物理选修31成才之路课件磁场.ppt

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1、巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，实验室中的小磁铁只能吸起几枚铁钉(如图所示)．磁体磁性的强弱，表现为它所产生的磁场对磁性物质和电流的作用力的强弱，也就是说磁场也有强弱之分．那么我们怎样认识和描述磁场的强弱呢？1．与电场强度相对应，我们本可以把描述的物理量叫做磁场强度．但历史上已经用来表示另一个物理量，因此物理学中用磁感应强度来描述．2．探究实验：①如右图所示的实验装置，可以认为磁极间的磁场是的，直导线的方向与磁感应强度的方向．磁场强弱磁场强度磁场的强弱均匀垂直②有电流通过时导线将摆动一个角度，观察摆动角度的大小可以比较的

2、大小．③实验表明，通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与导线的长度L、导线中的电流I的成正比，用公式表示为F＝.3．磁感应强度B的单位由的单位决定．在国际单位制中，磁感应强度的单位是，简称，符号是,1T＝1.磁场力乘积ILBF、I和L特斯拉特T(1)物理意义：描述磁场强弱的物理量．(2)方向：小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称为磁场方向．(3)定义式：B＝(4)单位：特斯拉，简称特(T)(5)B是矢量，其方向就是磁场方向，即小磁针静止时N极所指的方向．说明：磁感应强度反映磁场本身的特性，其值

3、决定于磁场．其值与放入的检验电流的电流强度、导线长度、摆放方向、检验电流是否受到磁场力及检验电流是否存在等均无关系．特别提醒：①小磁针静止时N极指向——磁感应强度方向．②无论小磁针是否处于静止状态，其N极受力方向是确定的——即磁感应强度方向.电流方向与磁场方向不垂直时，电流受力吗？为什么在B＝中要求导线与磁场方向垂直？答案：只要电流方向不与磁场方向平行电流就会受力，但两者夹角越小，力就越小，在定义B时，为了减少变量，突出主要因素，利用了“控制变量的方法”.像电场一样，磁场也服从叠加原理．如果有几个磁场同时存在，则它们的

4、磁场互相叠加，这时某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点磁感应强度的矢量和．磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量．(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为θ，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？答案：首先弄清矢量分解的原则．(1)因为磁感应强度的大小为B，与水平方向的夹角为θ，所以地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为：B水＝Bcosθ；B垂＝Bsinθ

5、；(2)在赤道上空，因为θ＝0°，故有B垂＝0；在极地上空，因为θ＝90°，故有B水＝0.误区1：受电场中电场强度的方向是该点正电荷的受力方向的影响，误认为磁感应强度的方向与通电导线受力的方向一致．点拨：磁感应强度的方向规定为小磁针N极受力的方向：即小磁针静止时N极的指向．B的方向与该点电流元所受力方向既不相同，也不相反，F的方向由后面学习的左手定则判定．有关磁感应强度的下列说法中，正确的是(　　)A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．若有一

6、小段长为L，通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是D．由定义式B＝可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小解析：磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场强弱，因此选项A是正确的；磁感应强度是与电流I和导线长度L无关的物理量，且B＝中的B、F、L相互垂直，所以选项B、C、D皆是错误的．答案：A点评：磁场的强弱由磁场本身决定，与磁场中是否放入通电导线，导线放入的位置无关．用垂直于磁场方向的通电导线所受安培力大小来量度磁场的强弱，导线的作用在于检测．与电场不同的是电场中只要

7、场强不为零，带电粒子一定受力，而磁场中即使磁感应强度不为零．通电导线受力也有可能为零．安培力的大小与B、I、L及电流与磁场的夹角有关．关于磁感应强度下列说法中，正确的是()A．放在磁场中的通电导线，电流越大，受到的磁场力也越大，表示该处的磁感应强度越大B．磁感线的指向就是磁感应强度的方向C．垂直磁场放置的通电导线的受力方向即磁感应强度的方向D．磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、导线长度、导线取向均无关答案：D如图甲所示，在蹄形磁铁间垂直磁感应强度方向放置一长为L、质量为m的铝制金属杆，金属杆用两根金

8、属细丝悬挂在绝缘支架上，在金属杆中通以恒定电流I，结果金属丝在磁场作用下偏离竖直方向θ角(已知导线受的磁场力方向水平)，如图乙所示(侧视图)．求蹄形磁铁磁极间的磁感应强度．解析：分析导线的受力情况如图丙所示，由平衡条件知，F＝mgtanθ.根据磁感应强度的定义式B＝＝答案：B＝点评：本题综合运用了通电导线在磁场中受力及平衡的知识，