第八章:磁场分解.pptx
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1、 产生产生(安培定则安培定则)作用作用(左手定则左手定则)知识结构永永 磁磁 体体磁磁场场磁感应磁感应强度强度B磁极之间磁极之间(同名斥同名斥)运动电运动电荷受洛荷受洛仑滋力仑滋力作用作用带电粒子在匀强带电粒子在匀强磁场中的圆运动磁场中的圆运动带电质点在复合带电质点在复合场中的运动场中的运动磁感线磁感线描述描述电电流流通电直导线受通电直导线受安培力作用安培力作用平衡、变速运动平衡、变速运动质谱仪质谱仪电磁流量计电磁流量计磁流体发电磁流体发电霍尔效应霍尔效应速度选择器速度选择器第1页/共98页概 述本章共有五个概念、两个公式、两个定则。1.五个概念:五个概念:2.两个公式两个公式:安培力安培力
2、F=BIL(IB)洛伦兹力洛伦兹力 f=qvB(vB)应用:应用:力电综合力电综合圆运动圆运动3、两个定则、两个定则:安培定则安培定则 判断电流的磁场方向判断电流的磁场方向左手定则左手定则判断磁场力的方向 磁场、磁感线、磁感强度、安磁场、磁感线、磁感强度、安培力、洛伦兹力培力、洛伦兹力第2页/共98页运动的合成和分解的应用1.小船渡河鄂尔多斯一中物理组:赵春光鄂尔多斯一中物理组:赵春光第八章第八章 磁场磁场第3页/共98页1.磁场:磁场:2.基本性质:基本性质:3.磁场的方向:磁场的方向:5.地球的磁场:地球的磁场:地球本身就是一个大磁体。地球本身就是一个大磁体。4.磁现象的磁现象的电本质电本
3、质:存在于存在于电流电流或或磁体磁体周围的特殊物周围的特殊物质,是磁相互作用的媒介。质,是磁相互作用的媒介。磁场对处于其中的磁场对处于其中的磁体磁体、电流电流和和运动电荷运动电荷有有力力的作用。的作用。小磁针小磁针N极所受磁场力的方极所受磁场力的方向,或小磁针静止时向,或小磁针静止时N极所指的方向。极所指的方向。考点一:磁场第4页/共98页地磁场的地磁场的N极在地理极在地理南南极极附近,附近,S极在地极在地理理北北极极附近。地球的地磁场两极和地理两极附近。地球的地磁场两极和地理两极不重合,形成了磁偏角;不重合,形成了磁偏角;地磁场地磁场B的水平分量总是从地球的水平分量总是从地球南极指向南极指向
4、北极北极,而竖直分量则,而竖直分量则南北相反南北相反,在南半球垂,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下;直地面向上,在北半球垂直地面向下;在赤道平面上,距离地球表面相等的各点,在赤道平面上,距离地球表面相等的各点,磁感应强度相等,且方向均磁感应强度相等,且方向均水平水平。6.地磁场的三个特点是:地磁场的三个特点是:考点一:磁场第5页/共98页磁感线是磁感线是闭合曲线闭合曲线,磁体的,磁体的外部外部是从是从N极极到到S极,极,内部内部是从是从S极到极到N极;极;磁感线的磁感线的疏密疏密表示磁场的表示磁场的强弱强弱,磁感线上,磁感线上某点的某点的切线切线方向方向表示该点的表示该点的磁场方向磁
5、场方向;磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的。磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的。1.磁感线概念:磁感线概念:2.磁感线的特点磁感线的特点考点二:磁感线假想曲线假想曲线第6页/共98页条形磁铁和蹄形磁铁的磁场:条形磁铁和蹄形磁铁的磁场:3.常见磁场的磁感线分布常见磁场的磁感线分布考点二:磁感线第7页/共98页几种电流周围的磁场分布直线电流的磁场直线电流的磁场特点特点:无磁极、非匀强且距导线越远处磁场:无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱越弱立体图立体图 横截面图横截面图 纵截面图纵截面图 判定:判定:安培定则安培定则 3.常见磁场的磁感线分布常见磁场的磁感线分布考点二:磁感线第8页/共98页
