,通过面积SA和SB的磁通量的关系是ΦA____ΦB。
(填“>”、“<”或“=”)
(2)
【磁通正负】如图(b)所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,面积为S的闭合线圈abcd垂直于磁场放置。
现将线圈绕对称轴转过180°
,在这个过程中通过线圈的磁通量的变化量为________。
(3)
【磁通正负】如图(c)所示,ab是水平面上一个圆形线圈的直径,在过ab的竖直平面内有一根通电直导线ef,且ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,穿过圆面积的磁通量将()
(A)逐渐变大(B)逐渐变小(C)始终为零(D)不为零,但始终不变
课时作业1磁场磁感应强度磁通量
1.下列物理公式中属于用比值法定义物理量的是()
(A)a=(B)T=(C)I=(D)B=
2.由磁感应强度的定义式B=F/IL可知()
(A)B与通电导线受到的磁场力F成正比,与电流和导线长度的乘积IL成反比
(B)磁感应强度的方向与F的方向一致
(C)该公式只适用于匀强磁场
(D)只要满足L很短、I很小的条件,该公式对任何磁场都适用
3.关于磁感线的概念,下列说法中正确的是()
(A)磁感线是磁场中客观存在、肉眼看不见的曲线
(B)磁感线总是从磁体的N极指向磁体的S极
(C)磁感线上各点的切线方向与该点的磁场方向一致
(D)两个磁场叠加的区域,磁感线就有可能相交
4.如图所示,在水平直导线正下方,放一个可以自由转动的小磁针。
现给直导线通以向右的恒定电流,不计其他磁场的影响,则()
(A)小磁针保持不动
(B)小磁针的N将向下转动
(C)小磁针的N极将垂直于纸面向里转动
(D)小磁针的N极将垂直于纸面向外转动
5.当导线中分别通以图示方向的电流,小磁针静止时N极指向读者的是()
(A)(B)(C)(D)
6.【2011上海会考】
×
×
a
d
c
b
如图,正方形线圈abcd的一半处于匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直。
在线圈以ab为轴旋转90°
的过程中,穿过线圈的磁通量大小()
(A)一直减小(B)先增大后减小
(C)先减小后增大(D)先不变后减小
7.【2013上海会考】如图,a、b和c三个完全相同的矩形绝缘线框与通电直导线在同一平面内,其中a关于导线左右对称,b和c的右侧平齐。
通过a、b和c三个线框的磁通量分别为Фa、Фb和Фc,则()
(A)Фa>Фb>Фc(B)Фa=Фb=Фc
(C)Фa<Фb=Фc(D)Фa<Фb<Фc
8.如图所示,正方形线圈abcd位于纸面内,边长为L,匝数为N,过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为Φ,若线圈绕OO′轴逆时针转过60°
的过程中,磁通量的变化量为ΔΦ,则关于Φ和ΔΦ的大小正确的是()
(A),(B),
(C)BL2,(D)NBL2,
9.某长直导线中分别通以如图所示的电流,则下列说法中正确的是()
t
I
①
②
t1
t2
③
④
(A)图①所示电流周围产生匀强磁场
(B)图②所示电流周围的磁场是稳定的
(C)图③所示电流周围各点的磁场方向在0~t1时间内与t1~t2时间内的方向是相反的
(D)图④所示电流周围的磁场先变强再变弱,磁场中各点的磁感强度方向不变
10.【2016上海高考】形象描述磁场分布的曲线叫做____________,通常___________的大小也叫做磁通量密度。
11.把长度为0.1m的通电直导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中,通过导线的电流为3.0A,导线受到的磁场力为1.5×
10-3N,则该匀强磁场的磁感强度为__________T。
若将导线从磁场中取走,则该处的磁感强度为____________T。
12.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、方向相反的恒定电流,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______。
专题2磁场对电流的作用(安培力)
一.磁场力的方向判定
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。
安培力的方向:
方向:
F安方向垂直于B和L所确定的平面,用左手定则判断。
解题思路
先判断外加磁场的方向
后判断磁场力的方向
磁体的磁场
电流的磁场
磁体的受力
电流的受力
记住本卷第3页的图
右手螺旋定则(本卷第2页的图)
N极所受的力F与该处的B同向;
S极所受的力F与该处的B反向。
左手定则
1.【电流对磁体】如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方,并与磁针指向平行。
为了能使磁针的N极转向读者,那么这束带电粒子可能是()。
(A)向右飞行的正离子束
(B)向左飞行的正离子束
(C)垂直纸面向外飞行的负离子束
(D)向左飞行的负离子束粒子束
2.【磁体对电流,环形线圈等效看成小磁针】如图所示,在水平条形磁铁S极的附近用绝缘丝线悬挂一个圆线圈,线圈平面与磁铁的轴线位于同一平面内,当线圈中电流方向如图所示时,线圈将如何运动?
3.【磁体对电流,牛顿第三定律】水平桌面上一条形磁铁的上方,有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中,磁铁始终保持静止,导线始终保持与磁铁垂直,电流方向如图所示。
则在这个过程中,磁铁受到的摩擦力的方向和桌面对磁铁的弹力()
S
N
v
(A)摩擦力始终为零,弹力大于磁铁重力
(B)摩擦力始终不为零,弹力大于磁铁重力
(C)摩擦力方向由向左变为向右,弹力大于磁铁重力
(D)摩擦力方向由向右变为向左,弹力小于磁铁重力
4.【电流对电流,推论,1998全国,多选】通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,电流方向如图所示,ab边与MN平行。
关于MN的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是()
(A)线框有两条边所受的安培力方向相同
(B)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)线框所受安培力的合力朝右
二.安培力的大小
F=BILsinθ,θ是B,I之间的夹角。
(高考只要求θ=90°
情况下的计算)
5.【1999上海】在倾角为30°
的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L,质量为m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B=_________。
6.【多选】质量为m的金属细杆置于倾角为θ的导轨上,导轨的宽度为d,杆与导轨间的动摩擦因数为μ,有电流通过杆,杆恰好静止于导轨上,在如图所示的A、B、C、D四个图中,杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是()
7.【等效长度,2010上海】如图,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60°
的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B。
当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为()
(A)0(B)0.5BIl(C)BIl(D)2BIl
课时作业2