环形电流及通电螺线管的磁场特点

高中物理知识全解 2.4 磁场的根本性质注意：左手生力，右手生电生磁。

根底知识：1、磁场：磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫磁场。

2、磁场的根本性质：对放入其中的磁极、电流或运动电荷产生力的作用。

3、磁场的产生I、永磁体周围存在磁场。

II、电流周围存在磁场—电流的磁效应注意：结合安培右手定那么及楞次定律判定磁场的方向。

4、磁场决定磁场强度的客观性，磁场强度是由磁场所决定的客观物理量。

【例题】由公式F sinB qυθ=洛可知，在磁场中的同一点〔〕磁场强度B与F洛成正比，与sinqυθ成反比。

无论带电粒子所带电量如何变化，F sinqυθ洛始终不变。

磁场中某点的磁场强度为零，那么带电粒子在该点所受的磁场力一定为零。

如果磁场中有静止的带电粒子，那么该带电粒子不受磁场力。

假设带电粒子在某点不受磁场力，那么说明该点磁场强度为零。

磁场中的运动电荷不一定受磁场力。

答案：BCDF5、磁现象I、磁性：物质具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。

II、磁体：具有磁性的物体叫磁体。

【磁体可分为：永磁体〔即硬磁体〕和软磁体两大类】III、磁极：磁体的各局部磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极。

任何磁铁都有两个磁极，一个叫南极(S极)，一个叫北极(N极)。

IV、磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

6、电流的磁效应I、电流对小磁针的作用。

奥斯特实验：奥斯特发现，电流能使磁针偏转，如以下列图所示。

II、磁体对通电导线的作用磁体对通电导线产生力的作用，使悬挂在蹄形磁铁两极间的通电导线发生移动。

如以下列图所示。

III、电流和电流间的相互作用相互平行且距离较近的两条导线，当导线中分别通以方向相同的电流时，两导线相互吸引；当导线中通以方向相反的电流时，两导线相互排斥，如以下列图所示。

总结：不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应。

常见的磁场的磁感线分布(1)条形磁铁磁感线分布(如图16-1-2)特点：在磁体外部，磁感线从N极发出回到S极；在磁体内部磁感线由S极到N极．在磁体的外部，磁极附近的磁感线较密集．在磁体内部的磁体中间的磁感线最密集．(2)蹄形磁铁的磁感线分布(如图16-1-3)特点：在磁体外部，磁感线由N极发出，回到S极，在磁体内部磁感线由S极到N极，磁极附近的磁感线较密集．在磁体内部磁铁中点处的磁感线最密集．注意：蹄形磁铁两极间形成的磁场的磁感线不平行也不均匀．(3)直线电流的磁感线分布(如图16-1-4)特点：是一些以导线上各点为圆心的同心圆，且都在跟导线垂直的平面上，磁感线越靠近导线越密，越远则越疏．(4)环形电流的磁感线分布(如图16-1-5)特点：是一些围绕环形导线的闭合曲线，在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线平面垂直．(5)通电螺线管的磁感线分布(如图16-1-6)特点：通电螺线管的磁感线与条形磁铁的磁感线相似．例、如图所示，已知磁体的磁极，你能否标出磁感线方向和小磁针的N、S极？()答案：能解析：磁感线可以根据从北极出来回到南极来判断，因此条形磁体的S极一端的磁感线方向标朝里的箭头，即向左。

而N极一端磁感线的方向则标向外的箭头，即向左。

判断小磁针的N、S极有两种方法：一种根据异名磁极相互吸引靠近而判断，靠着条形磁体S极一端的为小磁针的N极，则另一端为S极；另一种方法是根据小磁针的N极应与该点的磁场方向、磁感线方向一致来判断。

在判断出此处磁感线方向以后，即可作答。

标出后如下图所示：例、如图所示，在蹄形磁铁旁的a点放一小磁针，且指向如图，b点不放小磁针但有磁感线，c点既不放小磁针，也没有磁感线。

则下列判断中，正确的是（）A．a点有磁场，且方向向下B．b点有磁场，但其方向无法确定C．c点没有磁场D．蹄形磁铁的上端是N极解答：小磁针N极静止时向下，根据磁场方向的规定，a点磁场方向向下。

由a点磁场方向可知蹄形磁铁上端是N极，则图中磁感线的方向由磁铁的N极指向S极。

高中物理选修3-1——磁场知识点总结高中物理选修3-1——磁场知识点总结一、磁场及其磁感线1、磁场（1）磁场是存在于磁极或电流周围空间里的一种特殊的物质，磁场和电场一样，都是“场形态物质”。

