选修3-1 第三章 磁场§1 描述磁场的基本概念 安培力

选修3-1第三章磁场§1描述磁场的基本概念安培力一、基本概念1.磁场⑴产生：磁极周围有磁场；电流周围有磁场（奥斯特）；变化的电场在周围空间产生磁场。（2）方向：小磁针N极的受力方向、小磁针静止时N极所指方向、磁感线的切线方向.（3）基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用.（4）磁现象的电本质：由安培分子电流假说可知，磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是有电荷的运动产生的.2.磁感线：为了形象描述磁场而引入的一族假象的曲线.磁感线是闭合曲线.电流产生的磁场的磁感线方向由安培定则（右手螺旋定则）判定.熟记常见的几种磁场的磁感线：地球磁场通电直导线周围磁场通电环行导线周围磁场3.磁感应强度：（1）定义式：B=F/IL（条件是匀强磁场中，或ΔL很小，并且L⊥B）。（2）B与放入磁场的导线的长短、电流强度及所受的安培力无关.（3）磁感应强度B是矢量，注意它的方向不是该处电流的受力方向.（4）单位是特斯拉，符号为T，1T=1N/（Am）=1kg/（As2）4、.磁通量如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S，则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ表示。Φ是标量，但是有方向（进该面或出该面）。单位为韦伯，符号为Wb。1Wb=1Tm2=1Vs=1kgm2/（As2）。可以认为穿过某个面的磁感线条数就是磁通量。在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下，B=Φ/S，所以磁感应强度又叫磁通密度。在匀强磁场中，当B与S的夹角为α时，有Φ=BSsinα。二、安培力（磁场对电流的作用力）1、大小：在匀强磁场中F=ILBsinθ,θ为B、I的夹角.2、方向：用左手定则判定.3、注意点：①L是指等效长度，它等于导线两端点所连直线的长度②常用微元法判断通电导线所受安培力的方向.例1、在磁场中，某点磁感应强度的方向是：()A．放在该点通电直导线所受磁场力的方向B.放在该点正检验电荷所受磁场力的方向C.放在该点的小磁针静止时S极所指的方向D．通过该点的磁感线的切线方向例2、创新设计P135应用1例3、创新设计P136应用2磁场方向的确定和磁感应强度的叠加例4、创新设计P136（例1）例5、创新设计P1372例6、试判断下列通电导线的受力方向．×BI××××．．．．×BIB××××．．．．B××××．．．．××××．．．．试分别判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向．BFBF×B×F×B×F例7、创新设计P138应用1针对练习：1.下列单位与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是：（）A.韦伯/米2B.千克/（安·秒2）C.牛·秒/（库·米）D.伏·秒/米22．关于磁现象的电本质．以下叙述正确的是：()A.一切磁现象都源于电流场或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷通过磁场而发生的相互作用．B.根据安培分子电流假说，在外界磁场作用下，物体内部分子电流取向变得一致时，物体就被磁化，两端形成磁极.C.除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的.D.磁就是电，电就是磁，有磁必有电，有电必有磁.3．有一段通电直导线，长为1cm，电流为5A，把它放入磁场中某点受到的磁场力为N，则该点磁感应强度B的大小为()AB<2TB．B≤2T>2TD．B≥2T4．一束电子流沿水平面自西向东运动,在电子流的正上方一点P,由于电子运动产生的磁场在P点的方向上为()A．竖直向上B．竖直向下C．水平向南D．水平向北5.如图所示，线圈abcd边长分别为L1、L2，通过的电流为I，当线圈绕OO′轴转过θ角时（）A.通过线圈的磁通量是BL1L2cosθ边受安培力大小为BIL1cosθ边受的安培力大小为BIL2cosθD..通过线圈的磁通量是BL1L2sinθ6.如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以（）A.将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B.将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C.将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D.将a、c端接在交流电源的一端，b、d接在交流电源的另一端i7、已知北京地区地磁场的水平分量为×10－5T.若北京市一高层建筑安装了高100m的金属杆作为避雷针，在某次雷雨天气中，某一时刻的放电电流为105A，此时金属杆所受培力的方向和大小如何？i8、电视机显象管的偏转线圈示意图如右，即时电流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？§2、通电导线在安培力作用下的平动、转动和平衡问题图39-A4【例1】．如图3图39-A4A．不动

B．顺时针方向转动，同时靠近导线AB

C．逆时针方向转动，同时离开导线AB

D．逆时针方向转动，同时靠近导线AB【例2】如图所示，静止置于光滑桌面上的线圈中通有图示方向的电流，另一长直通电直导线垂直穿过环形线圈，被固定不动，直导线和线圈平面偏离直径AB的中心而且靠近B点．由此判断环形线圈的运动情况是()A．向左平移B．向右平移C．静止不动D．以AB为轴转动【例3】如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流，不计通电导线的重力，仅在磁场力作用下，导线将如何移动？SSNISN【例4】如图在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈（其平面在纸平面），当线圈中通有逆时针方向的电流时，线圈将怎样运动？SN方法归纳1：通电导线在安培力作用下的运动方向的判断创新设计P138方法指导【例5】安培秤如图所示，它的一臂下面挂有一个矩形线圈，线圈共有N匝，它的下部悬在均匀磁场B内，下边一段长为L，它与B垂直。当线圈的导线中通有电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；然后使电流反向，这时需要在一臂上加质量为m的砝码，才能使两臂再达到平衡。求磁感应强度B的大小。【例6】创新设计P139【例2】【例7】创新设计P139【例3】【例8】创新设计P1402方法归纳2：通电导线在安培力作用下的平衡问题创新设计P139方法指导四、针对训练：1.长为L，重为G的均匀金属棒一端用细线悬挂，一端搁在桌面上与桌面夹角为α，现垂直细线和棒所在平面加一个磁感应强度为B的匀强磁场，当棒通入如图所示方向的电流时，细线中正好无拉力.则电流的大小为_______A.2.如图所示，在两根劲度系数都为k的相同的轻质弹簧下悬挂有一根导体棒ab，导体棒置于水平方向的匀强磁场中，且与磁场垂直.磁场方向垂直纸面向里，当导体棒中通以自左向右的恒定电流时，两弹簧各伸长了Δl1；若只将电流反向而保持其他条件不变，则两弹簧各伸长了Δl2，求：（1）导体棒通电后受到的磁场力的大小?（2）若导体棒中无电流，则每根弹簧的伸长量为多少?3．如图长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为（）A．BILB．BIdcosθC．BId/sinθD．BIdsinθ4．（1999广东高考）如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框边长为l.线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，在图中垂直纸面向里.线框通以电流I，方向如图所示.开始时线框处于平衡状态.令磁场反向，磁感应强度大小仍为B，线框达到新的平衡.在此过程中线框位移的大小△x=,方向.5．如图39-B9所示，铜棒ab长0．1m，质量为6×10－２kg，两端与长为1m的轻铜线相连．静止于竖直平面上．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度Ｂ＝0．5T．现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动．已知最大偏转角为37°，则在此过程中铜棒的重力势能增加了________J；通电电流的大小为________A．（不计空气阻力，ｇ取10ｍ／ｓ２）6．电磁泵是应用磁场力来输送导电液体(如液态金属、血液等)的装置，它不需要机械活动组件．