磁场
一．知识点梳理
考试要点
基本概念
一、磁场和磁感线（三合一）
1、磁场的来源：磁铁和电流、变化的电场
2、磁场的基本性质：对放入其中的磁铁和电流有力的作用
3、磁场的方向（矢量）
方向的规定：磁针北极的受力方向，磁针静止时N极指向。
4、磁感线：切线～～磁针北极～～磁场方向
5、典型磁场——磁铁磁场和电流磁场（安培定则（右手螺旋定则））
6、磁感线特点： ① 客观不存在、② 外部N 极出发到S ，部S 极到N 极③ 闭合、不相交、④ 描述磁场的方向和强弱 二．磁通量（Φ 韦伯 Wb 标量）
通过磁场中某一面积的磁感线的条数，称为磁通量，或磁通 二．磁通密度（磁感应强度B 特斯拉T 矢量）
大小：通过垂直于磁感线方向的单位面积的磁感线的条数叫磁通密度。 S
B Φ
=
1 T = 1 Wb / m
2 方向：B 的方向即为磁感线的切线方向
地球磁场 通电直导线周围磁场 通电环行导N
S
意义：1、描述磁场的方向和强弱 2、由场的本身性质决定 三．匀强磁场
1、定义：B
2、来源：①距离很近的异名磁极之间
②
通电螺线管或条形磁铁的部，边缘除外 四．了解一些磁场的强弱
永磁铁―10
－
3 T ，电机和变压器的铁芯中―
0.8～1.4 T
超导材料的电流产生的磁场―1000T ，地球表面附近―3×10
－5～7×
10－5 T
比较两个面的磁通的大小关系。如果将底面绕轴L 旋转，则磁通量如何变化？ Ⅱ
磁场对电流的作用——安培力
一．安培力的方向 ——（左手定则）伸开左手，使大拇指与四指在同一个平面，并跟四指垂直，让磁感线穿入手心，使四指指向电流的流向，这时大拇指的方向就是导线所受安培力的方向。（向里和向外的表示方法（类比射箭））
I
规律：（1）左手定则
（2）F ⊥B ，F ⊥I ，F 垂直于B 和I 所决定的平面。但B 、I 不一定垂直
安培力的大小与磁场的方向和电流的方向有关，两者夹角为900时，力最大，夹角为00时，力＝0。猜想由90度到0度力的大小是怎样变化的 二．安培力的大小：匀强磁场，当B ⊥ I 时，F ＝ B I L
在匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时，电流所受的安培力等于磁感应将度B 、电流I 和导线的长度L 三者的乘积
在非匀强磁场中，公式F ＝BIL 近似适用于很短的一段通电导线 三．磁感应强度的另一种定义 匀强磁场，当B ⊥ I 时，IL
F
B 练习
有磁场就有安培力（×） 磁场强的地方安培力一定大（×）
不受力
磁感线越密的地方，安培力越大（×） 判断安培力的方向
Ⅲ电流间的相互作用和等效长度 一．电流间的相互作用
总结：通电导线有转向电流同向的趋势
二．等效长度 推导：
F
同向吸引 F
同向排斥
F
转向同向， 同
时靠近
转向同向， 同时靠近
L
水平方向：向左＝F 1 sin α ＝ BIL 1 sin α ＝ B I h 向右＝F 2 sin β ＝ BIL 2 sin β ＝ B I h ⇒
水平方向平衡
竖直方向：左导 F 1 cos α ＝ BIL 1 cos α 右导 F 2 cos β ＝ BIL 2 cos β ⇒ F ＝ B I L
推广：等效长度为导线两端连线的长度 一 ．洛伦兹力的方向——左手定则：
四指指向正电荷的运动方向或负电荷运动的反方向 大拇指指向洛伦兹力的方向
S
f ⊥ B f ⊥ v
4、q 、v 、B 三者有一个或三个“反向”，则f 变向 若有两个“反向”则f 反向不变
（1）电荷静止，f ＝0（2）v ∥B ，f ＝0（3）v ⊥B ，f 最大
二．洛伦兹力的大小
已知：I ⊥ B 匀强、导线截面积s 、 电荷电量q 、电荷定向移动速率v 单位体积电荷数n 、导线长度L
有：nqsv I = BIL F =
v
F
v
力向里
v qvB f nsL
F
f B 条件=⇒=
⇒
⊥ A
B
三．洛伦兹力不做功 1、判断三种粒子电荷的正负
2、三个完全相同的金属带电球，同一高度，同时下落
（1）落地速度V 1 ＝ V 3 ＜ V 2 （2）下落时间 t 1 ＝ t 2 ＜ t 3
四、带 电 粒 子 的 圆 周 运 动 1、运动状态
v ⊥ 匀强B ，忽略重力
f ⊥ v ，洛伦兹力不做功，速率不变 f ＝ q v B ，充当向心力 2．轨道半径和周期
半径qB
mv
r r mv qvB =⇒=2
v
e
2
f = 2eBv
E
B
匀速圆周运动
周期qB
m T qB mv
r v
r T ππ22=⇒=
=
周期与速率无关，对于确定的磁场，周期取决于荷质比。 五、电流表构造：
蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地福向分布的．
（2）铝框上绕有线囵，铝框转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针． 六、安培分子电流假说
导体中的电流是由大量的自由电子的定向移动而形成的，而电流的周国又有磁场，所以电流的磁场应该是由于电荷的运动产生的．那么，磁铁的磁场是否也是由电荷的运动产生的呢？
安培提出在磁铁中分子、原于存在着一种环形电流一一分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体．
磁铁的分子电流的取向大致相同时，对外显磁性；磁铁的分子电流取向杂乱无章时，对外不显磁性。
近代的原子结构理论证实了分子电流的存在．
根据物质的微观结构理论，微粒原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，核外电子带负电，电子在库仑力的作用下，绕核高速旋转，形成分子电流．可见，磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的 三种场力的特点
1、重力的特点：其大小为mg ，方向竖直向下；做功与路径无关，与带电粒子的质量及起、
