文档介绍：第三章磁场
《磁现象和磁场》
【知识摘要】
1、本节学****有关磁场的基本知识,通过回顾磁学的发展历史和初中学过的磁学知识,应该掌握磁场的基本概念、磁感线及其物理意义、知道磁铁、电流和地球磁场的磁感线分布情况,并会用安培定则判定磁场方向.
2、基本磁学概念:
①磁性: 的性质。
②磁极: 。
③磁场::磁体周围空间存在________,它的基本性质是对放在其中的磁体或电流有_____的作用,一切磁相互作用都是一种非直接接触的相互作用,必须通过______来实现。
3、描述磁场分布的常用工具——磁感线
描述电场用电场线,描述流体用流线,描述磁场用磁感线。磁感线是指在磁场中引入的一系列曲线,其上每一点的______方向表示该点的磁场方向,,在磁铁内部由____极到_____极,构成一闭合的曲线。磁感线越密处磁场越____,磁感线越疏处磁场越____.
4、确定电流产生磁场的方向——安培定则
安培定则又称为右手螺旋定则,是确定电流磁场的基本法则,不仅适用于通电直导线,,使用时大拇指指向表示_____方向,弯曲的四指方向表示_____的方向;对于通电圆环或通电螺线管,弯曲的四指方向表示______方向,大拇指的指向表示螺线管内部的________方向
5、几种常见的磁场的磁感线分布图
①直线电流的磁场
如图3-1-1所示为直线电流的磁感线分布图,右手握住直导线,伸直的大拇指方向与一致,弯曲的四指方向就是通电直导线在周围空间产生的的方向.
通电直导线在周围产生的磁场是不均匀分布的,垂直于直导线方向,离直导线越远,磁场;反之越强.
②环形电流的磁场
如图3-1-2所示,右手弯曲的四指方向与方向一致,伸直的大拇指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向,大拇指指向磁的位置.
螺线管是由多个环形串联而成,所以通电螺线管与环形电流的磁场的确定的方法是相同的.
③运动电荷的磁场
电流是由电荷的定向移动形成的,,绕氢原子核做匀速圆周运动,产生的电流相当于一个环形电流,由于在一个周期内电子通过环上任意一个截面一次,根据电流强度的定义,电流强度大小为I=e/T [圆周运动周期满足ke2/r2=m(2π/T)2r],判断该环形电流的磁场方向时,必须注意,弯曲的四指必须与负电荷运动的方向相反,即指向正电荷运动的方向。
④匀强磁场
如果某个区域里磁感应强度大小_______,且______相同,这个区域里的磁场叫做匀强磁场,,大的异名磁极之间的磁场、通电螺旋管内部(扣除边缘区域)的磁场可以近似看作匀强磁场处理。
【范例精析】
例1、做奥斯特实验时,把小磁针放在水平的通电直导线的下方,通电后发现小磁针不动,用手拨动一下小磁针,小磁针转动180o后静止不动,由此可知通电直导线放置情况是( )
解析:由于地球磁场的作用,小磁针静止时N极指向地球的北极,如果通电导线是南北方向放置的,则不论电流方向指向南还是指向北,小磁针静止时将偏离南北方向而指向东西方向,即磁针转动的角度接近900。如果通电导线是东西方向放置,通以由东向西的电流,则小磁针北极静止时仍然指向地理的北极;如果通以由西向东的电流,则小磁针静止时北极指向地理的南极。所以本题中的通电导线应东西方向放置, 答案A 是正确的。
例2、如图3-1-3所示,在全自动洗衣机中,,使电磁铁的铁心2动作,牵引排水阀的活塞,( )
(A)若a,b初输入交变电流,铁心2不能吸入线圈中
图3-1-3
(B)若a,b初输入交变电流,铁心2能吸入线圈中
(C)若某时刻输入控制电流时,a为正,b为负,则铁心2的B为S极
(D)若某时刻输入控制电流时,a为正,b为负,则铁心2的B为N极
解析:只要电磁铁通电就具有磁性,就可能吸合铁心,因此答案B是正确的;根据初中学过的右手螺旋定则可知,若输入控制电流时,a为正,b为负,则铁心2的右端B为N极,答案D是正确的。
例3、已知电流磁场的磁感应线方向或N、S极方向,请在图3-1-4上标出电流方向。
图3-1-4
图3-1-5
解析: 根据安培定则,各图中的电流方向如图3-1-5所示。
例4、如图3-1-6所示的电路中,当开关S断开时,螺线管中的小磁针的N