磁现象和磁场强度计算概述

1、磁现象和磁场强度计算概述东汉王充在论衡中写道：“司南之杓,投之于地,其柢指南”最初发现的磁体是被称为“天然磁石”的矿物,其中含有主要成分为Fe3O4,能吸引其他物体,很像磁铁电磁炉电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物。 磁悬浮列车磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，

2、排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。1.磁性：能够吸引铁质物体的性质2.磁体：具有磁性的物体叫磁体3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极小磁针静止时 指南的磁极叫做南极,又叫S极; 指北的磁极叫做北极,又叫N极4.磁极间的相互作用: 同名磁极相斥，异名磁极相吸复习回顾【问题】 磁体之间是通过什么发生相互作用的呢?【联想】 电荷之间是通过什么发生相互作用的呢?电荷之间的相互作用是通过电场发生的磁体之间的相互作用是通过磁场发生

3、的电场和磁场一样都是一种物质一、磁场【问题】 是否只有磁铁周围才存在磁场? 磁体磁体磁场1.磁体周围空间存在的一种特殊物质。磁场和电场一样都是一种客观物质,是客观存在的,看不见摸不着,但是很多磁现象感知了它的存在.在同一空间区域,可以有几个磁场共同占有,实物做不到2、电流的磁效应奥斯特实验1.磁体周围空间存在的一种特殊物质。一、磁场磁体磁体磁场2.电流的磁效应： 电流能在周围空间产生磁场.磁铁不是磁场的唯一来源.结论： 磁体对通电导体有力的作用问题： 磁体和通电导体之间的相互作用力是通过什么发生的呢？3.磁场与电流之间的相互作用问题： 磁体和通电导体之间的相互作用力是通过什么发生的呢？磁体电流

4、磁场 1.性质： 磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。 （磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的）2.磁场的方向：小磁针静止时N极所指的方向（与放在磁场中某点小磁针N极的受力方向相同）二、磁场的基本性质三、地磁场1.地球是一个巨大的磁体2.地球周围空间存在的磁场叫地磁场3.地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近,但两者并不完全重合,它们之间的夹角称为磁偏角4.磁偏角的数值在地球上不同地方是不同的下列关于磁场的说法中,正确的是 ( )A磁场跟电场一样,是人为假设的B磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场C指南针指南说明地球周围有磁

5、场D磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的 BCD3.2磁感应强度如何描述磁场的强弱和方向呢?电场电场力FF/q表示电场的强弱电荷q磁场磁场力F磁场的强弱电流磁体电场强度E磁场强度磁感应强度描述磁场的强弱和方向电场正试探电荷的受力方向磁场磁体或电流的受力方向小磁针N极的受力方向1、磁感应强度的方向物理学规定：小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向，规定为该点的磁场方向, 即磁感应强度的方向观察小磁针北极指向归纳方向 不能.因为N极不能单独存在。小磁针静止时所受的合力为零，因而不能用测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小问题：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来

6、研究?问题：磁场不仅能对磁体有作用力,还对通电导体有作用力.能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱?电流元：很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL.方法：用检验电流元来研究磁场强弱 思考：通电导线受到的磁场力与哪些因素有关?导线长度、电流大小、磁场的不同、放置的位置（导线与磁场方向平行、垂直及任意夹角受力情况不同）（演示方向问题）实验方案2、磁感应强度的大小理想模型实验方法:控制变量法逻辑推理F LF IF ILF = BIL精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度L 成正比，又与导线中的电流I 成正比，即与I和L的乘积 IL 成正比。（2）不同磁场

7、中，比值F/IL一般不同;（1）同一磁场中 ，比值F/IL为恒量；F IL三.磁感应强度1、定义：3、单位：4、方向：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,国际符号是T1T=1N/Am磁感应强度是矢量, 方向与该点磁场的方向一致2、定义式：3.3几种常见的磁场复习回顾：1、 为描述磁场的强弱和方向，我们引入了什么物理量？磁感应强度 B2、电场线可以形象的描述电场强度E的大小和方向，那么我们怎样形象地描述磁感应强度的大小和方向呢？一. 磁感线 将一个小磁针放在磁场中某一点,小磁针静止时,北

