第八章-磁-場(chǎng)-第1課時(shí)-磁場(chǎng)及其描述課件

(3)方向:小磁針靜止時(shí)

的指向.3.安培的分子電流假說 安培認(rèn)為,在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部,存在著一種

——分子電流.分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于

(如圖1所示).N極環(huán)形電流兩個(gè)磁圖12.磁感應(yīng)強(qiáng)度

(1)物理意義:描述磁場(chǎng)

. (2)大小:B=(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)). 強(qiáng)弱和方向極 (3)方向:小磁針靜止時(shí)的指向.N極環(huán)形電流兩個(gè)磁1二、磁感線及幾種常見的磁場(chǎng)分布1.磁感線:在磁場(chǎng)中畫出一些曲線,使曲線上每一點(diǎn)的

方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致.2.幾種常見的磁場(chǎng)

(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(如圖2所示)切線圖2二、磁感線及幾種常見的磁場(chǎng)分布切線圖22(2)幾種電流周圍的磁場(chǎng)分布越弱最強(qiáng)越弱(2)幾種電流周圍的磁場(chǎng)分布越弱最強(qiáng)越弱3第八章-磁-場(chǎng)-第1課時(shí)-磁場(chǎng)及其描述課件4(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng):在磁場(chǎng)的某些區(qū)域內(nèi),磁感線為

的平行線,如圖3所示.同向、等密圖3(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng):在磁場(chǎng)的某些區(qū)域內(nèi),磁感線為同向5(4)地磁場(chǎng)①地磁場(chǎng)的N極在地球

附近,S極在地球

附近,磁感線分布如圖4所示.②地磁場(chǎng)B的水平分量(Bx)總是從地球

指向

,而豎直分量(By)則南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.南極北極圖4南極北極(4)地磁場(chǎng)南極北極圖4南極北極6③在赤道平面上,距離地球表面高度相等的各點(diǎn),磁感應(yīng)強(qiáng)度

,且方向水平

.相等向北名師點(diǎn)撥(1)應(yīng)用安培定則判斷直線電流的磁場(chǎng)方向和判斷環(huán)形電流的磁場(chǎng)方向時(shí),四指、大拇指指向的意義正好相反.(2)磁場(chǎng)是分布在立體空間的,要熟練掌握常見磁場(chǎng)的磁感線的立體圖和縱、橫截面的畫法.③在赤道平面上,距離地球表面高度相等的各點(diǎn),磁相等向北名師點(diǎn)7熱點(diǎn)一磁感線和電場(chǎng)線的比較

熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)一磁感線和電場(chǎng)線的比較熱點(diǎn)聚焦8特別提示雖然磁感線和電場(chǎng)線的疏密都能形象地表示相應(yīng)場(chǎng)的強(qiáng)弱,但應(yīng)注意:(1)只有在同一個(gè)圖中才能根據(jù)磁感線或電場(chǎng)線的疏密判定各處相應(yīng)場(chǎng)的強(qiáng)弱.(2)沒有畫出磁感線或電場(chǎng)線的地方并不表示那里沒有磁場(chǎng)或電場(chǎng)存在.特別提示9熱點(diǎn)2對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=

的理解1.磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定,就像電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身決定一樣,跟該位置放不放通電導(dǎo)線無關(guān).2.不能根據(jù)公式B=就說B與F成正比,與IL成反比.3.磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式也是其度量式,但用來測(cè)量的小段通電導(dǎo)線必須垂直放入磁場(chǎng),如果小段通電直導(dǎo)線平行放入磁場(chǎng),所受安培力為零,但不能說該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零.

4.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,其方向是放入其中的小磁針靜止時(shí)N極的指向,不是磁場(chǎng)中電流所受磁場(chǎng)力的方向,而是與受到磁場(chǎng)力的方向垂直.熱點(diǎn)2對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=的理解105.磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較 電場(chǎng)強(qiáng)度E是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量,磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量.這兩個(gè)物理量比較如下表所示:5.磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較11第八章-磁-場(chǎng)-第1課時(shí)-磁場(chǎng)及其描述課件12特別提示由上表可以看出,磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度有很多相似之處,但更應(yīng)注意兩者的區(qū)別:（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和電荷受力方向相同或相反,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電流受力方向垂直.(2)電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力,而電流在磁場(chǎng)中不一定受磁場(chǎng)力.

