高二物理安培力 磁感应强度二
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高二物理安培力知识点安培力(Ampere Force),又称真空中的洛伦兹力(Lorentz Force),是指一个电荷在磁场中所受到的力。
在高二物理学习中,我们需要了解并掌握安培力的计算方法、性质以及与电流、磁场等相关的知识点。
本文将为大家介绍高二物理中与安培力相关的知识点。
一、安培力的计算公式安培力的计算公式为F = qvBsinθ,其中F表示安培力的大小,q表示电荷的大小,v表示电荷的速度,B表示磁感应强度,θ表示电荷速度与磁场方向之间的夹角。
二、安培力的性质1. 安培力与电荷的关系安培力与电荷的大小成正比,即当电荷q增加时,安培力F也相应增加。
2. 安培力与电流的关系电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量,安培力与电流的大小成正比。
设导线长度为l,电荷在导线中的速度为v,电荷密度为ρ,则电流I = ρvl。
因此,安培力F与电流I也成正比。
3. 安培力与磁场的关系安培力与磁场的大小成正比,即当磁感应强度B增加时,安培力F也相应增加。
4. 安培力与速度的关系安培力与电荷的速度v的大小成正比,即当电荷速度v增加时,安培力F也相应增加。
5. 安培力的方向安培力的方向遵循右手定则:将右手从电荷正方向握住导线,在磁场方向上升的情况下,手指弯曲的方向即为安培力的方向。
6. 安培力的性质总结安培力与电荷、电流、磁场强度、速度之间有着一定的数学关系,根据具体情况可以通过计算公式来求解安培力的大小和方向。
三、安培力与磁场的应用1. 高斯枪高斯枪是利用安培力的原理来实现粒子的加速和磁聚焦。
通过在导弹中引入磁场,使得导弹内部飞行的粒子受到安培力的作用,从而达到加速的效果。
2. 电磁铁电磁铁是将电能转化为磁能的一种装置。
当电流通过电磁铁的线圈时,线圈周围会产生强磁场,而磁感应强度B与电流I成正比。
通过控制电流的大小,可以调节磁场的强度,从而实现对物体的吸附和释放。
3. 涡流制动涡流制动是一种利用安培力原理制动运动金属物体的方法。
高二选修物理磁感应强度知识点梳理高二选修物理《磁感应强度》知识点梳理一.感应电流的产生条件1.电磁感应:利用磁场产生电流的现象叫电磁感应;产生的电流叫感应电流。
2.产生条件:不管是闭合回路的一部分导体做切割磁感线的运动,还是闭合回路中的磁场发生变化,穿过闭合回路的磁感线条数都发生变化,回路中就有感应电流产生—闭合回路中的磁通量发生变化3.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T,1T=1N/A•m二.判断感应电流方向的原则1.右手定则:当导体在磁场中切割磁感线的运动时,其产生的感应电流的方向可用右手定则判定。
伸出右手,磁感线垂直穿过掌心,大拇指指向为导体的运动方向,四指指向为感应电流的方向2.楞次定律:感应电流的方向总阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化3.步骤 1先判断原磁场的方向 2判断闭合回路的磁通量的变化情况 3判断感应磁场的方向 4由感应磁场方向判断感应电流的方向三.楞次定律的理解和应用楞次定律的主要内容是研究引起感应电流的磁场即原磁场和感应电流的磁场二者之间的关系1.当闭合电路所围面积的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当闭合电路的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同2、感应电流的方向总阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化四、磁感应强度定义式及量纲定义式F=ILB表达式B=F/IL量纲在国际单位制SI中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特T。
在高斯单位制中,磁感应强度的单位是高斯Gs ,1T=10KGs等于10的四次方高斯。
由于历史的原因,与电场强度E对应的描述磁场的基本物理量被称为磁感应强度B,而另一辅助量却被称为磁场强度H,名实不符,容易混淆。
通常所谓磁场,均指的是B。