（2）磁场的方向：物理学规定，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，就是那一点磁场的方向。

（3）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。

磁极和磁极之间、磁场和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。

2、磁感线（1）磁感线：是形象地描述磁场而引入的有方向的曲线。

在曲线上，每一点切线方向都在该点的磁场方向上，曲线的疏密反映磁场的强弱。

（2）磁感线的特点：a.磁感线是闭合的曲线，磁体的磁感线在磁体外部由N极到S极，内部由S极到N极。

b.任意两条磁感线不能相交。

3、几种常见磁场的磁感线的分布（1）条形磁铁和碲形磁铁的磁感线条形磁铁和蹄形磁铁是两种最常见的磁体，如图所示的是这两种磁体在平面内的磁感线形状，其实它们的磁感线分布在整个空间内，而且磁感线是闭合的，它们的内部都有磁感线分布。

（2）通电直导线磁场的磁感线通电直导线磁场的磁感线的形状与分布如图所示，通电直导线磁场的磁感线是一组组以导线上各点为圆心的同心圆。

需要指出的是，通电直导线产生的磁场是不均匀的，越靠近导线，磁场越强，磁感线越密。

电流的方向与磁感线方向的关系可以用安培定则来判断，如图所示。

用右手握住直导线，伸直的大拇指与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

（3）环形电流磁场的磁感线环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线，在环形的中心轴上，由对称性可知，磁感线是与环形导线的平面垂直的一条直线。

如图甲所示，环形电流方向与磁感线方向的关系也可以用右手定则来判断，如图乙所示，让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是圆环轴线上磁感线的方向；如图丙所示，让右手握住部分环形导线，伸直的大拇指与电流方向一致，则四指所指的方向就是围绕环形导线的磁感线的方向。

平职学院2005年度优秀论文评奖申报表关于通电螺线管内部的磁场王广云许峰平顶山工业职业技术学院467000实验证明通电螺线管的周围和内部均有磁场，并跟条形磁铁的磁场相似。

只是条形磁铁的南、北极固定不变，磁性的强弱一般也不变。

而通电螺线管的南、北极随所通电流方向的改变而改变，也就是说，通电螺线管的磁场方向跟所通电流方向的有关，他们之间的关系可用右手螺旋定则来判定。

通电螺线管的磁场强弱跟所通电流的大小有关（所通电流大，它的磁场强，反之它的磁场就弱）。

这些实验事实都不难理解，学生感觉困惑的是：“置于通电螺线管内部的小磁针N极跟置于通电螺线管外部的小磁针N极指向不同”这一实验结果。

如图（一）所示，小磁针A、B分别置于通电螺线管内部和外部，它们N极的指向相反。

对于通电螺线管内部的小磁针A来说，若按磁场的基本特性——对放入其中的小磁针有力的作用和“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的结论去分析判断，它的N极、S极应对调，即跟实验结果相反，这是为什么呢？下面就通电螺线管内部的磁场作一简单的分析：一、根据磁感线特点分析：给螺线管通入图（二）所示方向的电流时，由右手螺旋定则可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，其外部磁感线的方向是从N极到S极，内部磁感线的方向是从S极到N极，从而构成闭合曲线。

这就是说通电螺线管的内部和外部磁场方向（磁感线的方向）不同。

在通电螺线管外部，两端磁感线密集（磁场强），中间部位磁感线稀疏（磁场弱），这说明通电螺线管外部各点的磁场强弱和方向各不相同。

在通电螺线管内部轴心附近磁感线分布比较均匀、相互平行、方向一致，因此可以看作匀强磁场。

而外部则是非匀强磁场。

在通电螺线管的同一截面上内部和外部的磁场方向相反，如图（二）所示，A、B两点的磁场方向相反，C、D两点的磁场方向相反，若按“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的结论去分析判断，放在图（二）所示A、B和C、D四点的小磁极N极指向是一致的，均指向通电螺线管的S极端。

