高考物理专题复习：磁场.ppt

磁场的基本概念磁场的基本概念一一磁场的基本概念磁场的基本概念二二磁场的基本性质磁场的基本性质三三.磁感应强度磁感应强度四四磁感线磁感线五五电流周围的磁感应线电流周围的磁感应线六六磁通量磁通量例题例题.例例1例例2例例3例例4P187/例例1P187/例例2P187/例例3例例5例例6例例7一磁场的基本概念一磁场的基本概念1.磁体的周围存在磁场，磁体的周围存在磁场，2.电流的周围也存在磁场，（电流的周围也存在磁场，（奥斯特实验奥斯特实验，如图），如图）3.磁场和电场一样，也是一种特殊物质磁场和电场一样，也是一种特殊物质4.磁场不仅对磁极产生力的作用，磁场不仅对磁极产生力的作用，对电流也产生力的作用对电流也产生力的作用磁场的方向磁场的方向在磁场中的任一点，小磁针北极在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向就是那一点的磁场方向6.磁现象的电本质磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是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由电荷的运动产生的二磁场的基本性质：二磁场的基本性质：磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用1.磁极和磁极之间有磁场力的作用磁极和磁极之间有磁场力的作用2.两条平行直导线，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互吸引，当通以相同方向的电流时，它们相互吸引，当通以相反方向的电流时，它们相互排斥当通以相反方向的电流时，它们相互排斥3.电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用通过磁场发生相互作用4.磁体或电流在其周围空间里产生磁场，而磁场对处磁体或电流在其周围空间里产生磁场，而磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用在它里面的磁极或电流有磁场力的作用5.磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场来传递的间都是通过磁场来传递的三三.磁感应强度磁感应强度1.在磁场中在磁场中垂直垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流跟电流I和导线长度和导线长度L的乘积的乘积IL的比值叫做的比值叫做磁感应强度磁感应强度B=F/IL2.磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T，3.磁感应强度的方向磁感应强度的方向:就是磁场的方向就是磁场的方向小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向方向磁感线上各点的切线方向就是这点的磁场的方磁感线上各点的切线方向就是这点的磁场的方向也就是这点的磁感应强度的方向向也就是这点的磁感应强度的方向4.磁感应强度的迭加磁感应强度的迭加四磁感线四磁感线1.是在磁场中是在磁场中画出画出的一些有方向的曲线，在这些曲线的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上磁上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上磁感线的分布可以形象地表示出磁场的强弱和方向感线的分布可以形象地表示出磁场的强弱和方向3.磁感线的密疏表示磁场的大小在同一个磁场的磁磁感线的密疏表示磁场的大小在同一个磁场的磁感线分布图上，磁感线越密的地方，表示那里的磁感线分布图上，磁感线越密的地方，表示那里的磁感应强度越大感应强度越大4.磁感线都是磁感线都是闭合闭合曲线，磁场中的磁感线不相交曲线，磁场中的磁感线不相交2.磁感线上各点的切线方向就是这点的磁场的方向磁感线上各点的切线方向就是这点的磁场的方向.也就是这点的磁感应强度的方向也就是这点的磁感应强度的方向5.常见的磁感应线常见的磁感应线常见的磁感应线常见的磁感应线直线电流的磁感线方向用直线电流的磁感线方向用安培定则安培定则（也叫右手螺旋（也叫右手螺旋定则）来判定：用右手握住导线，让伸直的大拇指所定则）来判定：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向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就是磁感线的环绕方向(图乙图乙)图甲表示直线电流磁图甲表示直线电流磁场的磁感线分布情况场的磁感线分布情况五电流周围的磁感应线五电流周围的磁感应线直线电流的磁感应线直线电流的磁感应线通电螺线管的磁感线方向也可用通电螺线管的磁感线方向也可用安培定则安培定则来判定：来判定：用右手握住螺线管让弯曲的四指所指的方向跟电用右手握住螺线管让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感流的方向一致大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向也就是说，大拇指指向通电螺线管的北极线的方向也就是说，大拇指指向通电螺线管的北极通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似.