B在数值上等于垂直于磁场方向长1 m,电流为1 A的导线所受磁场力的大小。
B= F/IL F=BIL而来注:磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的,与是否放置通电导线无关,定义式F=BIL中要求一小段通电导线应垂直于磁场放置才行,如果平行于磁场放置,则力F为零。
以下是高二物理电磁学部分的常用公式:
电场强度公式:E=F/q,电场力公式:F=qE,电势差公式:U=W/q,电容器的电容公式:C=Q/U,电流的定义式:I=q/t。
欧姆定律:I=U/R,焦耳定律:Q=I²Rt,法拉第电磁感应定律:E=nΔΦ/Δt,闭合电路欧姆定律:I=E/(R+r)。
磁感应强度的定义式:B=F/IL,安培力公式:F=BIL,洛伦兹力公式:F=qvB。
电功公式:W=UIt,电功率公式:P=UI,焦耳定律:Q=I²Rt。
洛伦兹力不做功,电场力做功与电势差的关系为:WAB=qUAB。
粒子通过加速电场的偏转量与偏转角的关系为:y=at²/2,tanθ=v⊥/v0。
电容器通过充电和放电过程实现电能和化学能的转化。
平行板电容器的电容公式为:C=εS/4πkd。
带电粒子在匀强电场中的运动公式有:v²-v0²=2ax,tanθ=v⊥/v0等。
电磁学公式比较多且复杂,需根据不同的情境和问题进行选择和应用。
同时也要注意单位和符号的规范使用。
⾼⼆物理磁场中的安培⼒知识点 安培⼒是⾼⼆物理教学中的⼀个重要内容,具体有哪些知识点我们需要了解?下⾯是店铺给⼤家带来的⾼⼆物理磁场中的安培⼒知识点,希望对你有帮助。
⾼⼆物理磁场中的安培⼒知识点 ⼀、安培⼒的⽅向 安培⼒——磁场对电流的作⽤⼒称为安培⼒。
左⼿定则:伸开左⼿,使拇指与四指在同⼀个平⾯内并跟四指垂直,让磁感线垂直穿⼊⼿⼼,使四指指向电流的⽅向,这时拇指所指的就是通电导体所受安培⼒的⽅向。
⼆、安培⼒⽅向的判断 1.安培⼒的⽅向总是垂直于磁场⽅向和电流⽅向所决定的平⾯,在判断安培⼒⽅向时⾸先确定磁场和电流所确定的平⾯,从⽽判断出安培⼒的⽅向在哪⼀条直线上,然后再根据左⼿定则判断出安培⼒的具体⽅向。
2.已知I、B的⽅向,可唯⼀确定F的⽅向;已知F、B的⽅向,且导线的位置确定时,可唯⼀确定I的⽅向;已知F、I的⽅向时,磁感应强度B的⽅向不能唯⼀确定。
3.由于B、I、F的⽅向关系在三维⽴体空间中,所以解决该类问题时,应具有较好的空间想像⼒.如果是在⽴体图中,还要善于把⽴体图转换成平⾯图。
三、安培⼒的⼤⼩ 实验表明:把⼀段通电直导线放在磁场⾥,当导线⽅向与磁场⽅向垂直时,导线所受到的安培⼒最⼤;当导线⽅向与磁场⽅向⼀致时,导线所受到的安培⼒等于零;当导线⽅向与磁场⽅向斜交时,所受到的安培⼒介于最⼤值和零之间。
⾼⼆物理磁场知识点 1.磁感应强度是⽤来表⽰磁场的强弱和⽅向的物理量,是⽮量,单位T),1T=1N/Am 2.安培⼒F=BIL;(注:L⊥B){B:磁感应强度(T),F:安培⼒(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)} 3.洛仑兹⼒f=qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第⼆册P155〕{f:洛仑兹⼒(N),q:带电粒⼦电量(C),V:带电粒⼦速度(m/s)} 4.在重⼒忽略不计(不考虑重⼒)的情况下,带电粒⼦进⼊磁场的运动情况(掌握两种): (1)带电粒⼦沿平⾏磁场⽅向进⼊磁场:不受洛仑兹⼒的作⽤,做匀速直线运动V=V0 (2)带电粒⼦沿垂直磁场⽅向进⼊磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度⽆关,洛仑兹⼒对带电粒⼦不做功(任何情况下);(c)解题关键 ⾼⼆物理学习⽅法 ⼀、及时完成学习任务,注重基础知识的掌握。
第二节安培力磁感应强度在物理学的奇妙世界中,安培力和磁感应强度是两个至关重要的概念。
它们不仅在理论研究中具有深刻的意义,更是在实际应用中发挥着不可或缺的作用。
首先,咱们来聊聊安培力。
安培力是指通电导线在磁场中所受到的力。
想象一下,一根导线中有电流通过,然后把它放到磁场中,这时候它就会受到一种力的作用,这个力就是安培力。
那安培力的大小跟哪些因素有关呢?它跟导线中的电流大小、导线在磁场中的长度,以及磁感应强度的大小都有关系。
