教案1磁场理论

1、磁场 电流电流 电荷的运动电荷的运动 相同相同 磁感应强度 平行四边形平行四边形 磁感线 切线切线 切线切线 一、几种常见的磁场一、几种常见的磁场（1）、）、直线电流直线电流的磁场的磁场直线电流磁场的磁感线直线电流磁场的磁感线 是以导线上的各点为圆心的同心圆是以导线上的各点为圆心的同心圆,且在跟导线且在跟导线垂直的平面上垂直的平面上安培定则安培定则(1):右手握住导线右手握住导线,让伸直的拇指所指的让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向是磁感线环绕的方向.(右手螺旋定则右手螺旋定则)（2）、环形电流的磁场）、环形电

2、流的磁场环形电流磁场的磁感线安培定则安培定则(2):让让右手弯曲的四指与环形右手弯曲的四指与环形电流的方向一致电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向是环形导线轴线上磁感线的方向. 是一些绕环行导线的闭合曲线，在通电线圈的是一些绕环行导线的闭合曲线，在通电线圈的中心轴上，磁感线与通电线圈所在平面垂直。中心轴上，磁感线与通电线圈所在平面垂直。 纵截面图 横截面图 立体图 （3）通电螺线管的磁场）通电螺线管的磁场通电螺线管磁场的磁感线通电螺线管磁场的磁感线通电螺线管通电螺线管的磁场就是的磁场就是环形电流环形电流磁场的磁场的叠加叠加.所以环形电流的安培

3、定则也可以用来所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场判定通电螺线管的磁场,这时这时,拇指所指的方拇指所指的方向是螺线管向是螺线管内部内部的磁场的方向的磁场的方向. 通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似感线相似.内部近似一匀强磁场。内部近似一匀强磁场。立体图 纵截面图 横截面图 磁体的磁场磁体的磁场地磁场地磁场安培力安培力 BIL 左手定则左手定则 拇指拇指 左手定则：左手定则：伸开伸开左手左手，使拇指与其余四个手指使拇指与其余四个手指垂直垂直，并且都与手掌在，并且都与手掌在同一平面同一平面内；让内；让磁感线磁感线从掌心进入从掌心

4、进入，使，使四指指四指指向电流方向向电流方向；拇指所指拇指所指方向方向就是通电导线在磁就是通电导线在磁场中所受场中所受安培力方向安培力方向. .F、B、I 方向关系方向关系用学过的知识判断用学过的知识判断:反反向向电电流流相相互互排排斥斥同同向向电电流流相相互互吸吸引引FFF同同向向电电流流F反反向向电电流流ABBABBAA 洛伦兹力洛伦兹力运动运动 qvB 0 左手左手 洛伦兹力洛伦兹力 带电粒子在磁场中带电粒子在磁场中( (不计重力不计重力) )的运动的运动匀速直线匀速直线 匀速圆周匀速圆周 圆周圆周 向心向心 大大 洛伦兹力方向：洛伦兹力方向：伸开左伸开左手手, ,使拇指与其余四指使拇指

5、与其余四指垂直且处于同一平面内垂直且处于同一平面内; ;让磁感线从掌心进入让磁感线从掌心进入, , 四指指向电荷运动形成四指指向电荷运动形成等效电流的方向等效电流的方向, ,拇指拇指所指的方向就是电荷所所指的方向就是电荷所受洛伦兹力的方向受洛伦兹力的方向 伸开右手伸开右手,使使拇指与其余四指垂直拇指与其余四指垂直,并并且都与手掌在同一平面且都与手掌在同一平面内内;让让磁感线从掌心进入磁感线从掌心进入,拇指指向导体运动的方拇指指向导体运动的方向向,四指所指的方向就是四指所指的方向就是感应电流的方向感应电流的方向.安培定则、左手定则、右手定则的区别关键是抓住因果关系：1、因电而生磁（因电而生磁（I

6、 B） 安培定则安培定则2、因动而生电（、因动而生电（v、B I） 右手定则右手定则3、因电而受力（、因电而受力（I、B F） 左手定则左手定则 磁电式电流表的结构和工作原理磁电式电流表的结构和工作原理小结小结安培定则右手定则左手定则安培定则右手定则左手定则左手左手定则定则伸开伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，使四指指向电流方向；拇从掌心进入，使四指指向电流方向；拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受指所指方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向安培力方向. .伸开伸开右手右手,使拇指

7、与其余四指垂直使拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在并且都与手掌在同一平面内同一平面内;让磁感线从掌心进入让磁感线从掌心进入,拇指指向导体运拇指指向导体运动的方向动的方向,四指所指的方向就是感应电流的方向四指所指的方向就是感应电流的方向.在等边三角形的三个顶点在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。过流，方向如图。过c点的导线所受安培力的方向（点的导线所受安培力的方向（ C ）a与与ab边平行，竖直向上边平行，竖直向上b与与ab边平行，竖直向下边平行，竖直向下c与与ab边

8、垂直，指向左边边垂直，指向左边d与与ab边垂直，指向右边边垂直，指向右边 解析：解析：本题考查学生对直线电流周围磁场分布及电流在磁本题考查学生对直线电流周围磁场分布及电流在磁场中所受的安培力等基础知识的掌握情况。场中所受的安培力等基础知识的掌握情况。 导线导线a在在c处产生的磁场方向由安培定则可判断，即垂直处产生的磁场方向由安培定则可判断，即垂直ac向左下，同理导线向左下，同理导线b在在c处产生的磁场方向垂直处产生的磁场方向垂直bc向右下，则由向右下，则由平行四边形定则，过平行四边形定则，过c点的合磁场方向平行于点的合磁场方向平行于ab向下，根据左向下，根据左手定则可判断导线手定则可判断导线c

9、受到的安培力垂直受到的安培力垂直ab边，指向左边。边，指向左边。医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极血流计由一对电极a和和b以及磁极以及磁极N和和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间

10、会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160V，磁感应，磁感应强度的大小为强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为（的正负为（ ） A1.3m/s，a正、正、b负负 B2.7m/s ， a正、正、b负负 C1.3m/s，a负、

11、负、b正正 D2.7m/s ， a负、负、b正正解析：考查电场、磁场对运动电荷的作用力、电动势与电势差的关系，是由解析：考查电场、磁场对运动电荷的作用力、电动势与电势差的关系，是由3-1第第98页第页第3、4习题演变而来，是速度选择器、磁流体发电机（霍尔效应）习题演变而来，是速度选择器、磁流体发电机（霍尔效应）结合的命题；学生如何把题述转化为物理条件是解此题的关键。结合的命题；学生如何把题述转化为物理条件是解此题的关键。 依据左手定则，正离子在磁场中受到洛伦兹力作用向上偏，负离子在磁依据左手定则，正离子在磁场中受到洛伦兹力作用向上偏，负离子在磁场中受到洛伦兹力作用向下偏，因此电极场中受到洛伦兹

12、力作用向下偏，因此电极a、b的正负为的正负为a正、正、b负；当稳定时，负；当稳定时，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，则血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，则 可得可得 A正确。正确。如图所示，一导体圆环位于纸面内，如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心为圆心。环内两个圆心角为角为90的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕可绕O转动，转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。杆杆OM以匀角速度逆时针转动，以匀角速度逆时针转动，t=0时恰好在图示位置。规定从时恰好在图示位置。规定从a到到b流经电阻流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从则杆从