
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?
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(diǎn)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(yàn)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)
(3)實(shí)驗(yàn)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。
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。
現(xiàn)象:電流越大,導(dǎo)線的偏角越大。
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。
探究影響通電導(dǎo)線受力的因素
(5)精確的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(diǎn)在場中的位置有關(guān)。
②用B=F/IL計(jì)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(diǎn)同時存在幾個磁場,則該點(diǎn)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(diǎn)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(yùn)算。
磁場中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同的磁場。
(1)磁感線的疏密程度表示了磁場的強(qiáng)弱。在上圖中,S1 和S2 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 S1 和 S2 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?
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?jì)算磁通量?
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。
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)
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