具体来说,安培力的大小等于电流大小、导线长度以及磁感应强度大小这三者的乘积,再乘以它们之间夹角的正弦值。
如果导线与磁场方向垂直,那么夹角就是 90 度,正弦值就是 1,这个时候安培力最大。
举个例子,如果有一根长为 1 米的直导线,通过的电流是 2 安培,处在磁感应强度为05 特斯拉的匀强磁场中,并且导线与磁场方向垂直,那么这根导线所受到的安培力大小就是 1 牛顿。
安培力的方向又怎么判断呢?这就得用到左手定则了。
伸开左手,让磁感线垂直穿过手心,四指指向电流的方向,那么大拇指所指的方向就是安培力的方向。
说完了安培力,咱们再来说说磁感应强度。
磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。
它就像是给磁场的“力量”定了一个标准。
那怎么来理解磁感应强度呢?可以把它想象成磁场的“密度”。
磁场越强,磁感应强度就越大;磁场越弱,磁感应强度就越小。
在定义上,把一小段通电导线垂直放在磁场中,所受到的安培力与电流和导线长度的乘积的比值,就叫做磁感应强度。
磁感应强度是矢量,它有大小和方向。
在匀强磁场中,磁感应强度的大小和方向都是处处相同的。
在实际应用中,安培力和磁感应强度有着广泛的用途。
比如在电动机中,就是利用安培力的作用来使电动机转动;在磁悬浮列车中,也离不开对安培力和磁感应强度的巧妙运用。
总之,安培力和磁感应强度是电磁学中非常重要的概念。
深入理解它们,对于我们掌握电磁学的知识,以及解决实际问题都具有极其重要的意义。
安培力磁感应强度简介安培力磁感应强度(B)是描述磁场强度的物理量,是用来衡量磁场对电流的影响程度。
安培力磁感应强度是在指定点或空间中,单位电流元产生的力所引起的磁场强度,通常用字母B表示。
本文将介绍安培力磁感应强度的基本概念和计算方法。
定义安培力磁感应强度是以安培(A)为单位的矢量物理量,表示在磁场中单位电流元所受到的力。
它的大小和方向都与电流元和磁场有关。
计算方法根据比奥-萨伐尔定律,通过一段导线的电流元的安培力磁感应强度可以通过以下公式计算:B = μ0 * I/ (2πr)在公式中,B表示安培力磁感应强度,μ0表示真空中的磁导率(μ0 ≈ 4π * 10^-7 T*m/A),I表示电流的大小,r表示与电流元的距离。
特点安培力磁感应强度具有以下几个特点:1.安培力磁感应强度是与电流元的大小和方向有关的,当电流元的大小和方向改变时,磁感应强度也会变化。
2.安培力磁感应强度是矢量量,具有大小和方向。
磁感应强度的方向指向电流元所在点的磁场方向。
3.安培力磁感应强度随着距离的增加而减小,符合反比例关系。
即离电流元越远,安培力磁感应强度越小。
应用安培力磁感应强度在物理学和工程学中有广泛的应用,下面介绍几个常见的应用场景:•电磁铁:在电磁铁中,通过通电线圈产生的磁场,可以利用安培力磁感应强度来控制铁磁材料的磁化程度,从而实现吸附和释放物体的功能。
•电流电机:电流电机的运转原理是利用电流元所受到的安培力磁感应强度,使得电流元和磁场之间产生力的作用,从而让电机产生运动。
•传感器:许多传感器利用安培力磁感应强度的变化来检测和测量特定的物理量,比如磁场传感器可以根据安培力磁感应强度的变化来测量物体周围的磁场强度。
总结安培力磁感应强度是一个描述磁场强度的重要物理量,它与电流元的大小和方向有关,可以用来计算和控制磁场的作用和影响。
了解和掌握安培力磁感应强度的基本概念和计算方法,对于理解磁场的性质和应用具有重要意义。
安培力磁感应强度引言安培力是电流在磁场中作用产生的一种力的表现形式。
它是由法国物理学家安培发现的,因此得名。
安培力与电流、导线长度、导线与磁场的夹角以及磁感应强度之间存在着密切的关系。
在本文中,我们将重点讨论磁感应强度的概念,并了解它与安培力之间的联系。
磁感应强度的定义磁感应强度是描述磁场强弱的物理量。
它用字母B表示,单位是特斯拉(T)。
磁感应强度B的定义可以通过安培力来解释。
根据安培力的定义,当一段电流为1安的导线长度为1米时,它在磁感应强度为1特斯拉的磁场中受到的力为1牛顿。
因此,磁感应强度的定义可以表示为:B = F / (I * L * sinθ)其中,B表示磁感应强度,F表示安培力,I表示电流强度,L表示导线长度,θ表示电流与磁场的夹角。
这个定义可以帮助我们理解磁感应强度与安培力之间的关系。
磁感应强度的性质磁感应强度具有一些重要的性质,这些性质有助于我们理解和应用磁感应强度。