特別提示13題型1安培定則的應(yīng)用【例1】

如圖5所示,直導(dǎo)線AB、 螺線管C、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn),

它們的磁場(chǎng)互不影響,當(dāng)開關(guān)S閉合 后,則小磁針的北極N(黑色一端)指 示出磁場(chǎng)方向正確的是() A.a、c B.b、c C.c、d D.a、d

根據(jù)安培定則判斷直導(dǎo)線AB、螺線管C和電磁鐵D周圍的磁場(chǎng)方向,再根據(jù)小磁針靜止時(shí)N極的指向就是磁場(chǎng)的方向確定選項(xiàng).題型探究圖5思路點(diǎn)撥題型1安培定則的應(yīng)用題型探究圖5思路點(diǎn)撥14解析

據(jù)安培定則判斷出(1)AB直導(dǎo)線磁場(chǎng)在小磁針a所在位置垂直紙面向外,所以磁針a的N極指向正確;(2)C左側(cè)為N極,內(nèi)部磁場(chǎng)向左,所以磁針c的N極指向正確,磁針b的N極指向不對(duì);(3)D左為S極,右為N極,所以磁針d的N極指向也不正確.答案

A規(guī)律總結(jié)

在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”,在判定直線電流的磁場(chǎng)方向時(shí),大拇指指“原因”——電流方向,四指指“結(jié)果”——磁場(chǎng)繞向;在判定環(huán)形電流磁場(chǎng)方向時(shí),四指指“原因”——電流繞向,大拇指指“結(jié)果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向.解析據(jù)安培定則判斷出(1)AB直導(dǎo)線磁場(chǎng)在小磁針a所在位15變式練習(xí)1

如圖6所示是云層之間閃電的模擬圖,圖中A、B是位于南、北方向帶有電荷的兩塊陰雨云,在放電的過程中,在兩云的尖端之間形成了一個(gè)放電通道,發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里,S極轉(zhuǎn)向紙外,則關(guān)于A、B帶電情況的說法中正確的是

( )A.帶同種電荷 B.帶異種電荷C.B帶正電 D.A帶正電解析

A、B放電相當(dāng)于通電直導(dǎo)線,小磁針在通電直導(dǎo)線的上方,根據(jù)題意可以判斷上方磁場(chǎng)方向指向紙里,因此可以判斷放電電流由北向南,即A帶正電,B帶負(fù)電.

圖6BD變式練習(xí)1如圖6所示是云層之間閃電的模擬圖,圖中A、B是16題型2磁場(chǎng)的疊加問題【例2】

三根平行的直導(dǎo)線,分 別垂直地通過一個(gè)等腰直角 三角形的三個(gè)頂點(diǎn),如圖7所示.

現(xiàn)在使每條通電導(dǎo)線在斜邊中 點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 均為B.則該處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如何?圖7題型2磁場(chǎng)的疊加問題圖717思維導(dǎo)圖安培定則三個(gè)電流到O點(diǎn)的距離三個(gè)電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與方向三個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加O處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向思維導(dǎo)圖安培定則三個(gè)電流到O三個(gè)電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與方18解析

根據(jù)安培定則,I1與I3在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同,I2在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與它們相垂直.由B1、B2、B3大小相等均為B可知,O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0==B,方向在三角形面內(nèi)與斜邊夾角θ=arctan2.如右圖所示.答案

B,方向與三角形斜邊夾角θ=arctan2方法提煉

空間中磁場(chǎng)疊加,在某一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向即該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向只有一個(gè),即合磁場(chǎng)方向,應(yīng)用平行四邊形定則來求.

解析根據(jù)安培定則,I1與I3在O點(diǎn)方法提煉19變式練習(xí)2

如圖8所示,一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在以導(dǎo)線截面的中心為圓心,r為半徑的圓周上有a、b、c、d四個(gè)點(diǎn).已知a點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,則下列敘述正確的是()A.直導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里圖8B.b點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為T,方向斜向右下方,與B

的夾角為45°C.c點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度也為0D.d點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度與b點(diǎn)相同變式練習(xí)2如圖8所示,一根通圖8B.b點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度20解析

a點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,是直線電流在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度與勻強(qiáng)磁場(chǎng)在該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和為0,所以直線電流在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1

T,方向向左,由安培定則可得直導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里,由于圓周上各點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離相同,所以直線電流在圓周上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為1

T,但方向不同,在b處向上,在c處向右,在d處向下,則b、c、d三處的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為

T,方向斜向右上方與B成45°夾角;2

T,方向向右;

T,方向斜向右下方與B成45°夾角,選項(xiàng)A、B正確.

