高二物理磁感应强度和安培力Word格式.docx

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（3）磁感线不相交，也不相切。

（4）磁感线总是闭合曲线。

3.典型磁场磁感线的分布

名称

磁感线分布图示

磁感线特点

条形磁铁

①在磁铁外部，从__N__极出发，回到___S___极；

在磁铁内部，从___S___极回到___N___极。

②从N极出发的所有磁感线都通过磁铁内部

蹄形磁铁

①在磁铁外部，从N极出发，回到S极

②__磁极____磁性最强

通电长直导线

①以直导线上各点为圆心的一组同心圆

②离导线越远，磁感线越疏

③安培定则：

拇指为__电流_方向，四指为__磁感线_方向

通电圆环

①线圈内部与外部磁场方向__相反_

②安培定则：

四指为_电流_方向，拇指为_内部磁场_方向。

通电螺线管

①磁感线分布同条形磁铁

②螺线管内部磁感线疏密相同

地磁场

地磁场在地理北极附近竖直向下，在地理南极附近竖直向上，在赤道上空磁感线方向平行表面，由地理南极指向地理北极

平行、等距、直线

（三）磁感应强度

定义：

在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做磁感应强度。

（电流与磁场垂直）

（引导学生将作比较）

（1）磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量，与磁场中放不放通电导体无关，与放置的通电导体的角度无关、与导体中通电与否无关。

（2）B的大小表示磁场的强弱，B越大表示磁场越强。

（3）单位：

在国际单位制中是特斯拉，简称特，符号是T。

1T=1N/A·

m。

（4）B是矢量：

小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称为磁场方向。

或者说小磁针N极受力的方向规定为该点的磁感应强度的方向，与S极受力方向相反，磁感应强度是矢量，常将它按矢量的运算法则进行分解，这在求磁通量、磁场对电流的作用力等多处用到。

（5）.磁感应强度B与电场强度E的比较

磁感应强度B

电场强度E

物理意义

描述磁场的性质

描述电场的性质

定义式

场线的性质

（1）闭合曲线

（2）不相交

（3）疏密表示B的大小

（4）切线方向表示B的方向

（1）不闭合

（3）疏密表示E的大小

（4）切线方向表示E的方向

场的叠加

矢量合成定则

单位

1T=1N/（A·

m）

（四）安培力

1.大小：

磁场对电流的作用力，叫做安培力。

如图所示，一根长为L的直导线，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，且与B的夹角为θ，当通过电流I时，安培力的大小可以表示为F=。

当θ=90°

时，安培力最大，=_____________。

当θ=0°

或180°

时，安培力为0。

2.安培力的方向

（1）安培力的方向：

既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，即安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。

讨论：

F既垂直于B，又垂直于I，是否可以得出B和I一定垂直？

（2）安培力方向的判定：

左手定则。

伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通过导线在磁场中所受安培力的方向。

注意：

安培力方向的判断跟电场力方向的判断不同。

练习

1．关于磁现象的电本质，下列说法正确的是（　　）

A．一切磁现象都起源于运动电荷，一切磁作用都是运动电荷通过磁场而发生的

B．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷产生的

C．据安培的分子电流假说，在外界磁场的作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体就被磁化，两端形成磁极

D．有磁必有电，有电必有磁

解析：

选AC.任何物质的原子的核外电子绕核运动形成分子电流，分子电流使每个物质分子相当于一个小磁体．当各分子电流的取向大致相同时，物质对外显磁性，所以一切磁现象都源于运动电荷，A、C正确，B错误．静电场不产生磁场，D错误．

2．某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在，想到的以下方法中可行的是（　　）

A．在该空间内引入检验电荷，如果电荷受到电场力说明此空间存在电场

B．在该空间内引入检验电荷，如果电荷没有受到电场力说明此空间不存在电场

C．在该空间内引入通电导线，如果通电导线受到磁场力说明此空间存在磁场

D．在该空间内引入通电导线，如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场

如果把电荷引入电场中，一定会受到电场力作用，如果电荷没有受到电场力作用，一定是没有电场，A、B对．把通电导线引入磁场中时，只要电流方向不与磁场方向平行，就会受到磁场力作用，但是不受磁场力的原因有两个，一是没有磁场，二是虽有磁场，但是电流方向与磁场方向平行，C对，D错．