8、极N所指的方向,就是该点的磁场方向.【问题】磁场中各点的磁场方向如何判定呢? 一. 磁感线 如何形象地描述磁场中各点的磁场方向? 磁感线是在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。ABC1、定义：外部从N到S，内部从S到N形成闭合曲线2、几种常见的磁场：1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：条形磁铁蹄形磁铁直线电流，环形电流，通电螺线管的磁场磁感线分布有什么特点？它们遵循什么定则呢？安培定则除了磁铁,直线电流、环形电流、通电螺线管的周围空间也能产生磁场左视图2）直线电流的磁场的磁感线：安培定则(1):右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,

9、弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向.(右手螺旋定则)俯视图表示垂直于纸面向里表示垂直于纸面向外3）环形电流的磁场的磁感线安培定则(2):让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,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.4）通电螺线管的磁场的磁感线通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加.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,这时,拇指所指的方向是螺线管内部的磁场的方向.I通电螺旋管周围磁感线等效安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺旋管北极）3、磁感线的特点 (1)磁感线是假想的，

10、不是真实的(2)磁感线是闭合曲线。在磁体的外部磁感线由N极发出，回到S极。在磁体的内部磁感线则由S极指向N极 (4)磁感线的疏密表示磁场的强弱(3)磁感线不能相交或相切(5)磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向 在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向XBC如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的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.向右飞行的负离子束D.向左飞行的负离子束如图，当电流通过线圈时，磁针A的N极指向哪里？磁针B的N极指向哪里？IAB磁针A的N极指向外磁针B的N极指向里

11、 如图所示,a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧,当这些小磁针静止时,小磁针N极的指向是 （ ）A a、b、c均向左 B a、b、c均向右C a向左,b向右,c向右 D a向右,b向左, c向右C 如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿y轴正向运动，则由此产生的在z轴上A点和x轴上B点的磁场方向是（ ）A.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴负方向B.A点磁场沿x轴负方向，B点磁场沿z轴正方向C.A点磁场沿z轴正方向，B点磁场沿x轴负方向D.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴正方向A磁体为什么会有磁性？法国学者安培提出了著名的分子电流假说在原子、分子等物质微粒的内部,

12、存在着一种电流-分子电流.分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极NS4、安培分子电流假说NS利用安培的假说解释一些磁现象安培分子电流假说意义1.成功的解释了磁化现象和磁体消磁现象2.安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系3.安培的分子电流假说揭示了磁性的起源，认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是( )A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性 B一根软

13、铁棒在磁场中被磁化.是因为( )A软铁棒中产生了分子电流B软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章C软铁棒中分子电流消失了D软铁棒中分子电流取向变得大致相同D5、匀强磁场磁场强弱、方向处处相同的磁场磁感线分布特点:匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线常见的匀强磁场:1.相隔很近的两个异名磁极之间的磁场2.通电螺线管内部的磁场I3.相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场。在某一磁场中放了两个小磁针,发现这两个小磁针仅在磁场力的作用下成如图所示的平行反向,则该磁场可能由下列哪些来产生 ( ) A条形磁铁 B两个靠得很近的异名磁极间存在的磁场C通电直导线D通电螺线管ACDA一定通有由a

14、到b的电流B一定通有由b到a的电C可能没有电流流过D可能通有由a到b的电流 长直螺线管内有一个可自由转动的小磁针,静止时如图所示,则螺线管中( )CD实验室有一旧的学生直流电源,输出端的符号 模糊不清,无法辨认正、负极,某同学设计了下面的判断电源极性的方法:在桌面上放一个小磁针,在磁针东面放螺线管,如图所示,闭合开关后,磁针指南的一端向东偏转,下列判断中正确的是 （ ）A电源的A端是正极.在电源内电流由A流向BB电源的A端是正级.在电源内电流由B流向AC电源的B端是正极,在电源内电流由A流向BD电源的B端是正极,在电源内电流由B流向AC 如图所示，弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是（ ）A.若将a接电源正极，b接负极， 弹簧秤的示数将减小B.若将a接电源正极，b接负极， 弹簧秤的示数将增大C.若将b接电源正极，a接负极， 弹簧秤的示数将增大D.若将b接电源正极，a接负极， 弹簧秤的示数将减小AC假设地球的磁场是由于地球带某种电荷而又绕地轴自