答案

AB解析a點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,是直線電流在a處c、d三處21題型3“類比法”理解磁場(chǎng)的性質(zhì)【例3】磁鐵有N、S兩極,跟正負(fù)電荷有很大的相似性,人們假定在一根磁棒的兩極上有一種叫做“磁荷”的東西,N極上的叫做正磁荷,S極上的叫做負(fù)磁荷,同號(hào)磁荷相斥,異號(hào)磁荷相吸.當(dāng)磁極本身的幾何線度遠(yuǎn)比它們之間的距離小得多時(shí),將其上的磁荷叫做點(diǎn)磁荷.磁的庫侖定律是:兩個(gè)點(diǎn)磁荷之間的相互作用力F沿著它們之間的連線,與它們之間的題型3“類比法”理解磁場(chǎng)的性質(zhì)22(比例系數(shù)k=10-7

Wb/(A·m)).同一根磁鐵上的兩個(gè)點(diǎn)磁荷的磁極強(qiáng)度可視為相等,磁荷的位置可等效地放在圖9(a)中的c、d兩點(diǎn),兩點(diǎn)相距為L,用上述兩根相同的質(zhì)量為M的圓柱形永久磁鐵可以測(cè)出磁極強(qiáng)度qm,如圖(b),將一根磁棒固定在光滑的斜面上,另一的相互作用力F沿著它們之間的連線,與它們之間的距離r的平方成反比,與它們磁荷的數(shù)量(或稱磁極強(qiáng)度)qm1、qm2成正比,用公式表示為:F=.(比例系數(shù)k=10-7Wb/(A·m)).同一根磁鐵上的兩23圖9根與之平行放置的磁棒可以自由上下移動(dòng).調(diào)節(jié)斜面的角度為θ時(shí),兩磁鐵間的距離為d,活動(dòng)磁鐵剛好靜止不動(dòng).由此可知磁極強(qiáng)度qm為多大?圖9根與之平行放置的磁棒可以自由上下移動(dòng).調(diào)節(jié)斜面的角度為θ24解析

如右圖所示,活動(dòng)磁棒受重力、支持力兩對(duì)同性磁荷的排斥力F1=①兩對(duì)異性磁荷的吸引力F2=②活動(dòng)磁棒受力平衡,在沿斜面方向上有:mgsinθ+2F2cosα=2F1③其中cosα=解析如右圖所示,活動(dòng)磁棒受重力、支持力25解得qm=④答案本題共16分.其中①②式各4分,③式5分,④式3分.【名師導(dǎo)析】類比法是物理學(xué)中常用的一種研究問題的方法,如萬有引力與庫侖力類比,本題將磁極間相互作用類比于電荷間相互作用,將磁極間的作用定量計(jì)算,命題視角新穎,對(duì)學(xué)生類比推理、遷移應(yīng)用能力要求較高.【評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】解得qm=26自我批閱(14分)半徑為r,電流為I1的通電圓環(huán)圓心a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在圓環(huán)下方距圓心a為L的地方水平放置一根電流為I2的無限長直導(dǎo)線MN時(shí),圓環(huán)圓心a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)榱?設(shè)圓環(huán)平面與長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)如圖10所示,求:圖10自我批閱圖1027(1)根據(jù)對(duì)稱性,直導(dǎo)線電流I2在導(dǎo)線正下方L處的b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是多少?方向如何?(2)如果把圓環(huán)平移到b點(diǎn),使圓環(huán)的圓心與b點(diǎn)重合,則圓環(huán)電流與直線電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是多少?方向如何?解析

(1)圓環(huán)電流在圓心a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外,加上直導(dǎo)線后,a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,說明直導(dǎo)線I2在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里.(4分)又因?yàn)閍、b兩點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離相等,因此,直導(dǎo)線I2在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外.(4分)

(1)根據(jù)對(duì)稱性,直導(dǎo)線電流I2在導(dǎo)線正下方L處的b點(diǎn)產(chǎn)生的28(2)當(dāng)把圓環(huán)平移到b點(diǎn)后,圓環(huán)在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向外;和直導(dǎo)線I2在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度合成后,可得:b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,方向垂直紙面向外.(6分)答案

(1)B垂直紙面向外(2)2B垂直紙面向外(2)當(dāng)把圓環(huán)平移到b點(diǎn)后,圓環(huán)在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,29素能提升1.下列說法正確的是 ( )A.一切電荷的周圍都存在磁場(chǎng)B.磁鐵吸引鐵棒,說明磁鐵周圍的磁場(chǎng)對(duì)鐵棒有力的作用,由于鐵棒周圍沒有磁場(chǎng),因而對(duì)磁鐵無磁力作用C.鐵棒內(nèi)分子電流取向變得大致相同時(shí),對(duì)外就顯出磁性D.沿磁感線的方向,磁場(chǎng)逐漸減弱素能提升1.下列說法正確的是 (30

解析

只有運(yùn)動(dòng)電荷周圍才有磁場(chǎng),故A錯(cuò)誤;磁鐵吸引鐵棒,鐵棒被磁化,其周圍也有磁場(chǎng),對(duì)磁鐵有磁力的作用,故B錯(cuò)誤;根據(jù)分子電流假說,當(dāng)物體內(nèi)分子電流取向大致相同時(shí),對(duì)外就顯出磁性,故C

正確;磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,故D錯(cuò)誤.