答案：

ABC

3．（多选）关于磁感线的性质和概念，下列说法中正确的是（　　）

A．磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向

B．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线

C．磁感线总是从磁体的N极指向S极

D．磁场中任意两条磁感线均不相交

解析　磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，A项对；

利用碎铁屑在磁场中被磁化的性质，可显示磁感线的形状，但它排成的曲线本身不是磁感线，磁感线是假想曲线，B项错；

磁感线在磁体外部由N极指向S极，但在内部却是由S极指向N极，即磁感线是闭合曲线，C项错；

假设两条磁感线可以相交，过交点作曲线的切线，将有两个不同的方向，而同一点的磁场方向只能有一个．故任意两条磁感线均不相交，D项对．

答案　AD

第7题图

4．如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量φa、φb的大小关系为（　　）

A．φa＞φb

B．φa＜φb

C．φa＝φb

D．无法比较

　7.A　【解析】由于磁感线是闭合曲线，而穿过圆环的磁通量为合磁通量，故b“抵消”的多，故φa＞φb.

5．如图是一个用均匀金属导线做成的圆环，A、B是圆环直径的两个端点，当电流I从A点流入，从B点流出时，在环中心处的磁场方向是（　　）

第10题图

A．在圆环所在的平面内，且指向B

B．垂直圆环平面，且指向纸外

C．垂直圆环平面，且指向纸内，

D．磁感应强度为零，无方向

　10.D　【解析】电流从A流入圆环，分两条路流过圆环再在B处流出，则由安培定则判断上半圆在O点产生的磁场垂直纸

面向里；

下半圆在O点产生的磁场垂直纸面向外，又再为磁场是矢量，可叠加，上下半圆产生的磁场大小相等，方向相反，所以O点磁感应强度为零，无方向．

6.两通电

第13题图

直导线平行放置，电流分别为I1、I2，方向如图所示．在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上．这四点的磁感应强度可能为零的是（　　）

A．a和bB．b和c

C．c和dD．a和d

　13.A　【解析】用安培定则判断出I1、I2磁感线的方向，再用磁感应强度的矢量合成即可解出正确选项．

7．如图所示，一带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（　　）

A．N极竖直向上　　　　B．N极竖直向下

C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右

【解析】负电荷的运动方向是电流的反方向，根据右手螺旋定则，在环形电流内部的磁场方向是水平向左，小磁针N极的指向是磁场的方向，所以N极应该沿轴线向左．

【答案】C

8．如图3－3－18所示为磁场、磁场作用力演

图3－3－18

示仪中的赫姆霍兹线圈，在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时（　　）

A．小磁针N极向里转

B．小磁针N极向外转

C．小磁针在纸面内向左摆动

D．小磁针在纸面内向右摆动

选A.由安培定则可知，小磁针处的磁感线方向垂直纸面向里，所以小磁针N极将指向里，故A正确.

9．如图3－3－24所示，两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离．当同时给两个线圈同方向电流时，两导线环将（　　）

图3－3－24

A．吸引B．排斥

C．保持静止D．边吸引边转动

选A.两环形电流等效成小磁针，根据磁极间的相互作用可知，两者相吸，A对．

10.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（　　）

A．带负电B．带正电

C．不带电D．无法确定

1.答案：

A

根据地球旋转方向及地磁场的分布，地理南极是地磁场北极，地球自转方向自西向东，用右手定则可判断地球带负电．

11.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是（　　）

A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的

B.磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直

C.磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直

D.磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直

由左手定则可知，安培力方向一定既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，但电流方向与磁场方向不一定垂直。

D

12．如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°

.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力（　　）

A．方向沿纸面向上，大小为（＋1）ILB

B．方向沿纸面向上，大小为（－1）ILB

C．方向沿纸面向下，大小为（＋1）ILB

D．方向沿纸面向下，大小为（－1）ILB

【解析】该导线可以用a和d之间的直导线长为（＋1）L来等效代替，根据F＝BIl，可知大小为（＋1）BIL，方向根据左手定则，A正确．

【答案】A

13.如图所示，直角坐标系Oxyz处于匀强磁场中，有一条长0.6m的直导线沿Ox方向通有大小为9A的电流，受到的安培力沿Oz方向，大小为2.7N，则该磁场可能的方向和磁感应强度B的最小值为（　　）

A.平行于xOy平面，B＝0.5T

B.平行于xOy平面，B＝1.0T

C.平行于yOz平面，B＝0.5T

D.平行于xOz平面，B＝1.0T

由左手定则可知，F垂直于I与B决定的平面，且当B与I垂直时，B的值最小.由此可以判断出选项A、C正确.

AC

14.如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线ab固定小动，导线cd能自