通电螺线管的磁感线通电螺线管的磁感线1.磁通量的定义：设在匀强磁场中有一个与磁场方向磁通量的定义：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直垂直的平面，磁场的磁感应强度为的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为，平面的面积为S，我们定义，我们定义磁感应强度磁感应强度B与面积与面积S的乘积，的乘积，叫作穿过这个面的磁通量叫作穿过这个面的磁通量，简称磁通简称磁通如果平面跟磁场方向夹角为如果平面跟磁场方向夹角为，我们可以作出它在垂直，我们可以作出它在垂直于磁场方向上的投影平面从图中可以看出，穿过斜面于磁场方向上的投影平面从图中可以看出，穿过斜面和投影面的磁感线条数相等，即磁通量和投影面的磁感线条数相等，即磁通量相等相等=BS则则=BSsin为平面跟磁场方向夹角为平面跟磁场方向夹角如果用如果用表示磁通量，表示磁通量，则有则有六磁通量六磁通量3.磁通量的意义磁通量的意义:垂直于磁场方向的垂直于磁场方向的1m2面积中，磁面积中，磁感线的条数跟那里的磁感应强度的数值相同感线的条数跟那里的磁感应强度的数值相同.4.磁通密度磁通密度:从从=BS可以得出可以得出B=/S，这表示磁感，这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此常把应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此常把磁感磁感应强叫做磁通密度应强叫做磁通密度，并且用，并且用Wb/m2作单位作单位1T=1Wb/m2=1N/Am2.磁通量的单位磁通量的单位5.磁通量是标量磁通量是标量,但是但是有正负有正负.如果将从平面某一侧穿如果将从平面某一侧穿入的磁通量为正入的磁通量为正,则从平面反一侧穿入的磁通量为负则从平面反一侧穿入的磁通量为负.-韦伯，简称韦，符号是韦伯，简称韦，符号是Wb1Wb1T1m2例例1关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有A磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质磁场和电场一样，也是一种物质B磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止D磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线线，没有细铁屑的地方就没有磁感线AB例例2.关于磁场，以下说法正确的是关于磁场，以下说法正确的是A电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度的磁感强度一定为零一定为零B磁场中某点的磁感强度，根据公式磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/IL，它跟，它跟F，I，L都有关都有关C磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向D磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量度方向的单位面积的磁通量D例例3磁场中某点的磁感应强度的方向磁场中某点的磁感应强度的方向A放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向C放在该点的小磁针静止时放在该点的小磁针静止时N极所指的方向极所指的方向D通过该点磁场线的切线方向通过该点磁场线的切线方向CD例例4下列有关磁通量的论述中正确的是下列有关磁通量的论述中正确的是 A磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大B磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大圈的磁通量越大C穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零D匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大大DP187/例例1、下列说法正确的是：、下列说法正确的是：()(A)电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度为零电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度为零(B)一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感感应强度一定为零；应强度一定为零；(C)表征电场中某点的强度，是把一个检验电荷放到该表征电场中某点的强度，是把一个检验电荷放到该点时受到的电场力与检验电荷本身电量的比值；点时受到的电场力与检验电荷本身电量的比值；(D)表征磁场中某点强弱，是把一小段通电导线放在该表征磁场中某点强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值。