答案

C解析只有運(yùn)動(dòng)電荷周圍才有磁場(chǎng),故A錯(cuò)誤;磁鐵31B.電流元IL在磁場(chǎng)中受力為F,則磁感應(yīng)強(qiáng)度可能大 于或等于C.磁場(chǎng)中電流元受力大的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大D.磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,與電流元在此點(diǎn)的 受力方向相同2.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念,以下說法中不正確的有

( )A.電流元IL在磁場(chǎng)中受力為F,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定等于B.電流元IL在磁場(chǎng)中受力為F,則磁感應(yīng)強(qiáng)度可能大2.關(guān)于磁32解析

判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,需要在電流元受力最大的前提下進(jìn)行,選項(xiàng)A、B中的力F可能小于或等于最大受力,因此,磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能大于或等于

;電流元在磁場(chǎng)中受力與其放置方位有關(guān),因此電流元受力大的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大;磁場(chǎng)的方向規(guī)定為小磁針N極受力方向,與電流元受力方向不相同.

答案

ACD解析判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,需要在電流元受力最333.歐姆在探索通過導(dǎo)體的電流、電壓、電阻的關(guān)系時(shí)因 無電源和電流表,他利用金屬在冷水和熱水中產(chǎn)生電 動(dòng)勢(shì)代替電源,用小磁針的偏轉(zhuǎn)檢測(cè)電流,具體做法是:

在地磁場(chǎng)作用下處于水平靜止的小磁針上方,平行于 小磁針?biāo)椒胖靡恢睂?dǎo)線,當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流時(shí),小 磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn);當(dāng)通過該導(dǎo)線電流為I時(shí),小磁針偏轉(zhuǎn) 了30°,問當(dāng)他發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了60°,通過該直導(dǎo)線 的電流為(直導(dǎo)線在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)與通過直導(dǎo)線的 電流成正比)()A.2I B.3IC.I

D.無法確定

解析

設(shè)地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B地,電流磁場(chǎng)B=kI,kI=B地tan30°,kI′=

B地tan60°,kI′=3I,B正確.B3.歐姆在探索通過導(dǎo)體的電流、電壓、電阻的關(guān)系時(shí)因B344.如圖11所示,若一束電子沿y軸正 方向移動(dòng),則在z軸上某點(diǎn)A的磁場(chǎng) 方向應(yīng)該() A.沿x軸的正向

B.沿x軸的負(fù)向

C.沿z軸的正向

D.沿z軸的負(fù)向

解析

電子沿y軸正方向移動(dòng),相當(dāng)于電流方向沿y軸負(fù)方向移動(dòng),根據(jù)安培定則可判斷在z軸上A點(diǎn)的磁場(chǎng)方向應(yīng)該沿x軸的負(fù)方向.故選項(xiàng)B正確.

圖11B4.如圖11所示,若一束電子沿y軸正圖11B355.取兩個(gè)完全相同的長導(dǎo)線,用其中一根繞成如圖12(a)所示的螺線管,當(dāng)該螺線管中通以電流強(qiáng)度為I的電流時(shí),測(cè)得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B；若將另一根長導(dǎo)線對(duì)折后繞成如圖(b)所示的螺線管,并通以電流強(qiáng)度也為I的電流時(shí),則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為() A.0 B.0.5B C.B D.2B

圖125.取兩個(gè)完全相同的長導(dǎo)線,用其中一根繞成如圖12(a)所示36

解析

圖(b)中螺線管上的長導(dǎo)線可等效為兩個(gè)通過等大反向電流的通電螺線管,兩螺線管電流方向相反,由安培定則可知在螺線管中部產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度也是大小相等方向相反的,所以螺線管中部磁感應(yīng)強(qiáng)度為零.