1. 方向性磁感应强度是一个矢量量,即它具有方向。
磁感应强度的方向是垂直于电流所在平面的方向,并且遵循右手定则。
根据右手定则,当右手的四指指向电流方向,拇指所指的方向就是磁感应强度的方向。
2. 与电流强度的关系磁感应强度与电流强度之间存在着线性关系。
当电流强度增加时,磁感应强度也会增加。
这可以通过磁感应强度的定义来推导。
3. 与导线长度的关系磁感应强度与导线长度之间也存在着线性关系。
当导线长度增加时,磁感应强度也会增加。
这也可以通过磁感应强度的定义来推导。
4. 与夹角的关系磁感应强度与电流与磁场的夹角之间存在正弦关系。
当夹角为0度时,即电流与磁场平行时,磁感应强度达到最大值。
而当夹角为90度时,即电流与磁场垂直时,磁感应强度为0。
举例说明为了更好地理解磁感应强度的概念和应用,我们举一个简单的例子。
假设有一段电流为2安的导线,长度为0.5米,在磁感应强度为0.6特斯拉的磁场中,与磁场夹角为30度。
现在我们想计算电流在这个磁场中受到的安培力。
磁场概念及与磁场相关的力一、对磁场概念的理解1、磁场的方向磁感应强度方向、小磁针静止时N极的指向、小磁针N极的受力方向以及磁感应线切线的方向均为磁场方向。
还可由安培定则判断出来。
附:安培定则:又名右手螺旋定则,表示电流与电流激发的磁场的磁感线方向间关系的定则。
通电直导线中的安培定则:右手握导线,大拇指指电流方向,四指方向即磁感应线环绕方向;通电螺线管中的安培定则:右手握住螺线管,四指弯曲方向与电流方向一致,大拇指方向即通电螺线管的N极。
2、磁感应强度①其大小由磁场本身性质决定,与其他因素无关。
②B=F/IL是定义式,该式成立条件是通电导线垂直于磁场放置,磁场方向与安培力方向垂直③磁感应强度是矢量,其叠加符合平行四边形定则二、与磁场相关的力1、安培力定义:磁场对电流(通电导线)的作用力大小:F=BILsinα方向:左手定则判断,大拇指与其他四指垂直,且与掌心同面。
让磁感线垂直穿过手心,四指指向电流方向,则大拇指所指方向即安培力的方向。
判断通电导体或磁体在安培力作用下运动的方法:判断力再看速度方向与力方向之间的关系。
解释为何两直线电流相互平行时无转动趋势,方向相同时相互吸引,相反时相互排斥;两直线电流不平行时有转动到相互平行且方向相同的趋势。
安培力与力学综合的问题通常涉及到平衡与加速度,对这类问题首先确定安培力方向,画出受力平面图(一般画侧视图)再结合闭合电路欧姆定律,安培力计算公式,物体平衡条件,牛顿定律解题即可。
2、洛伦兹力定义:磁场对运动电荷的作用力 大小:F=BVqsinα方向:左手定则,大拇指指向即洛伦兹力方向实质:通电导体所受安培力是导体内所有运动电荷所受洛伦兹力的合力。
试想为何安培力做功,洛伦兹力却不做?注意:洛伦兹力是性质力(向心力是效果力)但是永不做功!带点粒子在磁场中圆心的确定:两速度方向的垂线的交点;已知入射点入射方向及运动轨迹上一条弦,则速度方向垂线及弦的垂直平分线,交点即为圆心;已知两弦,做两弦垂直平分线交点即为圆心圆心确定后半径就确定啦!思考:回旋加速器的原理如图所示,为某一装置的俯视图,PQ 、MN 为竖直放置的很长的平行金属板,两板间有匀强磁场,其大小为B ,方向竖直向下.金属棒AB搁置在两板上缘,并与两板垂直良好接触.现有质量为m ,带电量大小为q ,其重力不计的粒子,以初速v 0水平射入两板间,问:(1)金属棒AB 应朝什么方向,以多大速度运动,可以使带电粒子做匀速运动? (2)若金属棒的运动突然停止,带电粒子在磁场中继续运动,从这刻开始位移第一次达到mv 0/qB 时的时间间隔是多少?(磁场足够大)V 0 MBNPQA× × ×× × ×× × ×× × ×× × ×× × ×附答案:(1)因小球恰能到B 点,则在B 点有22d mv mg B= (1分) m/s 22==gdv B (1分) 小球运动到B 的过程,由动能定理221Bmv mgd qEL =- (1分) m 145212==+=qEmgd qE mgd mv L B (1分)(2)小球离开B 点,电场消失,小球做平抛运动,设落地点距B 点距离为s ,由动能定理小球从静止运动到B 有221B v m mgd L qE '=-' m/s 2422=-'='mmgdL qE v B (2分)221gt d =s 4.02==gdt m 258='=t v x B m 4.222=+=x d s f。
