
巨大的電磁鐵能吸起成噸的鋼鐵,小磁體卻只能吸起幾枚鐵釘。磁場有強(qiáng)弱之分,那么我們怎樣定量地描述磁場的強(qiáng)弱呢?
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
第一部分 磁感應(yīng)強(qiáng)度
1、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向: 物理學(xué)規(guī)定小磁針N極(北極)的受力方向或小磁針靜止時N極的指向,規(guī)定為該點的磁場方向, 即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。
(1)電流元:很短的一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度L的乘積IL.
(2)方法:用檢驗電流元受力來研究磁場強(qiáng)弱
思考:通電導(dǎo)線受到的磁場力與哪些因素有關(guān)?
導(dǎo)線長度、電流大小、磁場的強(qiáng)弱、放置的方式(導(dǎo)線與磁場方向平行、垂直及任意夾角受力情況不同)
2、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?br/>(3)實驗方法:控制變量法
1、保持磁場和通電導(dǎo)線的長度不變,改變電流的大小。
2、保持磁場和導(dǎo)線中的電流不變,改變通電導(dǎo)線的長度。
結(jié)論:在通電導(dǎo)線的長度和磁場不變時,電流越大,導(dǎo)線所受的磁場力就越大。
結(jié)論:在通電導(dǎo)線的電流和磁場不變時,導(dǎo)線越長,導(dǎo)線所受的磁場力就越大。
現(xiàn)象:電流越大,導(dǎo)線的偏角越大。
探究影響通電導(dǎo)線受力的因素
(5)精確的實驗研究表明:通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時,它受力的大小既與導(dǎo)線的長度L 成正比,又與導(dǎo)線中的電流I 成正比,即與I和L的乘積 IL 成正比。
②不同磁場中,比值F/IL一般不同
①同一磁場中F∝IL,比值F/IL為恒量
在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線,所受的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。
在國際單位制中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉,簡稱特,國際符號是T。
磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量, 方向與該點磁場的方向一致
5、意義:描述磁場的強(qiáng)弱和方向的物理量
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度由通電導(dǎo)線的長度、電流及導(dǎo)線受力決定嗎?
B與L、I、F無關(guān),與場源和該點在場中的位置有關(guān)。
(2)用B=F/IL計算時,要注意什么問題?
導(dǎo)線電流的方向與磁場方向的關(guān)系,要注意兩者必須垂直。通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時受到磁場力最大,平行時為零。
(3)若在某一點同時存在幾個磁場,則該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度B如何?
若某一空間同時存在幾個磁場,空間的磁場應(yīng)由這幾個磁場疊加而成,某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則有:B=B1+B2+B3……(矢量和) ,用平行四邊形法則運算。
磁場中各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同,這樣的磁場叫作勻強(qiáng)磁場。
思考與討論:(1)磁感線的疏密程度表示了磁場的強(qiáng)弱。在上圖中,S 1 和S 2 兩處磁感線的疏密不同,這種不同是如何體現(xiàn)的呢?(2)如果 S 1 和 S 2 都垂直于紙面方向并且面積相同,穿過相同面積磁感線條數(shù)誰的多?
穿過相同面積磁感線條數(shù)多的就密,磁感應(yīng)強(qiáng)度就大。
1、定義:設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中,有一個與磁場方向垂直的平面,面積為 S如下圖,我們把 B 與 S 的乘積叫作穿過這個面積的磁通量,簡稱磁通。用字母 Φ 表示磁通量,則 Φ = BS 在國際單位制中,磁通量的單位是韋伯(weber),簡稱韋,符號 Wb。1 Wb = 1 T·m 2
2、決定磁通量的因素:思考:淋浴花灑,水流模擬磁感線,線圈模擬平面,改變線圈傾斜程度,噴水方式不變,線圈面積不變,穿過線圈平面的水流條數(shù)怎么能發(fā)生改變?什么情況下穿過的水流條數(shù)最多?
思考與討論: 如果磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 不與我們研究的平面垂直,例如下圖中的S,那么我們?nèi)绾斡嬎愦磐浚?br/> 用這個面在垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的方向的投影面積 S′與 B 的乘積表示磁通量。
思考與討論: 從 Φ = BS 可以得出 B =Φ/S ,這表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小又等于什么呢?
磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小等于穿過垂直磁場方向的單位面積的磁通量。
3、注意:(1)Φ是標(biāo)量,但有正負(fù),若取某方向穿入平面的磁通量為正,則反方向穿入該平面的磁通量為負(fù)(2)過一個平面若有方向相反的兩個磁通量,這時的合磁通為相反方向磁通量的代數(shù)和(即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通)
4.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,水平放置一根長通電直導(dǎo)線,電流的方向垂直于紙面向里。如圖所示,a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點,在這四點中( ?。〢.b、d兩點的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等B.a(chǎn)、b兩點的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等C.c點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小D.a(chǎn)點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大
【答案】CD【詳解】用安培定則判斷通電直導(dǎo)線在abcd四個點上所產(chǎn)生的磁場方向,如圖所示,a點有向上的磁場,還有電流產(chǎn)生的向上的磁場,電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度和原磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同,疊加變大。b點有向上的磁場,還有電流產(chǎn)生的水平向左的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加變大,方向向左上。c點電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度和原磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反,疊加變小。d點有向上的磁場,還有電流產(chǎn)生的水平向右的磁場,疊加后磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向向右上,d點與b點疊加后的磁場大小相等,但是方向不同。故選CD。
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