6、通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场特点特点:与条形磁铁的磁场相似,管内为匀:与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场由强磁场且磁场由S极指向极指向N极,管外为非匀极,管外为非匀强磁场。强磁场。立体图立体图 横截面图横截面图 纵截面图纵截面图 判定:判定:安培定则安培定则 3.常见磁场的磁感线分布常见磁场的磁感线分布考点二:磁感线第9页/共98页立体图立体图 横截面图横截面图 纵截面图纵截面图 判定:判定:安培定则安培定则 环形电流的磁场环形电流的磁场特点特点:环形电流的两侧是:环形电流的两侧是N极和极和S极且离圆极且离圆环中心越远磁场越弱。环中心越远磁场越弱。3.常见磁场的磁感线分布常见磁场的
7、磁感线分布考点二:磁感线第10页/共98页练练1.如图所示,带负电的金属环绕轴如图所示,带负电的金属环绕轴 OO以角速度以角速度匀速旋转,在环左侧轴线上的匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是(小磁针最后平衡的位置是()AN 极竖直向上极竖直向上 BN 极竖直向下极竖直向下CN 极沿轴线向左极沿轴线向左 DN 极沿轴线向右极沿轴线向右C第11页/共98页练练2.如图所示,如图所示,a、b、c 三枚小磁针分别放三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内和右侧。当在通电螺线管的正上方、管内和右侧。当这些小磁针静止时,小磁针这些小磁针静止时,小磁针 N 极的指向是极的指向是()Aa、b、c
8、 均向左均向左Ba、b、c 均向右均向右Ca 向左,向左,b 向右,向右,c 向右向右Da 向右,向右,b 向左,向左,c 向右向右C第12页/共98页定义式:定义式:1.磁感应强度磁感应强度物理意义:物理意义:磁感应强度磁感应强度B是描述磁场是描述磁场强弱强弱和和方向方向的物理量的物理量定义:定义:在磁场中在磁场中垂直垂直于磁场方向的通电导于磁场方向的通电导线,所受的力线,所受的力F跟电流跟电流I和导线长度和导线长度l的乘积的乘积Il的比值叫做磁感应强度的比值叫做磁感应强度磁感应强度B是矢量说明:说明:磁感应强度是用比值法定义的,其大磁感应强度是用比值法定义的,其大小由磁场本身的性质决定,与
9、放入的直导线小由磁场本身的性质决定,与放入的直导线的电流的电流I的大小、导线的长短的大小、导线的长短l的大小无关。的大小无关。考点三:磁感应强度 磁通量第13页/共98页单位:单位:特斯拉特斯拉,简称:特,符号为,简称:特,符号为T。方向:方向:磁场中某点磁场中某点B的方向就是该点的的方向就是该点的磁磁场方向场方向,也就是放在该点的小磁针,也就是放在该点的小磁针N极极受力受力方向。方向。1.磁感应强度磁感应强度考点三:磁感应强度 磁通量2.匀强磁场匀强磁场定义:定义:在磁场的某个区域内,各点的磁感在磁场的某个区域内,各点的磁感应强度大小、方向都相同的磁场;应强度大小、方向都相同的磁场;磁感线特
10、点磁感线特点:是一组平行且等间距的直线;是一组平行且等间距的直线;第14页/共98页考点三:磁感应强度 磁通量2.匀强磁场匀强磁场存在:存在:a.两个相距很近的两个相距很近的异名异名磁极之间,磁极之间,b.通电长直螺线管内部:如图所示通电长直螺线管内部:如图所示第15页/共98页3.磁通量磁通量定义:定义:磁场中穿过磁场某一面积磁场中穿过磁场某一面积S的的磁感磁感线条数线条数,用,用表示;表示;计算公式计算公式:BS;单位单位:韦伯韦伯,符号,符号Wb,1Wb1Tm2。说说明明:磁磁通通量量是是标标量量,但但有有正正负负,其其正正负负代代表表磁磁感感线线是是正正穿穿还还是是反反穿穿,若若正正穿
11、穿为为正正,则反穿为负。则反穿为负。考点三:磁感应强度 磁通量第16页/共98页对磁通量的理解对磁通量的理解 BScos的含义的含义S不不一一定定是是某某个个线线圈圈的的真真正正面面积积,而而是是线线圈圈在在磁磁场场范范围围内内的的面面积积。如如图图所所示示,S应为线圈面积的一半。应为线圈面积的一半。面积面积S的含义:的含义:考点二:磁感应强度 磁通量3.磁通量考点三:磁感应强度 磁通量3.磁通量第17页/共98页合磁通量求法合磁通量求法若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在,当计算穿过这个面的磁通量时,先存在,当计算穿过这个面的磁通量时,先规规定某个
