第八章 第1讲 磁场的描述及磁场对电流的作用

第八章磁场第1课时磁场及其对电流的作用读基础知识基础回顾：一、磁场、磁感应强度1．基本性质磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用．2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向．(2)定义式：B ＝FIL(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，符号为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)磁感线特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线．4．地磁场(1)地磁的N 极在地理南极附近，S 极在地理北极附近，磁感线分布如图所示．(2)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度大小相等，且方向水平向北．5．磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．二、磁感线和电流周围的磁场1．磁感线的特点(1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向．(2)磁感线的疏密程度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．①磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，由N 极指向S 极；在磁体内部，由S 极指向N 极．②同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切．③磁感线是假想的曲线，客观上不存在．2．几种常见的磁场(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)(2)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、非匀强磁场，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纵截面图三、安培力的大小和方向1．大小若I ∥B ，F ＝0；若I ⊥B ，F ＝BIL .2．方向总垂直于B 、I 所决定的平面，即一定垂直于B 和I ，但B 与I 不一定垂直．可以用左手定则来判定：伸开左手，使拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使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所受安培力的方向．3．两平行通电导线间的作用同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．自查自纠：(1)磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流元的情况无关。

2．几种常见的磁场 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)
教材梳理
(2)磁感线的特点 ①磁切感线线上某点的_____方向就是该点的磁场方向． ②磁感线的疏密强程弱度表示磁场_____． 闭合③磁感线是_____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，从S极指向N极． ④磁感线是假相想交的曲线中，断不_____、不_____、不相切．
3．(对安培力的理解)(2014·高考新课标 Ⅰ卷)关于通电直导线在匀强磁场中所 受的安培力，下列说法正确的是( ) A．安培力的方向可以不垂直于直导线 B．安培力的方向总是垂直于磁场的方 向 C．安培力的大小与通电直导线和磁场 方向的夹角无关 D．将直导线从中点折成直角，安培力 的大小一定变为原来的一半
考点二 安培力作用下导体的平衡与加速
考点阐释
2．安培力作用下导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相 同，只不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析图． 3．安培力作用下导体的加速问题与动力学问题分析方法相同，关 键是做好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度．
考点二 安培力作用下导体的平衡与加速
且导线保持静止时悬线与竖直方向夹角为θ.磁感应
强度方向和大小可能为( )
BC
A．z 正向，mILgtan θ B．y 正向，mILg C．z 负向，mILgtan θ D．沿悬线向上，mILg sin θ
答案 解析 图片显/隐
考点二 安培力作用下导体的平衡与加速
题组设计
若 B 沿 y 正向，导线受到的安培力竖直向上，如图乙所示．当
F (2)I定L 义式：B＝ _____(通电导线垂直于磁场)．
(3)方向：N极小磁针静止时____的指向． 特斯拉(4)单位： _______，符号T.

等效法 环形电流⇌小磁针 条形磁铁⇌通电螺线管⇌多个环形电流
环形电流⇌小磁针 等效法 条形磁铁⇌通电螺线管⇌多个环形电流
同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的 结论法 直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的
趋势
定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势 转换研究 的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力， 对象法 然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用
6.几种常见的磁场 (1)常见磁体的磁场
(2)电流的磁场
通电直导线 通电螺线管 环形电流
安培定则
立体图
横截面 图
纵截面 图
【过关演练】 1.(2015·浙江学业水平考试)如图所示，E、F分别表示蓄电池两极，
P、Q分别表示螺线管两端。当闭合开关时，发现小磁针N极偏 向螺线管Q端。下列判断中，正确的是( )
【例1】 下列各图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是( )
A.①③ 答案 C
B.②③
C.①④
D.②④
要点二 电场线与磁感线的比较
电场线
磁感线
电场线的疏密程度表示该区域 磁感线的疏密程度表示该区域 电场强弱(密→强；疏→弱) 磁场强弱(密→强；疏→弱)
电场线由正电荷指向负电荷或 磁感线在磁体外部是从N极指
解析 根据安培定则和磁场叠加原理，M点和N点的磁感应强度 大小相等、方向相反，选项A错，B对；在线段MN上只有在O点 处，a、b两直导线电流形成的磁场的磁感应强度等大反向，即 只有O点处的磁感应强度为零，选项C、D错。 答案 B
要点二 安培力 1.计算安培力公式F＝BIL，应用时要注意：
(1)B与L垂直； (2)L是有效长度 ①公式F＝ILB中L指的是“有效长度”。当B与I垂直时，F最 大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0。 ②弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点线段的长度(如图所 示)；相应的电流沿L由始端流向末端。

第八章 磁 场
【知识梳理】 知识点1:磁场(b)、磁感应强度(c) 1.磁场: (1)基本性质: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。Biblioteka 2.磁感应强度:F
(1)定义式:B=__IL__(通电导线垂直于磁场)。 (2)方向:小磁针静止时_N_极__的指向。
②让磁感线从掌心进入,并使四指指向_电__流__方向。 ③_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)两平行的通电直导线间的安培力:同向电流互相 _吸__引__,异向电流互相_排__斥__。
2.匀强磁场中安培力的大小: (1)当磁场与电流_垂__直__时,安培力最大,Fmax=BIL。 (2)当磁场与电流_平__行__时,安培力等于零。
知识点2:磁感线、通电直导线和通电线圈周围磁场的 方向(b) 1.磁感线:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的 _切__线__方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。
2.常见电流的磁场:
通电直导线
安 培 定 则
通电螺线管
环形电流
知识点3:安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力 (d) 1.安培力的方向: (1)左手定则。 ①伸出左手,让拇指与其余四指_垂__直__,并且都在同一个 平面内。
【秒判正误】 (1)奥斯特发现了电流可以产生磁场。 ( √ ) (2)磁场中某点磁感应强度的大小,跟放在该点的试探 电流元的情况无关。 ( √ ) (3)磁场中某点磁感应强度的方向,跟放在该点的试探 电流元所受磁场力的方向一致。 ( × ) (4)磁感线是真实存在的。 ( × )
(5)在同一幅图中,磁感线越密,磁场越强。 ( √ ) (6)将通电导线放入磁场中,若不受安培力,说明该处 磁感应强度为零。 ( × ) (7)安培力可能做正功,也可能做负功。 ( √ ) (8)判断通电导线周围磁感线的方向用左手握导 线。 ( × ) (9)通电导线在磁场中一定受安培力作用。 ( × )