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高二物理公式大全高二学生在学习物理的时候要注意知识的综合学习,通过知识点之间的联系建立知识网络,系统全面的学习。
今天小编在这给大家整理了高二物理公式,接下来随着小编一起来看看吧!高二物理公式(一)恒定电流1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U 外{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R 成反比)电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成 (2)测量原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。
磁感应强度的计算公式物理意义是什么磁感应强度的公式磁感强度计算公式:B=F/IL=F/qv=E/v=Φ/S。
(F:洛伦兹力或者安培力;q:电荷量;v:速度;E:电场强度;Φ(=ΔBS或BΔS,B为磁感应强度,S为面积):磁通量;S:面积;L:磁场中导体的长度。
定义式:F=ILB。
表达式:B=F/IL。
)其次个公式是磁感应强度大小B=安培力乘以导线长度的乘积/通过导体的电流大小,与第四个公式是磁感应强度大小B=洛仑磁力/电荷带电量与电荷进入磁场中的速度乘积,区分在于,其次个公式是通电导体在磁场中的状况,第四个公式是带电粒子在磁场中的状况,一个是宏观的,一个是微观的,实际上是说,可以将带电粒子看做通电导体,都是带电的物质,一个是带电的粒子/微观,一个是带电的导体/宏观,都在磁场中的状况。
磁感应强度的方向推断1、磁场方向即磁感应强度的方向,判定方法是放入检验小磁针北极所受磁场力的方向,也是小磁针稳定平衡时的方向。
2、由电流方向推断磁感应强度的方法:安培定则。
安培定则:也叫右手螺旋定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。
通电直导线中的安培定则:用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向。
通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向全都,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
磁感应强度为什么不叫磁场强度这个是一个历史缘由。
是由于历史上磁场强度一词已用来表示另外一个物理量了。
磁场强度矢量H是为了磁场的安培环路定理得到形式上简化而引入的帮助物理量。
它的物理意义类似于电位移矢量D。
从定义的操作方面来看,磁感应强度是完全只是考虑磁场对于电流元的作用,而不考虑这种作用是否受到磁场空间所在的介质的影响。
这样磁感应强度就是同时由磁场的产生源与磁场空间所布满的介质来打算的。
相反,磁场强度则完全只是反映磁场来源的属性,与磁介质没有关系。
实际在前面已经说明,这两个概念在实际运用中各有其便利之处。
高二物理磁场知识点在高二物理的学习中,磁场是一个重要的概念,它在现代科学技术和日常生活中都有着广泛的应用。
接下来,让我们一起深入了解高二物理中有关磁场的知识点。
一、磁场的基本概念1、磁场的定义磁场是一种看不见、摸不着,但真实存在的特殊物质。
它存在于磁体、电流和运动电荷的周围空间。
2、磁场的性质磁场对放入其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。
3、磁场的方向规定在磁场中某一点小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向。
二、磁感线1、磁感线的定义磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线,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,形成闭合曲线。
2、磁感线的特点(1)磁感线是假想的曲线,并不真实存在。
(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场越强。
(3)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