专题40 磁场的描述 磁场对通电导线的作用力1.知道磁感应强度的概念及定义式，并能理解与应用。

2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.3.会用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题．一、磁场、磁感应强度 1．磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用． （2）方向:小磁针的N 极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时北极的指向． 2．磁感应强度（1）物理意义:描述磁场的强弱和方向． (2）大小:ILFB(通电导线垂直于磁场）． （3）方向:小磁针静止时N 极的指向． (4)单位：特斯拉（T ）． 3．匀强磁场（1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场． (2）特点匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线． 4．磁通量(1)概念：在磁感应强度为B 的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S 与B 的乘积． （2)公式:Φ＝BS .深化拓展 （1)公式Φ＝BS 的适用条件：①匀强磁场；②磁感线的方向与平面垂直．即B ⊥S . (2)S 为有效面积．(3）磁通量虽然是标量，却有正、负之分． (4）磁通量与线圈的匝数无关． 二、磁感线、通电导体周围磁场的分布1．磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的切线方向跟这点的磁场方向一致． 2．条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布（如图所示）3．电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强,管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远,磁场越弱安培定则立体图横截面图4.(1）磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向．（2)磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场较强；在磁感线较疏的地方磁场较弱．(3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点．在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极．(4）同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切．(5)磁感线是假想的曲线,客观上不存在．三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1．安培力的大小（1）磁场和电流垂直时，F＝BIL.(2）磁场和电流平行时:F＝0.2．安培力的方向(1）用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．（2）安培力的方向特点:F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面．考点一安培定则的应用和磁场的叠加1．安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因"和“果”。

磁场知识点汇总.一、磁场的基本概念1、磁场：磁体或电流周围存在的一种特殊物质，能够对放入其中的磁体或电流产生力的作用。

磁场的物质性：磁场是客观存在的，虽然看不见、摸不着，但可以通过它对其他磁体或电流的作用来感知和研究。

2、磁感应强度：描述磁场强弱和方向的物理量，符号为 B。

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 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值叫做磁感应强度。

单位：特斯拉（T）。

方向：小磁针静止时 N 极所指的方向。

3、磁感线定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度方向一致。

特点1、磁感线是闭合曲线，在磁体外部，磁感线从 N 极出发，回到 S 极；在磁体内部，磁感线从 S 极指向 N 极。

2、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方，磁感应强度越大。

3、磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。

二、常见磁场的分布1、条形磁铁的磁场外部磁场：从 N 极指向 S 极。

内部磁场：从 S 极指向 N 极。

2、蹄形磁铁的磁场外部磁场：从 N 极指向 S 极。

内部磁场：从 S 极指向 N 极。

3、通电直导线周围的磁场安培定则（右手螺旋定则）：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，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

磁场分布特点：离导线越近，磁场越强；磁感线是以导线为圆心的同心圆。

4、环形电流的磁场安培定则：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形电流中心轴线上磁感线的方向。

磁场分布特点：环形电流的磁场类似于条形磁铁的磁场。

5、通电螺线管的磁场安培定则：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，那么大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是螺线管的 N 极。

磁场分布特点：通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场，管外为非匀强磁场。

三、安培力1、定义：通电导线在磁场中受到的力。

物理磁场的知识点总结物理磁场的知识一、磁场磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。

电流在周围空间产生磁场，小磁针在该磁场中受到力的作用。

磁极和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的。

电流和电流之间的相互作用也是通过磁场产生的。

磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质，磁极或电流在自己的周围空间产生磁场，而磁场的基本性质就是对放入其中的磁极或电流有力的作用。

二、磁现象的电本质1.罗兰实验正电荷随绝缘橡胶圆盘高速旋转，发现小磁针发生偏转，说明运动的电荷产生了磁场，小磁针受到磁场力的作用而发生偏转。

2.安培分子电流假说法国学者安培提出，在原子、分子等物质微粒内部，存在一种环形电流-分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。

安培是最早揭示磁现象的电本质的。

一根未被磁化的铁棒，各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性;当铁棒被磁化后各分子电流的取向大致相同，两端对外显示较强的磁性，形成磁极;注意，当磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性。

3.磁现象的电本质运动的电荷(电流)产生磁场，磁场对运动电荷(电流)有磁场力的作用，所有的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)通过磁场而发生相互作用。

三、磁场的方向规定：在磁场中任意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就是那一点的磁场方向。

四、磁感线1.磁感线的概念：在磁场中画出一系列有方向的曲线，在这些曲线上，每一点切线方向都跟该点磁场方向一致。

2.磁感线的特点：(1)在磁体外部磁感线由N极到S极，在磁体内部磁感线由S 极到N极。

(2)磁感线是闭合曲线。

(3)磁感线不相交。

(4)磁感线的疏密程度反映磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强。

3.几种典型磁场的磁感线：(1)条形磁铁。

(2)通电直导线。

①安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向;②其磁感线是内密外疏的同心圆。