答案

A解析圖(b)中螺線管上的長導(dǎo)線可等效為兩個(gè)通376.三根完全相同的長直導(dǎo)線互相平 行,通以大小和方向都相同的電 流.它們的截面處于一個(gè)正方形

abcd的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處,如圖

13所示.已知每根通電長直導(dǎo)線 在其周圍產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與距 該導(dǎo)線的距離成反比,通電導(dǎo)線b在d處產(chǎn)生的磁場(chǎng)其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則三根通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)在d處的總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 () A.2B B.3B C.2.1B D.3.8B圖136.三根完全相同的長直導(dǎo)線互相平圖1338

解析

a、b、c三根導(dǎo)線在d處形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ba、Bb和Bc,設(shè)正方形邊長為a,則Bb=B==,Ba

=Bc=,Ba與Bc的矢量和為Bac=,方向與Bb相同,如右圖所示,總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B總=Bb+Bac= =3B.

答案

B 解析a、b、c三根導(dǎo)線在d處形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ba、B397.如圖14所示,同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長直導(dǎo)線1和2,通有大小相等、方向相反的電流,a、b兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線共面,a點(diǎn)在兩導(dǎo)線的中間與兩導(dǎo)線的距離均為r,b點(diǎn)在導(dǎo)線2右側(cè),與導(dǎo)線2

的距離也為r.現(xiàn)測(cè)得a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,則去掉導(dǎo)線1后,b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

,方向

.圖147.如圖14所示,同一平面內(nèi)有兩根互相圖1440解析

a點(diǎn)的磁場(chǎng)分別是通電電流1和通電電流2在該處產(chǎn)生磁場(chǎng)B1、B2的疊加,由安培定則可判定,兩通電導(dǎo)線在a處的磁場(chǎng)方向相同,又因?yàn)閮呻娏鞔笮∠嗤?a點(diǎn)與兩導(dǎo)線的距離相等,故B1=B2,而B=B1+B2,由此可得B1=B2=.去掉導(dǎo)線1后,a、b兩點(diǎn)關(guān)于導(dǎo)線2對(duì)稱,由對(duì)稱性可知,b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

,由安培定則可判定,其方向垂直紙面向外.答案

垂直于紙面向外解析a點(diǎn)的磁場(chǎng)分別是通電電流1和通電電流2在該41精品課件！精品課件！42精品課件！精品課件！43反思總結(jié)返回反思總結(jié)返回44

(3)方向:小磁針靜止時(shí)

的指向.3.安培的分子電流假說 安培認(rèn)為,在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部,存在著一種

——分子電流.分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于

(如圖1所示).N極環(huán)形電流兩個(gè)磁圖12.磁感應(yīng)強(qiáng)度

(1)物理意義:描述磁場(chǎng)

. (2)大小:B=(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)). 強(qiáng)弱和方向極 (3)方向:小磁針靜止時(shí)的指向.N極環(huán)形電流兩個(gè)磁45二、磁感線及幾種常見的磁場(chǎng)分布1.磁感線:在磁場(chǎng)中畫出一些曲線,使曲線上每一點(diǎn)的

方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致.2.幾種常見的磁場(chǎng)

(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(如圖2所示)切線圖2二、磁感線及幾種常見的磁場(chǎng)分布切線圖246(2)幾種電流周圍的磁場(chǎng)分布越弱最強(qiáng)越弱(2)幾種電流周圍的磁場(chǎng)分布越弱最強(qiáng)越弱47第八章-磁-場(chǎng)-第1課時(shí)-磁場(chǎng)及其描述課件48(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng):在磁場(chǎng)的某些區(qū)域內(nèi),磁感線為

的平行線,如圖3所示.同向、等密圖3(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng):在磁場(chǎng)的某些區(qū)域內(nèi),磁感線為同向49(4)地磁場(chǎng)①地磁場(chǎng)的N極在地球

附近,S極在地球

附近,磁感線分布如圖4所示.②地磁場(chǎng)B的水平分量(Bx)總是從地球

指向

,而豎直分量(By)則南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.南極北極圖4南極北極(4)地磁場(chǎng)南極北極圖4南極北極50③在赤道平面上,距離地球表面高度相等的各點(diǎn),磁感應(yīng)強(qiáng)度

,且方向水平

.相等向北名師點(diǎn)撥(1)應(yīng)用安培定則判斷直線電流的磁場(chǎng)方向和判斷環(huán)形電流的磁場(chǎng)方向時(shí),四指、大拇指指向的意義正好相反.(2)磁場(chǎng)是分布在立體空間的,要熟練掌握常見磁場(chǎng)的磁感線的立體圖和縱、橫截面的畫法.③在赤道平面上,距離地球表面高度相等的各點(diǎn),磁相等向北名師點(diǎn)51熱點(diǎn)一磁感線和電場(chǎng)線的比較

熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)一磁感線和電場(chǎng)線的比較熱點(diǎn)聚焦52特別提示雖然磁感線和電場(chǎng)線的疏密都能形象地表示相應(yīng)場(chǎng)的強(qiáng)弱,但應(yīng)注意:(1)只有在同一個(gè)圖中才能根據(jù)磁感線或電場(chǎng)線的疏密判定各處相應(yīng)場(chǎng)的強(qiáng)弱.(2)沒有畫出磁感線或電場(chǎng)線的地方并不表示那里沒有磁場(chǎng)或電場(chǎng)存在.特別提示53熱點(diǎn)2對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=

的理解1.磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定,就像電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身決定一樣,跟該位置放不放通電導(dǎo)線無關(guān).2.不能根據(jù)公式B=就說B與F成正比,與IL成反比.3.磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式也是其度量式,但用來測(cè)量的小段通電導(dǎo)線必須垂直放入磁場(chǎng),如果小段通電直導(dǎo)線平行放入磁場(chǎng),所受安培力為零,但不能說該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零.

4.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,其方向是放入其中的小磁針靜止時(shí)N極的指向,不是磁場(chǎng)中電流所受磁場(chǎng)力的方向,而是與受到磁場(chǎng)力的方向垂直.熱點(diǎn)2對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=的理解545.磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較 電場(chǎng)強(qiáng)度E是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量,磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量.這兩個(gè)物理量比較如下表所示:5.磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較55第八章-磁-場(chǎng)-第1課時(shí)-磁場(chǎng)及其描述課件56特別提示由上表可以看出,磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度有很多相似之處,但更應(yīng)注意兩者的區(qū)別:（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和電荷受力方向相同或相反,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電流受力方向垂直.(2)電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力,而電流在磁場(chǎng)中不一定受磁場(chǎng)力.

特別提示57題型1安培定則的應(yīng)用【例1】

如圖5所示,直導(dǎo)線AB、 螺線管C、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn),

它們的磁場(chǎng)互不影響,當(dāng)開關(guān)S閉合 后,則小磁針的北極N(黑色一端)指 示出磁場(chǎng)方向正確的是() A.a、c B.b、c C.c、d D.a、d

根據(jù)安培定則判斷直導(dǎo)線AB、螺線管C和電磁鐵D周圍的磁場(chǎng)方向,再根據(jù)小磁針靜止時(shí)N極的指向就是磁場(chǎng)的方向確定選項(xiàng).題型探究圖5思路點(diǎn)撥題型1安培定則的應(yīng)用題型探究圖5思路點(diǎn)撥58解析

據(jù)安培定則判斷出(1)AB直導(dǎo)線磁場(chǎng)在小磁針a所在位置垂直紙面向外,所以磁針a的N極指向正確;(2)C左側(cè)為N極,內(nèi)部磁場(chǎng)向左,所以磁針c的N極指向正確,磁針b的N極指向不對(duì);(3)D左為S極,右為N極,所以磁針d的N極指向也不正確.答案

A規(guī)律總結(jié)

在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”,在判定直線電流的磁場(chǎng)方向時(shí),大拇指指“原因”——電流方向,四指指“結(jié)果”——磁場(chǎng)繞向;在判定環(huán)形電流磁場(chǎng)方向時(shí),四指指“原因”——電流繞向,大拇指指“結(jié)果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向.解析據(jù)安培定則判斷出(1)AB直導(dǎo)線磁場(chǎng)在小磁針a所在位59變式練習(xí)1

如圖6所示是云層之間閃電的模擬圖,圖中A、B是位于南、北方向帶有電荷的兩塊陰雨云,在放電的過程中,在兩云的尖端之間形成了一個(gè)放電通道,發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里,S極轉(zhuǎn)向紙外,則關(guān)于A、B帶電情況的說法中正確的是

( )A.帶同種電荷 B.帶異種電荷C.B帶正電 D.A帶正電解析

A、B放電相當(dāng)于通電直導(dǎo)線,小磁針在通電直導(dǎo)線的上方,根據(jù)題意可以判斷上方磁場(chǎng)方向指向紙里,因此可以判斷放電電流由北向南,即A帶正電,B帶負(fù)電.

圖6BD變式練習(xí)1如圖6所示是云層之間閃電的模擬圖,圖中A、B是60題型2磁場(chǎng)的疊加問題【例2】

三根平行的直導(dǎo)線,分 別垂直地通過一個(gè)等腰直角 三角形的三個(gè)頂點(diǎn),如圖7所示.