积的比值。ACP187/例例2如图示，矩形线圈面积为，放在匀强磁场中，如图示，矩形线圈面积为，放在匀强磁场中，开始处于水平位置开始处于水平位置a，磁场与线圈平面夹角为，当线圈，磁场与线圈平面夹角为，当线圈绕其一边顺时针转过绕其一边顺时针转过90到达竖直位置到达竖直位置b的过程中，线圈的过程中，线圈中的磁通量改变了多少？中的磁通量改变了多少？Bab解：在位置解：在位置a，1=BScos注意注意：磁通量：磁通量有正负有正负.如果将从如果将从平面某一侧穿入的磁通量为正平面某一侧穿入的磁通量为正,则从平面反一侧穿入的磁通量为则从平面反一侧穿入的磁通量为负负.=BS(cos+sin)在位置在位置b，2=-BSsinP187/例例3、在同一平面内有四条彼此绝缘的通电直导线、在同一平面内有四条彼此绝缘的通电直导线,如图所示如图所示,四导线中通过的电流强度四导线中通过的电流强度 i 4=i3i2i1,要使要使O点磁场增强，则应切断哪一根导线终点电流？（点磁场增强，则应切断哪一根导线终点电流？（）A.切断切断i1B.切断切断i2C.切断切断i3D.切断切断i4Oi1i4i3i2解：解：在在O点：点：i 4的磁场向的磁场向，i3的磁场向的磁场向,外外里里因为因为i 4=i3所以所以i3、i 4产生的磁场抵消。产生的磁场抵消。I1和和i2产生的磁场向产生的磁场向，里里O点的合磁场向里点的合磁场向里只有切断只有切断i4可使可使O点磁场增强点磁场增强D例例5、一条形磁铁水平放置、一条形磁铁水平放置,如图所示如图所示,一闭合导线框位一闭合导线框位于磁铁的一端于磁铁的一端,线框平面始终与磁铁上表面垂直并与端线框平面始终与磁铁上表面垂直并与端面平行面平行.在线框从磁体左端平移到右端的过程中在线框从磁体左端平移到右端的过程中,穿过线穿过线框的磁通量的变化情况是框的磁通量的变化情况是()(A)始终增大始终增大(B)始终减小始终减小(C)先增大后减小先增大后减小(D)先减小后增大先减小后增大NSC例例6.边长为边长为10cm的正方形线框，垂直于匀强磁场放置的正方形线框，垂直于匀强磁场放置，磁感应强度，磁感应强度B02T，如下图所示，此时穿过线，如下图所示，此时穿过线框的磁通量框的磁通量1_Wb若将线框以一边为轴若将线框以一边为轴转过转过60，则线框的磁通量，则线框的磁通量2_Wb若将若将线框以一边为轴转过线框以一边为轴转过180，则，则穿过线框的磁通量的变化量大小穿过线框的磁通量的变化量大小是是_Wb 210311034103例例7.如下图所示，在同一水平面内有三个闭合如下图所示，在同一水平面内有三个闭合线圈线圈a、b、c，当，当a 线圈中有电流通过时，它线圈中有电流通过时，它们的磁通量们的磁通量分别为分别为a、b、与、与c,下列说法正下列说法正确的是：确的是：()A.abc B.abc C.ac bD.ac bIabcB例、例、如图所示，矩形线框如图所示，矩形线框abcd，处于磁感应强度为，处于磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中，线框面积为的匀强磁场中，线框面积为S=0.3m2，线框从图，线框从图示位置转过示位置转过60，线框中磁通量变化量为，线框中磁通量变化量为，线框在，线框在后来位置时磁通密度为后来位置时磁通密度为。线框处于匀强磁场中，各处的磁感强度的大小、方向线框处于匀强磁场中，各处的磁感强度的大小、方向均相同，所以均相同，所以B=0.2T。磁通密度就是磁感应强度磁通密度就是磁感应强度B.解析：线框在图示位置时、磁感强度解析：线框在图示位置时、磁感强度B与线框平面与线框平面垂直，磁通量垂直，磁通量1=BS=0.20.3=0.06Wb，当线框转过当线框转过60时，线框在与磁感线垂直平面的投影时，线框在与磁感线垂直平面的投影面积为面积为Scos60，此时磁量，此时磁量2=BScos60=0.03Wb,所以所以=12=0.03Wb。cabdBOO例例、如图所示、如图所示,六条通电的绝缘导线放在同一平面内六条通电的绝缘导线放在同一平面内,导导线中通过的电流强度均为线中通过的电流强度均为I,方向如图方向如图,六条导线围成的六条导线围成的A、B、C、D四个边长相等的正方形中四个边长相等的正方形中,则平均磁感应强则平均磁感应强度最大的区域是哪些区域？该区域的磁场方向如何？度最大的区域是哪些区域？该区域的磁场方向如何？ABCDI1I2I3I4I5I6解：解：A区域：区域：I1、I2;I4、I5产生的磁场抵消，产生的磁场抵消，I3的磁场向外，的磁场向外，I6的磁场向外的磁场向外,合磁场向外合磁场向外B区域：区域：I2、I3;I4、I5产生的磁场抵消，产生的磁场抵消，I1的磁场向里，的磁场向里，I6的磁场向外，的磁场向外，合磁场为合磁场为0C区域：区域：I1I2;I5I6产生的磁场抵消，产生的磁场抵消，I3的磁场向外，的磁场向外，I4的磁场向里，的磁场向里，合磁场为合磁场为0D区域：区域：I2,I3;I5I6产生的磁场抵消，产生的磁场抵消，I1的磁场向里，的磁场向里，I4的磁场向里，的磁场向里，合磁场向里合磁场向里