磁场的描述磁场对电流的作用.ppt
一、磁场基本概念一、磁场基本概念1 1、磁场由什么产生？、磁场由什么产生？2 2、磁场的基本性质是什么？、磁场的基本性质是什么？磁体、电流、变化的电场、运动电荷磁体、电流、变化的电场、运动电荷对放入磁场中的磁体、通电导线、运动电荷对放入磁场中的磁体、通电导线、运动电荷有力的作用有力的作用磁体与电流的作用磁体与电流的作用电流与电流的作用电流与电流的作用磁体与磁体的作用磁体与磁体的作用作用本质：磁场对磁场的作用作用本质：磁场对磁场的作用安培分子电流假说安培分子电流假说: :在原子分子等物质微粒内部存在着在原子分子等物质微粒内部存在着一种环形电流一种环形电流-分子电流分子电流,分子电分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁流使每个物质微粒都成为微小的磁体体,它的两侧相当于两个磁极它的两侧相当于两个磁极.3 3、最早揭示磁现象的电本质的科学家是谁？它提出、最早揭示磁现象的电本质的科学家是谁？它提出了什么假说？了什么假说？安培安培如下图，小铁钉被吸向右侧，而加热如下图，小铁钉被吸向右侧，而加热后却吸不住了，为什么？后却吸不住了，为什么？ 奥斯特奥斯特4 4、最早发现电流也能产生磁场的科学家是谁？、最早发现电流也能产生磁场的科学家是谁？【总结总结】导线应当导线应当南北方向南北方向放置，若放置，若东西方向东西方向放置则导线产生的放置则导线产生的磁场和地磁场在统一直线上磁场和地磁场在统一直线上【例题例题】在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便且在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便且效果明显，通电直导线应效果明显，通电直导线应 ( )A平行于南北方向，位于小磁针上方平行于南北方向，位于小磁针上方B平行于东西方向，位于小磁针上方平行于东西方向，位于小磁针上方C平行于东南方向，位于小磁针下方平行于东南方向，位于小磁针下方D平行于西南方向，位于小磁针下方平行于西南方向，位于小磁针下方APQ二、磁场描述二、磁场描述( (定性定性) )BPBQ1 1、磁场的方向是如何规定的？、磁场的方向是如何规定的？1）小磁针静止时）小磁针静止时N极指向极指向2）小磁针）小磁针N极的受力方向极的受力方向3）磁感线在该点的切线方向）磁感线在该点的切线方向2 2、常见磁场磁感线、常见磁场磁感线特点特点1、疏密表示、疏密表示强弱强弱，切线方向表示，切线方向表示B的方向的方向2、闭合，磁体外、闭合，磁体外N到到S磁体内磁体内S到到N3、非实际存在、非实际存在4、不相交、不相切、不相交、不相切NS地磁场特点地磁场特点三、磁场的描述（定量）三、磁场的描述（定量）定义：定义： 一小段一小段通电直导线，通电直导线，垂垂直磁感线直磁感线放在磁场放在磁场某处某处时，时，受到的安培力受到的安培力F与与IL的比值称的比值称为为该处该处的磁感应强度的磁感应强度B。FBIL1、磁感强度、磁感强度B方向：方向：磁场方向磁场方向此公式不是此公式不是决定式！决定式！思考：某点的磁感应强度大小的决定因素是什么？思考：某点的磁感应强度大小的决定因素是什么？定义式：定义式：匀强磁场匀强磁场的磁感应强度的磁感应强度处处相等处处相等磁场的叠加磁场的叠加: :空间某点如果同时存在两个以上电流空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场或磁体激发的磁场, ,则该点的则该点的磁感应强度磁感应强度是是各各电流或电流或磁体在该点磁体在该点激发的磁场的激发的磁场的磁感应强度的磁感应强度的矢量和矢量和, ,满足满足矢量运算法则矢量运算法则. .