現(xiàn)在使每條通電導(dǎo)線在斜邊中 點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 均為B.則該處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如何?圖7題型2磁場(chǎng)的疊加問題圖761思維導(dǎo)圖安培定則三個(gè)電流到O點(diǎn)的距離三個(gè)電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與方向三個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加O處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向思維導(dǎo)圖安培定則三個(gè)電流到O三個(gè)電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與方62解析

根據(jù)安培定則,I1與I3在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同,I2在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與它們相垂直.由B1、B2、B3大小相等均為B可知,O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0==B,方向在三角形面內(nèi)與斜邊夾角θ=arctan2.如右圖所示.答案

B,方向與三角形斜邊夾角θ=arctan2方法提煉

空間中磁場(chǎng)疊加,在某一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向即該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向只有一個(gè),即合磁場(chǎng)方向,應(yīng)用平行四邊形定則來求.

解析根據(jù)安培定則,I1與I3在O點(diǎn)方法提煉63變式練習(xí)2

如圖8所示,一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在以導(dǎo)線截面的中心為圓心,r為半徑的圓周上有a、b、c、d四個(gè)點(diǎn).已知a點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,則下列敘述正確的是()A.直導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里圖8B.b點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為T,方向斜向右下方,與B

的夾角為45°C.c點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度也為0D.d點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度與b點(diǎn)相同變式練習(xí)2如圖8所示,一根通圖8B.b點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度64解析

a點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,是直線電流在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度與勻強(qiáng)磁場(chǎng)在該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和為0,所以直線電流在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1

T,方向向左,由安培定則可得直導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里,由于圓周上各點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離相同,所以直線電流在圓周上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為1

T,但方向不同,在b處向上,在c處向右,在d處向下,則b、c、d三處的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為

T,方向斜向右上方與B成45°夾角;2

T,方向向右;

T,方向斜向右下方與B成45°夾角,選項(xiàng)A、B正確.

答案

AB解析a點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,是直線電流在a處c、d三處65題型3“類比法”理解磁場(chǎng)的性質(zhì)【例3】磁鐵有N、S兩極,跟正負(fù)電荷有很大的相似性,人們假定在一根磁棒的兩極上有一種叫做“磁荷”的東西,N極上的叫做正磁荷,S極上的叫做負(fù)磁荷,同號(hào)磁荷相斥,異號(hào)磁荷相吸.當(dāng)磁極本身的幾何線度遠(yuǎn)比它們之間的距離小得多時(shí),將其上的磁荷叫做點(diǎn)磁荷.磁的庫侖定律是:兩個(gè)點(diǎn)磁荷之間的相互作用力F沿著它們之間的連線,與它們之間的題型3“類比法”理解磁場(chǎng)的性質(zhì)66(比例系數(shù)k=10-7

Wb/(A·m)).同一根磁鐵上的兩個(gè)點(diǎn)磁荷的磁極強(qiáng)度可視為相等,磁荷的位置可等效地放在圖9(a)中的c、d兩點(diǎn),兩點(diǎn)相距為L,用上述兩根相同的質(zhì)量為M的圓柱形永久磁鐵可以測(cè)出磁極強(qiáng)度qm,如圖(b),將一根磁棒固定在光滑的斜面上,另一的相互作用力F沿著它們之間的連線,與它們之間的距離r的平方成反比,與它們磁荷的數(shù)量(或稱磁極強(qiáng)度)qm1、qm2成正比,用公式表示為:F=.(比例系數(shù)k=10-7Wb/(A·m)).同一根磁鐵上的兩67圖9根與之平行放置的磁棒可以自由上下移動(dòng).調(diào)節(jié)斜面的角度為θ時(shí),兩磁鐵間的距離為d,活動(dòng)磁鐵剛好靜止不動(dòng).由此可知磁極強(qiáng)度qm為多大?圖9根與之平行放置的磁棒可以自由上下移動(dòng).調(diào)節(jié)斜面的角度為θ68解析

如右圖所示,活動(dòng)磁棒受重力、支持力兩對(duì)同性磁荷的排斥力F1=①兩對(duì)異性磁荷的吸引力F2=②活動(dòng)磁棒受力平衡,在沿斜面方向上有:mgsinθ+2F2cosα=2F1③其中cosα=解析如右圖所示,活動(dòng)磁棒受重力、支持力69解得qm=④答案本題共16分.其中①②式各4分,③式5分,④式3分.【名師導(dǎo)析】類比法是物理學(xué)中常用的一種研究問題的方法,如萬有引力與庫侖力類比,本題將磁極間相互作用類比于電荷間相互作用,將磁極間的作用定量計(jì)算,命題視角新穎,對(duì)學(xué)生類比推理、遷移應(yīng)用能力要求較高.【評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】解得qm=70自我批閱(14分)半徑為r,電流為I1的通電圓環(huán)圓心a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在圓環(huán)下方距圓心a為L的地方水平放置一根電流為I2的無限長直導(dǎo)線MN時(shí),圓環(huán)圓心a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)榱?設(shè)圓環(huán)平面與長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)如圖10所示,求:圖10自我批閱圖1071(1)根據(jù)對(duì)稱性,直導(dǎo)線電流I2在導(dǎo)線正下方L處的b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是多少?方向如何?(2)如果把圓環(huán)平移到b點(diǎn),使圓環(huán)的圓心與b點(diǎn)重合,則圓環(huán)電流與直線電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是多少?方向如何?解析