12、方向定某个方向的磁通量为正,反方向的磁通量的磁通量为正,反方向的磁通量为负,平面内各个方向的磁通量的代数和等为负,平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的合磁通量。于这个平面内的合磁通量。4.磁场的叠加磁场的叠加:磁感应强度是矢量,计算时: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。或正交分解法进行合成与分解。对磁通量的理解对磁通量的理解考点三:磁感应强度 磁通量3.磁通量第18页/共98页练3.有一小段通电导线,长为1 cm,电流强度5 A,把它置于磁场中,受到的磁场力为0.1 N,则该处的磁感应强度B
13、一定是()A.B=2T B.B2TC.B2T D.以上情况均可能C第19页/共98页练练4.如图如图 所示,两个同心放置的金属圆环,所示,两个同心放置的金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直,通过条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直,通过两圆环的磁通量两圆环的磁通量a、b 的关系为的关系为()AabBa bCa bD不能确定不能确定A第20页/共98页练练5.在等边三角形的三个顶点在等边三角形的三个顶点a、b、c处,处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。过有大小相等的恒定电流,方向如图。过c点点的导线所受安培力的方向的导
14、线所受安培力的方向()A.与与ab边平行,竖直向上边平行,竖直向上B.与与ab边平行,竖直向下边平行,竖直向下C.与与ab边垂直,指向左边边垂直,指向左边D.与与ab边垂直,指向右边边垂直,指向右边C第21页/共98页1.定义:定义:2.安培力的大小安培力的大小FBIlsin磁场和电流方向磁场和电流方向垂直垂直时:时:FmaxBIl。磁场和电流方向磁场和电流方向平行平行时:时:Fmin=0注意:注意:F不仅与不仅与 B、I、l 有关,还与夹角有关,还与夹角有关;有关;l是有效是有效长度,不一定是导线的实际长度。弯曲导线的长度,不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度有效长度l等于两端点所连直
15、线的长度,所以任意形状的闭合线圈等于两端点所连直线的长度,所以任意形状的闭合线圈的有效长度的有效长度l0。IBIB考点四:安培力的大小和方向磁场对电流的作用力称为安培力。磁场对电流的作用力称为安培力。第22页/共98页注注意意:安安培培力力的的方方向向垂垂直直于于磁磁感感应应强强度度B和和电电流流I所所决决定定的的平平面面,但但磁磁感感应应强强度度B与与电电流流I不不一一定定垂垂直直。B与与I垂直时产生的安培力最大。垂直时产生的安培力最大。用左手定则判定:伸开左手,让拇指与其余四用左手定则判定:伸开左手,让拇指与其余四指垂直,并与手掌在同一平面内。让指垂直,并与手掌在同一平面内。让磁感线垂直磁
16、感线垂直穿过手心穿过手心,四指四指指向指向电流方向电流方向,那么,那么,拇指拇指所指所指方向即为通电直导线在磁场中的方向即为通电直导线在磁场中的受力方向受力方向。3.安培力的方向安培力的方向安培力的方向特点:安培力的方向特点:FB,FI,即,即F垂直于垂直于B和和I决定的平面决定的平面考点四:安培力的大小和方向第23页/共98页练练6.判断下面各图判断下面各图F、B、I三个中未知的一三个中未知的一个个FB乙乙B甲甲IF(F垂直纸面向外)垂直纸面向外)丙丙丙图中磁场丙图中磁场B的方向大致向左,具体不能的方向大致向左,具体不能确定。确定。FI第24页/共98页练练7.画出图中通电导线棒所受安培力的
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- 第八 磁场 分解
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