三、常见磁体的磁场1、条形磁铁的磁场条形磁铁外部的磁感线从 N 极出发,回到 S 极,内部从 S 极指向 N 极,中间部分近似为匀强磁场。
2、蹄形磁铁的磁场蹄形磁铁的磁感线分布与条形磁铁类似,也是在外部从 N 极出发回到 S 极,内部从 S 极指向 N 极。
3、地磁场地球本身是一个大磁体,地磁场的 N 极在地理南极附近,S 极在地理北极附近。
地磁场的磁感线分布类似于条形磁铁的磁场,但并不完全对称。
四、电流的磁场1、奥斯特实验奥斯特实验表明,通电导线周围存在磁场,这是人类首次发现电与磁之间的联系。
2、安培定则(右手螺旋定则)(1)直线电流的磁场: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。
(2)环形电流的磁场: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导线中心轴线上磁感线的方向。
(3)通电螺线管的磁场: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线的方向。
高二物理安培力磁感应强度二
一、教学目标
1、知识目标:复习上节课所学的知识,加深对磁感应强度概念的理解,能够运用安培力公式和磁感应强度公式进行简单运算。
二、重点、难点分析重点是在掌握磁感应强度定义的基础上,掌握磁场对电流作用的计算方法,并能熟练地运用左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向。
三、教具幻灯片、投影仪
四、教法复习提问,讲练结合
五、教学过程
(一)引入新课上节课我们学习了安培力及磁感应强度的概念、这节课我们对上节课所学的知识进行复习和应用。
(二)进行新课复习提问:
1、磁感应强度是由什么决定的?答:磁感应强度是由产生磁场的场电流的大小、分布和空间位置确定的。
2、磁感应强度的定义式是什么?
3、磁感应强度的定义式在什么条件下才成立?成立。
4、垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=1cm,通电电流强度I=10A,若它所受的磁场力F=5N,求(1)该磁场的磁感应强度B是多少?(2)若导线平行磁场方向放置,它所受的磁场力
F为多大?该磁场的磁感应强度B是多少?。
答:(1)因通电导线垂直磁场方向放入匀强磁场,所以根据磁感应强度的定义式(2)导线平行磁场方向放置,它所受的磁场力F为零,该磁场的磁感应强度B仍是0、5T。
点评:计算磁感应强度B时,要注意导线必须垂直磁场方向放置,此时磁感应强度B才等于导线所受安培力F与导线中电流I和导线长度L乘积的比值。
当导线平行磁场方向放置时,它所受的磁场力F为零,但磁感应强度B是由磁场的性质决定的,与导线放置方向及所受安培力大小无关。
5、安培力的方向如何判定?答:用左手定则判定。
伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向。
6、投影并在黑板上演算下面的题目:下列图3中的通电导线长均为L=20cm,通电电流强度均为I=5A,它们放入磁感应强度均为B=0、8T的匀强磁场中,求它们所受磁场力(安培力)。
让三个同学上黑板上做,其他同学在课堂练习本上做,若有做错的,讲明错在哪儿,正确解应是多少,并把判断和描述磁场力方向的方法再给学生讲解一下(如下图示)。
【例1】
两根平行输电线,其上的电流反向,试画出它们之间的相互作用力。
分析:如下图所示,
A、B两根输电线,电流方向相反。
通电导线B处在通电导线A产生的磁场中,受到A产生的磁场的磁场力作用;通电导线A处在通电导线B产生的磁场中,受到B产生的磁场的磁场力作用。
我们可以先用安培定则确定通电导线B在导线A处的磁场方向BB,再用左手定则确定通电导线A受到的磁场力FA的方向;同理,再用安培定则先确定通电导线A在导线B处的磁场方向BA,再用左手定则确定通电导线B受到的磁场力FB的方向。
经分析得出反向电流的两根平行导线间存在的相互作用力是斥力。
完成上述分析,可以让同学在课堂作业本上画出电流方向相同的平行导线间的相互作用力,自己得出同向电流的两根平行导线间存在的相互作用是引力。
【例2】
斜角为θ=30的光滑导体滑轨A和B,上端接入一电动势
E=3V、内阻不计的电源,滑轨间距为L=10厘米,将一个质量为
