磁与现代科技

会计学1磁与现代科技第1页/共43页1.穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度。2．把磁场中穿过磁场某一面积S的磁感线条数称为穿过该面积的磁通量。3．磁在现代科技中有磁记录和磁悬浮列车两大主要应用。第2页/共43页第3页/共43页第4页/共43页[自学教材]1.定义穿过

于磁感线的

的

等于该处的磁感应强度，符号用B表示。

2．单位在国际单位制中，磁感应强度的单位是

，简称

。符号是

。1T＝1N/(A·m)。垂直单位面积磁感线条数特斯拉特T第5页/共43页3．方向

B是

，其方向就是磁场方向，即小磁针静止时

极所指的方向。也是小磁针

受力的方向。矢量NN极第6页/共43页4．匀强磁场

(1)定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度

和

都相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。

(2)特点：①B

相等。②磁感线是

且

的一组

。大小方向处处平行等间距平行直线第7页/共43页(3)实例：距离

的两个

磁极之间的磁场除边缘部分外可以认为是匀强磁场；长直通电螺线管

(除两端附近)的磁场也是匀强磁场。如图5－3－1所示：很近异名内部图5－3－1第8页/共43页5．磁场的叠加如果空间有几个磁场

存在，它们的磁场就互相叠加，这时某点的磁感应强度就等于各磁场在该点的磁感应强度的

。同时矢量和第9页/共43页[重点诠释]1．磁感应强度的物理意义磁感应强度描述了磁场力的性质。磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流产生力的作用。磁场中某一点的磁感应强度由磁场自身决定，与放入的磁极或电流无关。第10页/共43页2．磁感应强度与电场强度的比较第11页/共43页电场磁场物理量的性质矢量矢量方向正检验电荷所受电场力的方向小磁针静止时N极所指的方向检验存在的方法放入检验电荷放入小磁针或通电导线第12页/共43页1．下列说法中正确的是 (

)A．通过某面的磁感线条数为零则此面处磁感应强度一定为零B．空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向C．平行放置的两条形磁铁间异名磁极间的磁场为匀强磁场D．磁感应强度为零，则放在该处的某面通过的磁感线条数不一定为零第13页/共43页解析：磁感应强度反映磁场的强弱和方向，它的方向就是该处磁场的方向，故B正确；磁感应强度为零，放在该处的某面就无磁感线穿过，故D错误；但是若某面无磁感线穿过，可能磁场很强而平面平行于磁场放置导致磁感线穿过该面的条数为零，所以A不正确；两平行放置异名磁极间的磁场不是匀强磁场，近距离两异名磁极间的磁场才是匀强磁场。答案：B第14页/共43页第15页/共43页[自学教材]1．定义磁场中穿过某一面积的磁感线条数叫做穿过这个面积的磁通量。

2．匀强磁场中磁通量的计算在磁感应强度为B的匀强磁场中，穿过与磁场方向垂直、面积为S的平面的磁通量是：Φ＝BS，其中Φ表示磁通量。如果面积S与磁场不垂直，若S与垂直于B的平面的夹角为α，磁通量为Φ＝BScosα。

第16页/共43页3．单位在国际制单位制中是

，简称

，符号：

,1Wb＝1T·m2。

4．标量磁通量是一个只用大小就能描述的物理量，是

。韦伯韦Wb标量第17页/共43页第18页/共43页[重点诠释]

磁通量变化的理解

(1)磁通量的变化就等于末态的磁通量Φ2减去初态的磁通量Φ1，即：ΔΦ＝Φ2－Φ1。

[注意]

若规定Φ1的穿过方向为正，如果Φ2的方向与Φ1同向则取正值，反向则取负值。第19页/共43页(2)根据公式Φ＝BScosα知，磁通量的变化一般有下列三种情况：①磁感应强度B不变，投影面积S变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B·ΔS；②磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变，则穿过回路中的磁通量的变化是：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝ΔB·S；③磁感应强度B和有效面积S同时发生变化的情况，则ΔΦ＝Φ2－Φ1。第20页/共43页2．关于磁通量的说法，正确的是 (

)A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感应强度越大C．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D．磁通量就是磁感应强度第21页/共43页

解析：磁通量是标量，没有方向，故A错误；由Φ＝BS可知，Φ大，B不一定大，可能是由于S较大造成的，故B错误；由Φ＝BS⊥知，当S与B平行时，S⊥＝0，Φ＝0，但B不为零，故C正确；Φ和B是两个不同的物理量，故D错。答案：C第22页/共43页第23页/共43页1.记录与磁