点定点定B B定定：就是说磁场中某一点定了，则该处磁感应强：就是说磁场中某一点定了，则该处磁感应强度的大小与方向都是定值度的大小与方向都是定值（1）定义：磁感应强度）定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积与垂直磁场方向的面积S的乘积叫的乘积叫穿过穿过这个面积的磁通量。这个面积的磁通量。（2 2）定义式：）定义式：=BS=BS（3）对此定义式的理解：）对此定义式的理解：a 、适用匀强磁场；适用匀强磁场；b 、B和和S垂直；垂直；C、S为磁场实际占有的面积为磁场实际占有的面积d、 与线圈匝数无关与线圈匝数无关2 2、磁通量、磁通量【例例】如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcdabcd在细长在细长磁铁磁铁N N极附近下落，保持极附近下落，保持bcbc边在纸外，边在纸外，adad边在纸内，由图边在纸内，由图中的位置中的位置经过位置经过位置到位置到位置，且位置，且位置和和都很靠近都很靠近位置位置，在这个过程中，线圈中的磁通量，在这个过程中，线圈中的磁通量A A是增加的；是增加的； B B是减少的是减少的C C先增加，后减少；先增加，后减少； D D先减少，后增加先减少，后增加D D例例2 2、如图所示，两个同心圆线圈、如图所示，两个同心圆线圈a a 、b b在同一平面内，在同一平面内，半径半径R Ra a b b B B、 a a = = b b C C、 a a b b D D、无法确定、无法确定NSabA1 1、磁场对通电导线的作用力称安培力，其大小为磁场对通电导线的作用力称安培力，其大小为其中其中表示表示电流方向电流方向与与磁感强度磁感强度方向的夹角方向的夹角四、安培力四、安培力-磁场通电导线的作用磁场通电导线的作用当当BLBL时时F=BILF=BILF=0F=0F =F =BILsinBILsin当当BLBL时时2 2、方向：、方向：左手定则左手定则3 3、适用条件：、适用条件：匀强磁场匀强磁场由左手定则可知：安培力由左手定则可知：安培力F F一定垂直一定垂直B B、I I所组成的平面所组成的平面不仅与不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关，夹角有关，还与放置方式有关，夹角L是有效长度，不一定是导线实际长度是有效长度，不一定是导线实际长度4 4、安培力的大小特点：、安培力的大小特点：注意：闭合的通电线圈在磁场中的受到的合的磁场力为注意：闭合的通电线圈在磁场中的受到的合的磁场力为 零零5 5、导体在安培力作用下运动情况的判断导体在安培力作用下运动情况的判断环形电流可等效为小磁针，条形磁铁或小磁针也可以环形电流可等效为小磁针，条形磁铁或小磁针也可以等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。或条形磁铁。等效成磁铁：同性相斥、异性相吸等效成磁铁：同性相斥、异性相吸等效成电流：求同趋近等效成电流：求同趋近NSNSNSINS【较难题较难题】如图所示如图所示, ,电源电动势电源电动势E E2V,r2V,r0.5,0.5,竖直竖直导轨电阻可略导轨电阻可略, ,金属棒的质量金属棒的质量m m0.1kg,0.1kg,R=0.5,R=0.5,它与导体轨道的动摩擦因数它与导体轨道的动摩擦因数0.4,0.4,有效长度有效长度为为0.2 m,0.2 m,靠在导轨的外面靠在导轨的外面, ,为使金属棒不下滑为使金属棒不下滑, ,我们施一我们施一与纸面夹角为与纸面夹角为60600 0且与导线垂直向外的磁场且与导线垂直向外的磁场,(g=10 m/s,(g=10 m/s2 2) )求：（求：（1)1)此磁场是斜向上还是斜向下？此磁场是斜向上还是斜向下？（2 2）B B的范围是多少？的范围是多少？6 6、安培力作用下导体的平衡和加速、安培力作用下导体的平衡和加速
