一、磁場方向判斷方法
1.磁力線在磁體(ti) 外是由N極出來而不間斷地在空間經曆一定路線返回S極;在磁體(ti) 內(nei) 部,繼續通向N極而成一閉合曲線。
2.感應電動勢本身也會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 磁場,而這個(ge) 磁場是反對外磁場的變化的:外磁場的磁力線要增加,則感應電動勢所產(chan) 生的磁場的磁力線是和它頂頭的——以便抵消外磁場增加的磁力線,外磁場的磁力線要減少,則感應電動勢所產(chan) 生的磁場的磁力線是順著外磁場的磁力線方向的,以便補充它的減少。以上都用右手定則決(jue) 定。
物理磁場的知識
磁場
磁極和磁極之間的相互作用是通過磁場發生的。電流在周圍空間產(chan) 生磁場,小磁針在該磁場中受到力的作用。磁極和電流之間的相互作用也是通過磁場發生的。電流和電流之間的相互作用也是通過磁場產(chan) 生的。
磁場是存在於(yu) 磁體(ti) 、電流和運動電荷周圍空間的一種特殊形態的物質,磁極或電流在自己的周圍空間產(chan) 生磁場,而磁場的基本性質就是對放入其中的磁極或電流有力的作用。
二、磁現象的電本質
1.羅蘭(lan) 實驗
正電荷隨絕緣橡膠圓盤高速旋轉,發現小磁針發生偏轉,說明運動的電荷產(chan) 生了磁場,小磁針受到磁場力的作用而發生偏轉。
2.安培分子電流假說
法國學者安培提出,在原子、分子等物質微粒內(nei) 部,存在一種環形電流-分子電流,分子電流使每個(ge) 物質微粒都成為(wei) 微小的磁體(ti) ,它的兩(liang) 側(ce) 相當於(yu) 兩(liang) 個(ge) 磁極。安培是最早揭示磁現象的電本質的。
一根未被磁化的鐵棒,各分子電流的取向是雜亂(luan) 無章的,它們(men) 的磁場互相抵消,對外不顯磁性;當鐵棒被磁化後各分子電流的取向大致相同,兩(liang) 端對外顯示較強的磁性,形成磁極;注意,當磁體(ti) 受到高溫或猛烈敲擊會(hui) 失去磁性。
3.磁現象的電本質
運動的電荷(電流)產(chan) 生磁場,磁場對運動電荷(電流)有磁場力的作用,所有的磁現象都可以歸結為(wei) 運動電荷(電流)通過磁場而發生相互作用。
三、磁場的方向
規定:在磁場中任意一點小磁針北極受力的方向亦即小磁針靜止時北極所指的方向就是那一點的磁場方向。
四、磁感線
1.磁感線的概念:在磁場中畫出一係列有方向的曲線,在這些曲線上,每一點切線方向都跟該點磁場方向一致。
2.磁感線的特點:
(1)在磁體(ti) 外部磁感線由N極到S極,在磁體(ti) 內(nei) 部磁感線由S極到N極。
(2)磁感線是閉合曲線。
(3)磁感線不相交。
(4)磁感線的疏密程度反映磁場的強弱,磁感線越密的地方磁場越強。
3.幾種典型磁場的磁感線:
(1)條形磁鐵。
(2)通電直導線。
①安培定則:用右手握住導線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線環繞的方向;
②其磁感線是內(nei) 密外疏的同心圓。
(3)環形電流磁場:
①安培定則:讓右手彎曲的四指和環形電流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是環形導線中心軸線的磁感線方向。
②所有磁感線都通過內(nei) 部,內(nei) 密外疏。
(4)通電螺線管:
①安培定則:讓右手彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是螺線管內(nei) 部磁場的磁感線方向;
②通電螺線管的磁場相當於(yu) 條形磁鐵的磁場。
五、磁感應強度
1.定義(yi) :在磁場中垂直於(yu) 磁場方向的通電直導線,所受的磁場力跟電流I和導線長度l的乘積Il的比值叫做通電導線處的磁感應強度。
2.定義(yi) 式:
3.單位:特斯拉(T),1T=1N/A.m
4.磁感應強度是矢量,其方向就是對應處磁場方向。
5.物理意義(yi) :磁感應強度是反映磁場本身力學性質的物理量,與(yu) 檢驗通電直導線的電流強度的大小、導線的長短等因素無關(guan) 。
6.磁感應強度的大小可用磁感線的疏密程度來表示,規定:在垂直於(yu) 磁場方向的1m2麵積上的磁感線條數跟那裏的磁感應強度一致。
7.勻強磁場:
(1)磁感應強度的大小和方向處處相等的磁場叫勻強磁場。
(2)勻強磁場的磁感線是均勻且平行的一組直線。
六、磁通量
1.定義(yi) :磁感應強度B與(yu) 麵積S的乘積,叫做穿過這個(ge) 麵的磁通量。
2.定義(yi) 式:φ=BS(B與(yu) S垂直) φ=BScosθ(θ為(wei) B與(yu) S之間的夾角)
3.單位:韋伯(Wb)
4.物理意義(yi) :表示穿過磁場中某個(ge) 麵的磁感線條數。
5.B=φ/S,所以磁感應強度也叫磁通密度。
七、安培力
1.磁場對電流的作用力叫安培力。
2.安培力大小:安培力的大小等於(yu) 電流I、導線長度L、磁感應強度B以及I和B間的夾角的正弦sinθ的乘積,即F=BIlsinθ。
注意:公式隻適用於(yu) 勻強磁場。