(1)应用：磁记录可以用来记录声音、影像，也可以用来记录其他信息。磁记录可以应用到

、电视、

和太空船的信息记录和传送上。

(2)原理：磁记录利用

，读取信息利用

原理。电脑人造卫星电流的磁效应电磁感应第24页/共43页2．交通与磁

(1)应用：磁技术在交通中的应用是制成了

。

(2)形式：磁悬浮列车有

方式和

方式两种形式。

(3)原理：运用磁铁“同性

，异性

”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”。磁悬常导电磁铁吸引浮列车超导电磁铁相斥相斥相吸第25页/共43页3．录音机在磁带上录制声音，计算机在磁盘上写数据利用的原理是 (

)A．前者是电生磁现象，后者是磁生电现象B．前者是磁生电现象，后者是电生磁现象C．都是电生磁现象D．都是磁生电现象第26页/共43页解析：录音机的磁带和计算机的磁盘都是利用电流变化而产生磁的现象，故选项C正确。答案：C第27页/共43页第28页/共43页第29页/共43页图5－3－2[例1]

如图5－3－2所示，三根通电直导线垂直于纸面放置，位于b、c、d处，通电电流大小相同，方向如图所示。a位于bd中点且ac＝ab，则a点的磁感应强度方向是 (

)第30页/共43页A．垂直纸面指向纸里

B．垂直纸面指向纸外

C．沿纸面由a指向bD．沿纸面由a指向c[思路点拨]

空间存在三个电流共同激发的磁场，由安培定则和叠加原理来判断。第31页/共43页[解析]磁感应强度为矢量，利用右手螺旋定则将每一根通电导线周围的磁场情况判断清楚，明确每根导线在a处产生的磁场方向，然后用平行四边形定则求出磁感应强度方向。根据安培定则：b、d两根导线在a点形成的磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，磁感应强度为零，故a点磁场就由通电导线c来决定。根据安培定则判断出a点处的磁场，磁感应强度方向应为沿纸面由a指向b，正确选项为C。[答案]

C第32页/共43页

在求解电流磁场的叠加问题时，应用的知识点有安培定则和平行四边形定则，用安培定则判断出各个电流产生的磁场的方向，再用平行四边形定则求解磁感应强度的矢量和。第33页/共43页图5－3－3上题中，若三条导线都通有垂直纸面向里的电流，则构成等边三角形放置，如图5－3－3所示。若每根通电导线在三角形的中心O产生的磁感应强度大小为B0。中心O处磁感应强度的大小为________。第34页/共43页

解析：磁感应强度是矢量，所以三角形的中心O处的磁感应强度就为三个直线电流在O点产生磁场的合成。本题就是根据直线电流的磁场特点，把磁场中的这一点O与直线电流所在处的点(或A、或B、或C)的连线为半径，作此半径的垂线，垂线的方向指向由安培定则所确定的方向。图中三个磁场方向就是这样确定的，确定第35页/共43页直线电流磁场中任何一点的磁场方向均取此种方法。直线电流的磁场是以直线电流为中心的一组同心圆，中心O点处三个直线电流的磁场方向如图所示，由于对称性，它们互成120°角，由于它们的大小相等，均为B0，根据矢量合成的特点，可知它们的合矢量为零。答案：0第36页/共43页第37页/共43页图5－3－4[例2]

如图5－3－4所示，矩形线圈的面积为S，置于磁感应强度为B、方向水平向右的匀强磁场中，开始时线圈平面与磁场垂直。求线圈平面在下列情况下的磁通量的变化量：

(1)转过90°；

(2)转过180°。

[思路点拨]

磁通量可根据Φ＝BScosα进行计算，计算磁通量的变化量时应注意磁通量为双向标量。第38页/共43页[解析]

(1)设线圈平面的法线方向与B的方向相同，即水平向右，并顺时针转动，根据Φ＝BScosα(α为线圈平面的法线方向与磁感应强度方向间的夹角)，当转过90°时，磁通量的变化量为ΔΦ1＝BS－0＝BS。(2)当转过180°时，磁通量的变化量为ΔΦ2＝BS－BScos180°＝2BS。

[答案]

(1)BS

(2)2BS第39页/共43页

此题考查了公式Φ＝BScosα的应用。(1)磁通量为双向标量，转过180°后的磁通量与转前的磁通量绝对值相等但符号相反。(2)当平面面积不变而转过180°时，磁通量的变化量为ΔΦ