(1)圓環(huán)電流在圓心a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外,加上直導(dǎo)線后,a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,說明直導(dǎo)線I2在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里.(4分)又因?yàn)閍、b兩點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離相等,因此,直導(dǎo)線I2在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外.(4分)

(1)根據(jù)對(duì)稱性,直導(dǎo)線電流I2在導(dǎo)線正下方L處的b點(diǎn)產(chǎn)生的72(2)當(dāng)把圓環(huán)平移到b點(diǎn)后,圓環(huán)在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向外;和直導(dǎo)線I2在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度合成后,可得:b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,方向垂直紙面向外.(6分)答案

(1)B垂直紙面向外(2)2B垂直紙面向外(2)當(dāng)把圓環(huán)平移到b點(diǎn)后,圓環(huán)在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,73素能提升1.下列說法正確的是 ( )A.一切電荷的周圍都存在磁場(chǎng)B.磁鐵吸引鐵棒,說明磁鐵周圍的磁場(chǎng)對(duì)鐵棒有力的作用,由于鐵棒周圍沒有磁場(chǎng),因而對(duì)磁鐵無磁力作用C.鐵棒內(nèi)分子電流取向變得大致相同時(shí),對(duì)外就顯出磁性D.沿磁感線的方向,磁場(chǎng)逐漸減弱素能提升1.下列說法正確的是 (74

解析

只有運(yùn)動(dòng)電荷周圍才有磁場(chǎng),故A錯(cuò)誤;磁鐵吸引鐵棒,鐵棒被磁化,其周圍也有磁場(chǎng),對(duì)磁鐵有磁力的作用,故B錯(cuò)誤;根據(jù)分子電流假說,當(dāng)物體內(nèi)分子電流取向大致相同時(shí),對(duì)外就顯出磁性,故C

正確;磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,故D錯(cuò)誤.

答案

C解析只有運(yùn)動(dòng)電荷周圍才有磁場(chǎng),故A錯(cuò)誤;磁鐵75B.電流元IL在磁場(chǎng)中受力為F,則磁感應(yīng)強(qiáng)度可能大 于或等于C.磁場(chǎng)中電流元受力大的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大D.磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,與電流元在此點(diǎn)的 受力方向相同2.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念,以下說法中不正確的有

( )A.電流元IL在磁場(chǎng)中受力為F,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定等于B.電流元IL在磁場(chǎng)中受力為F,則磁感應(yīng)強(qiáng)度可能大2.關(guān)于磁76解析

判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,需要在電流元受力最大的前提下進(jìn)行,選項(xiàng)A、B中的力F可能小于或等于最大受力,因此,磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能大于或等于

;電流元在磁場(chǎng)中受力與其放置方位有關(guān),因此電流元受力大的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大;磁場(chǎng)的方向規(guī)定為小磁針N極受力方向,與電流元受力方向不相同.

答案

ACD解析判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,需要在電流元受力最773.歐姆在探索通過導(dǎo)體的電流、電壓、電阻的關(guān)系時(shí)因 無電源和電流表,他利用金屬在冷水和熱水中產(chǎn)生電 動(dòng)勢(shì)代替電源,用小磁針的偏轉(zhuǎn)檢測(cè)電流,具體做法是:

在地磁場(chǎng)作用下處于水平靜止的小磁針上方,平行于 小磁針?biāo)椒胖靡恢睂?dǎo)線,當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流時(shí),小 磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn);當(dāng)通過該導(dǎo)線電流為I時(shí),小磁針偏轉(zhuǎn) 了30°,問當(dāng)他發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了60°,通過該直導(dǎo)線 的電流為(直導(dǎo)線在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)與通過直導(dǎo)線的 電流成正比)()A.2I B.3IC.I

D.無法確定

解析

設(shè)地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B地,電流磁場(chǎng)B=kI,kI=B地tan30°,kI′=

B地tan60°,kI′=3I,B正確.B3.歐姆在探