m=30g,电阻R=0、5Ω的金属棒水平放置在滑轨上,若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场,当闭合开关S后,金属棒刚好静止在滑轨上,如下图所示,求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小是多少?解:合上开关S后金属棒上有电流流过,且金属棒保持静止,由闭合电路欧姆定律金属棒静止在滑轨上,它受到重力mg和滑轮支持力N的作用,因轨道光滑,仅此二力金属棒不可能平衡,它必然还受到垂直于滑轨平面的磁场的安培力作用才能平衡,根据题意和左手定则判断出,磁场方向垂直
滑轨面斜向下,金属棒受到磁场的安培力沿斜面向上,如图所示,由进一步受力分析得出,若金属棒平衡,则它受到的安培力F 应与重力沿斜面向下的分量mgsinθ大小相等,方向相反:F-mgsinθ=0……①又 F=BIL代入①得BIL=mgsinθT
(三)巩固练习练习
1、匀强磁场中长2cm的通电导线垂直磁场方向,当通过导线的电流为2A时,它受到的磁场力大小为410-3N,问:该处的磁感应强度B是多大?(让学生回答)应答:根据磁感应强度的定义在这里应提醒学生在计算中要统一单位,计算中必须运用国际单位。
再问:若上题中,电流不变,导线长度减小到1cm,则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少?若导线长不变,电流增大为5A,则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少?引导学生讨论,得出正确的答案:210-3N,0、1T;110-2N,0、1T,并指出,某处的磁感应强度由建立该磁场的场电流情况和该点的空间位置来决定,与检验通电直导线的电流强度大小、导线长短无关。
练习
2、检验某处有无电场存在,可以用什么方法?检验某处有无磁场存在,可以用什么方法?回答:检验有无电场存在,可用检验电荷,把检验电荷放在被检验处,若该检验电荷受到电场力作用,则该处有电场存在,场强不为零;若该检验电荷没有受到电场力作用,该处没有电场存在或该处场强为零。
检验某处有无磁场存在,可用“检验电流”,把通电导线放在被检验处,若该通
电导线受磁场力作用,则该处有磁场存在,磁感应强度不为零;若该通电导线不受磁场力作用,则该处无磁场存在,该处磁感应强度为零。
追问:如果通电导线不受磁场力,该处是一定不存在磁场,磁感应强度一定为零吗?引导学生讨论,得出“不一定”的正确结果。
因为当通电导线平行磁场方向放在磁场中,它是不受磁场力作用的(这是实验证明的结论)。
再次强调磁感应强度定义的条件:通电直导线必须垂直磁场方向放置。
再问:如何利用通电导线检验某处磁场的存在与否呢?应答:可以改变通电导线的方向,若在各个方向均不受磁场力作用,则该处没有磁场。
再问:在通电导线在不同方法检测,至少检测几次就可确定该处没有磁场存在?应答:至少在相互垂直的两个方向上检测两次。
先将其放在任意方向检测,若此时其不受磁场力作用,则再将通电导线沿垂直刚才的方向放置,若此时其仍不受磁场力作用,则说明该处无磁场存在。
(四)课堂小结
1、当通电直导线垂直磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力最大,F=BIL;当通电直导线平行磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力为零。
2、安培力的大小与电流的大小,导线的长短,磁感应强度的大小及电流方向跟磁场方向的夹角有关系。
3、磁场对通电直导线的安培力的方向,用左手定则来判断。
4、安培力的方向、电流的方向及磁场的方向三者之间的关系,安培力的方向一定同时垂直于磁场方向和电流方向,即安培力垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面,但磁场方向与电流方向不一定互相垂直。
(五)课外作业
1、课本187页和188页上(1)至(5)题,其中(4)、(5)两题做在作业本上。
2、预习第三节内容。
六、说明
1、在本课教学中应向学生说明,磁感应强度B只由磁场本身决定,而导线所受安培力F由
B、I、L、电流方向跟磁场方向的夹角共同决定。
2、在教学中可简要说明F=BIL公式除了适用于匀强磁场中的通电导线外,也适用于非匀强磁场中的电流元。