西北师大附中物理奥赛第二轮教案第十二章：磁场.docx

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1、第十二章磁场一、磁场、安培力1．磁场（1）什么是磁场磁体和电流周围，运动电荷周围存在的一种特殊物质，叫磁场．磁体和磁体、磁体和电流间的作用是通过磁场发生的．（2）磁场的方向规定在磁场中任一点小磁针N极所受的磁场力方向，就是该点磁场的方向，或者说自由小磁针静止时，N极所指的方向即为该处磁场的方向．（3）磁感线①定义：磁感线是为了形象的描述磁场而人为假设的曲线.其疏密程度反映磁场的强弱，磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同．②特点a.磁感线是形象直观描述磁场的一种方法，是人为假象的曲线.b.磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁感线的方向（即磁感线上任一点

2、的切线方向）表示该点的磁场方向．c.磁感线是闭合曲线，在磁铁外部，磁感线从N极到S极；在磁铁内部磁感线由S极回到N极.d.任何两条磁感线都不能相交.（4）电流的磁场，安培定则1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，当给直导线通电时，直导线下方的与导线平行的小磁针发生偏转，说明电流能产生磁场．①直线电流的磁场a.磁场及磁感线的分布特点3无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱.磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上.b.磁感线分布示意图，如图12—1—1所示.c.磁场方向的确定方法一一安培定则，如图12-1-1所示.立体图安培定则（一）（也叫右手螺旋

3、定则）：用右手握住导线，让伸直的大拇指+++I横截面图图12—1—1所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.②通电螺线管的磁场a.磁场及磁感线的分布特点3通电螺线管外部的磁场分布很像一根条形磁铁，一端相当于北极，另一端相当于南极通电螺线管内部的磁场是均匀分布的，磁感线跟螺线管的轴线平行，方向由南极指向北极，并与外部的磁感线连接，形成一些环绕电流的闭合曲线.如图12—1—2所示.b.磁场方向的确定方法一一安培定则（二）用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的环绕方向一致，则大拇指所指的方向就是螺线管内磁感线的方向，或者说，大拇指指向通电螺线管的

4、北极.③环形电流的磁场a.磁场及磁感线的分布特点相当于一个小磁针，两侧分别是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越立体图立体示意图安培定则图12—1—3弱.磁感线是一些围绕圆环导线的闭合曲线，在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直.b.磁感线分布小意图，如图12—1—3所小.3c.磁场方向的确定方法一一安培定则，如图12-1-3所示环形电流的磁场可由安培定则（一）来判定.也可用安培定则（二）来判定.⑸地磁场3①地球本身就是一个大磁体，其磁场的分布类似于一个大条形磁体，其N极在地理南极附近，S极在地理的北极附近.在地球的外部，磁场从地球南极附近指向地球北极附近；在地球内部，

5、磁场从地球北极附近指向地球南极附近.②在地球的外部，地磁场的水平分量总是从地球的南极附近指向北极附近；而竖直分量则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下，在赤道正上方，地磁场可以看成是水平的.例1：假如在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知（）A.一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针B.一定是小磁针正西方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针C.可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过D.可能是小磁针的正下方有带正电的粒子流自南向北水平通过⑹磁现象的电本质①安培分子环流假说：物质内部存在着大量的微小环形分子电流，当铁

6、磁性物质内部的分子电流的取向杂乱无章时，无磁性；当分子电流取向大致相同时有磁性.磁化过程，就是铁磁性物质内部的分子电流的取向由无序变成有序的过程.②磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的2．磁感应强度⑴定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流7I和导线长L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度.定义式：B=F注意：此定义式成立的条件是导线与磁场方向垂直.IL⑵单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称为特，用符号T表示.仃=1N/（Am）⑶意义：a.磁感应强度是描述磁场的力的性质的物理量，是描述磁场强弱的物理量.

7、b.磁感应强度是反映磁场本身性质的物理量，其大小和方向由磁场本身的性质决定，跟是否在磁场中放入通电导线、通电导线是否受磁场力以及通电导线的长度和电流的大小均无关.这与电场强度E反映的是电场本身的性质而跟试探电荷无关一样，磁感应强度也与试探电流（IL）无关⑷量性：磁感应强度B是矢量，其方向就是该处的磁场方向，即为放在该点的可自由旋转的小磁针静止时N极所指的方向.注意：磁感应强度的方向不是通电导线在该处受到的磁场力（安培力）的方向，实际上，磁感应强度B的方向与通电导线在该处所受磁场力