高中物理 | 3.2磁感應強度詳解

2021-01-15 高考物理


磁性 

磁鐵能吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質(吸鐵性)


磁體 

具有磁性的物質  天然磁體、人造磁體


磁極

磁體上磁性最強的部分叫磁極。(磁體兩端最強中間最弱)


種類:水平面自由轉動的磁體,指南的磁極叫南極(S),指北的磁極叫北極(N)


磁化 

使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程。


磁鐵之所以吸引鐵釘是因為鐵釘被磁化後,鐵釘與磁鐵的接觸部分間形成 異名磁極,異名磁極相互吸引的結果。


鋼和軟鐵的磁化

軟鐵被磁化後,磁性容易消失,稱為軟磁材料。鋼被磁化後,磁性能長期保持,稱為硬磁性材料。所以製造永磁體使用鋼 ,製造電磁鐵的鐵芯使用軟鐵。


(1)兩磁鐵間有力的作用

同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引


(2)吸引無磁性的鐵片,鐵釘。


(3)磁體與通電導線間有力的作用。[安培力]


奧斯特實驗:通電導線的周圍存在磁場,稱為電流的磁效應。該現象在1820年被丹麥的物理學家奧斯特發現。該現象說明:通電導線的周圍存在磁場,且磁場與電流的方向有關。


通電螺線管的磁場:通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場一樣。其兩端的極性跟電流方向有關,電流方向與磁極間的關係可由安培定則來判斷。


(4)電流和電流之間也有相互作用 

  同向電流相吸,異向電流相斥


磁體或者電流周圍存在一種特殊的物質能夠傳遞磁體與磁體,磁體與通電導體,以及通電導體與通電導體之間的相互作用,這種特殊的物質叫做磁場。


磁場的基本性質

磁場對放入其中的磁體產生力的作用。磁極間的相互作用是通過磁場而發生的。


方向規定

在磁場中的某一點,小磁針北極靜止時所指的方向(小磁針北極所受磁力的方向)就是該點磁場的方向。


磁場的產生

磁體周圍存在磁場


電流周圍存在磁場

          

描述磁場的強度,用B表示。


如圖所示,三塊相同的蹄形磁鐵,並列放在桌上,直導線所在處的磁場認為是均勻的。

(1)保持導線長度不變,改變 電流  ,觀察直導線 擺動角度大小來比較磁場力大小。


(2)保持電流大小不變,改變磁場中導線長度 ,通過觀察直導線擺動角度大小比較磁場力大小。


實驗結論:直導線與磁場垂直時,它受力大小既與導線的長度L成正比,又與導線中的電流I成反比 。


在磁場中垂直於磁場方向的通電導線,所受的安培力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫磁感應強度


公式  


單位:在國際單位制中,磁感應強度的單位是特斯拉,簡稱特,國際符號是T。


磁感應方向的幾種描述


描述

意義

磁感應強度的方向

某點的磁場方向定義為該點的磁感應強度的方向

定義

小磁針靜止時N極所指的方向規定為該點的磁感應強度的方向

判斷方法

磁感線的切線方向


矢量性

B的合成與分解遵循平行四邊形定則


五向合一(磁場中某處)


①磁場方向

②磁感應強度方向

③磁感線的切線方向

④小磁針N極受力方向

⑤小磁針靜止時N極所指方向


1 磁場中某位置的磁感應強度的大小和方向是客觀存在的,與放入的導線的電流有多大,導線有多長無關 。所以不能說B與F或者B月IL的乘積成反比。


2 在同一磁場的某處,保持導線與磁場方向垂直,無論電流I和長度L如何變化,磁場力F與IL的乘積的比值是不變的。但是在不同的位置,一般不同 

在垂直於磁場方向放置一根長一米通有電流為1安培的導線,它受到的磁場力是1N,那該處的磁感應強度就是1T。

在地球周圍的空間裡存在的磁場,磁針指南北是因為受到地磁場的作用。


磁極:地磁場的北極在地理的南極附近,地磁場的南極在地理的北極附近。


磁偏角:首先由我國宋代的沈括發現。



磁感應強度B

電場強度E

物理意義

描述磁場的強弱

描述電場的強弱

定義式

共同點

都是用比值的形式下定義

特點

,是磁場的屬性,B與F,I,L無關。

,是電場的屬性,B與F,q無關。

方向

共同點

矢量

不同點

小磁針N極受力方向

放入該點的正電荷的受力方向。

場的疊加

共同點

都遵從平行四邊形法則進行計算。

不同點

合磁感應強度B等於各磁場的B的矢量和

合電場強度E等於各個分電場強度的矢量合

單位

1T=1/(A*m)

1V/m=1 N/C


1.關於磁感應強度的概念,下面說法中正確的是()


A 由磁感應強度的定義式可知,磁感應強度與磁場力F成正比,與電流I和導線的長度L的乘積成反比。

B 一小段通電導體在某處不受磁場力的作用,那麼該出的磁感應強度一定為零。

C 一小段通電導體放在磁感應強度為零的位置上,它受到的磁場力一定為零。

D 磁場中某處磁感應強度的方向,跟電流在該處所受磁場力的方向相同。


2.如圖所示,S為一垂直紙面放置的通電直導線的橫截面,當通以垂直紙面向裡的電流I後,在距導線的軸線為R處產生的磁感應強度大小為B,b,c,d是與a在同一圓周上的三個點,現將導線放在豎直向上,磁感應強度大小為B的勻強磁場中,以下關於磁感應強度的說法正確的是()

A a,c 點的磁感應強度均為零。

B a點的磁感應強度大小為2B,豎直向上;c點的磁感應強度為0。

C b點的磁感應強度大小為 B,和水平方向成45°斜向右上方。

D d點的磁感應強度大小為 B,和水平方向成45°斜向左下方。


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