3.安培力的方向:安培力的方向可利用左手定則判斷。
左手定則:伸開左手,使大拇指跟其餘(yu) 四指垂直,並且都跟手掌在一個(ge) 平麵內(nei) ,把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿過手心,並使伸開的四指指向電流方向,那麽(me) 拇指方向就是通電導線在磁場中的受力方向。
安培力方向一定垂直於(yu) B、I所確定的平麵,即F一定和B、I垂直,但B、I不一定垂直。
磁感線方向和磁場方向的判斷方法
磁感性方向判斷方法
條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線:相對來講比較簡單,在磁鐵外部,磁感線從(cong) N極出來,進入S極;反之,在內(nei) 部由S極到N極。
直線電流磁場的磁感線:在直線電流磁場的磁感線分布中,磁感線是以通電直線導線為(wei) 圓心作無數個(ge) 同心圓,同心圓環繞著通電導線。實驗表明,如果改變電流的方向,各點磁場的方向都變成相反的方向,也就是說磁感線的方向隨電流的方向而改變。
直線電流的方向跟磁感線方向之間的關(guan) 係可以用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定:用右手握住導線,讓伸直的拇指所指的方向跟電流的方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向
環形電流磁場的磁感線:流過環形導線的電流簡稱環形電流,從(cong) 環形電流磁場的磁感線分布,可以看出,環形電流的磁感線也是一些閉合曲線,這些閉合曲線也環繞著通電導線。環形電流的磁感線方向也隨電流的方向而改變。
研究環形電流的磁場時,我們(men) 主要關(guan) 心圓環軸上各點的磁場方向,這可以用右手螺旋定則來判定:讓右手彎曲的四指和環形電流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是圓環的軸線上磁感線的方向。
直線電流周圍的磁感線
是一些以導線上各點為(wei) 圓心的同心圓,這些同心圓都在跟導線垂直的平麵上直線電流的方向和磁感線方向之間的關(guan) 係可用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定:用右手握住導線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向.
環形電流的磁場
環形電流磁場的磁感線:是一些圍繞環形導線的閉合曲線,在環形導線的中心軸線上,磁感線和環形導線的平麵垂直
環形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關(guan) 係也可以用安培定則來判定:讓右手彎曲的四指和和環形電流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是環形導線中心軸線上磁感線的方向.
磁場:
定義(yi) |
磁體(ti) 或電流周圍存在的一種特殊物質 |
基本性質 |
對放入其中的磁體(ti) 或電流產(chan) 生力的作用 |
場源 |
①永磁體(ti) 周圍存在磁場 ②電流周圍存在磁場——電流的磁效應 |
方向規定 |
小磁針北極受力的方向即小磁針靜止時北極所指的方向,為(wei) 磁場中該點的磁場方向 |
基本作用 |
磁場是傳(chuan) 遞磁作用的一種物質,磁體(ti) 和磁體(ti) 問、磁體(ti) 和通電導體(ti) 間、通電導體(ti) 和通電導體(ti) 問的力的作用都是通過磁場發生的 |
物質性 |
磁場與(yu) 電場一樣,都是場物質。磁場是磁體(ti) 、電流和運動電荷周圍存在的一種特殊物質 |
地磁場:
示意圖 |
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特點 |
①磁感線分布與(yu) 條形磁鐵類似 ②地磁場的N極在地球南極附近,S極在地球北極附近,磁感線分布如上圖 ③地磁場B的水平分量(Bx)總是從(cong) 地球南極指向北極,而豎直分量(By)則南北相反,在南半球垂直地麵向上,在北半球垂直地麵向下 ④在赤道平麵上,距離地球表麵高度相等的各點,磁感應強度相等,距地麵越高,磁場越弱,且方向水平向北 ⑤在磁南極附近,地磁場方向豎直向下,在磁北極附近,地磁場方向豎直向上,無水平分量 |
1、磁場的產(chan) 生:磁場是存在於(yu) 磁體(ti) 、電流和運動電荷周圍的一種物質。永磁體(ti) 和電流都能在空間產(chan) 生磁場,變化的電場也能產(chan) 生磁場。
2、磁場的基本特點:磁場對處於(yu) 其中的磁體(ti) 、電流和運動電荷有力的作用。
3、磁場的方向:規定在磁場中任一點小磁針N極受力的方向(或者小磁針靜止時N極的指向)就是那一點的磁場方向。
4、地磁場:地球本身就是一個(ge) 磁場,是地球北極是地磁場的南極,地球南極是地磁場的北極,兩(liang) 極的磁感線是垂直地球兩(liang) 極的。在赤道,磁感線是與(yu) 地球表麵平行的。