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1、第一节磁场与安培力现在学习的是第1页，共16页第一节第一节 磁场及其描述磁场及其描述 安培力安培力1磁场磁场(1)永磁体和电流都能在其周围空间产生磁场。永磁体和电流都能在其周围空间产生磁场。(2)安培分子电流假说安培分子电流假说:在原子、分子等物质微在原子、分子等物质微粒内部粒内部,存在着一种环行电流存在着一种环行电流分子电流，分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。它的两侧相当于两个磁极。(3)磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场都是由运动电荷产生的。场都是由运动电荷产生的。现在学习
2、的是第2页，共16页2磁感线磁感线(1)为了形象地描述磁场，人们假想了磁感线为了形象地描述磁场，人们假想了磁感线：若在磁场中画一条曲线，这条曲线上各点：若在磁场中画一条曲线，这条曲线上各点的切线方向都是该处磁场的方向，则这条曲的切线方向都是该处磁场的方向，则这条曲线就叫磁感线。线就叫磁感线。(2)磁感线是闭合曲线，其疏密程度反映磁场的磁感线是闭合曲线，其疏密程度反映磁场的强弱。强弱。(3)永久磁体外部磁场的磁感线都是从永久磁体外部磁场的磁感线都是从N极出极出发，终止于发，终止于S极；内部磁场的磁感线从极；内部磁场的磁感线从S极回极回到到N极。极。(4)各种磁场的磁感线各种磁场的磁感线现在学习的
3、是第3页，共16页NSNS现在学习的是第4页，共16页现在学习的是第5页，共16页3安培定则安培定则 安培定则是用来确定电流或运动电荷产生的磁场安培定则是用来确定电流或运动电荷产生的磁场(磁磁感线感线)方向的。判定时应注意：方向的。判定时应注意：(1)正确掌握安培定则的使用的两种方法，正确掌握安培定则的使用的两种方法，当用安培定则判定直线电流的磁场方向时，用当用安培定则判定直线电流的磁场方向时，用右手握住导线，大拇指表示电流方向，四个手指的右手握住导线，大拇指表示电流方向，四个手指的环形指向表示磁场感线方向。环形指向表示磁场感线方向。当用安培定则来判断环形电流或通电螺线管当用安培定则来判断环形
4、电流或通电螺线管产生的磁场方向时，用右手握住螺线管或环形电产生的磁场方向时，用右手握住螺线管或环形电流，四指表示的是电流的方向，而大拇指表示流，四指表示的是电流的方向，而大拇指表示(环形电流轴线上或通电螺线管内部环形电流轴线上或通电螺线管内部)磁感线方向磁感线方向。现在学习的是第6页，共16页(2)判定运动电荷产生磁场方向时要注意运动电判定运动电荷产生磁场方向时要注意运动电荷的正、负，正电荷的运动方向为电流方向，荷的正、负，正电荷的运动方向为电流方向，而负电荷的运动方向与电流反向而负电荷的运动方向与电流反向.4磁感应强度磁感应强度(1)定义：定义：磁场的强弱可用通电直导线在磁场中某处受磁场的强
5、弱可用通电直导线在磁场中某处受到的最大作用力到的最大作用力(导线与磁场垂直时导线与磁场垂直时)与导线长与导线长度和电流乘积的比值来反映，称为磁感应强度和电流乘积的比值来反映，称为磁感应强度，用度，用B表示，即：表示，即：(2)磁感应强度的单位是磁感应强度的单位是“特斯拉特斯拉”，国际符号，国际符号是是T。1T=1N/(A m)现在学习的是第7页，共16页(3)磁感应强度的方向磁感应强度的方向(即磁场的方向即磁场的方向)：规：规定为该处小磁针定为该处小磁针N极受力的方向。极受力的方向。5匀强磁场匀强磁场(1)匀强磁场的磁感应强度处处相同匀强磁场的磁感应强度处处相同(大小相等大小相等，方向相同，方
6、向相同)。(2)匀强磁场的磁感线是互相平行、排列均匀匀强磁场的磁感线是互相平行、排列均匀的直线。的直线。(3)在通电螺线管内部，或当蹄形磁铁两极靠近在通电螺线管内部，或当蹄形磁铁两极靠近而且正对时，两极之间的区域内可看成是匀强而且正对时，两极之间的区域内可看成是匀强磁场。磁场。现在学习的是第8页，共16页6地磁场地磁场(1)地磁场与条形磁铁的磁场分布相似地磁场与条形磁铁的磁场分布相似(2)地磁场的地磁场的N极在地球南极附近，极在地球南极附近，S极在地极在地球北极附近。地磁场的水平分量总是由南球北极附近。地磁场的水平分量总是由南指向北，竖直分量在南半球向上，在北半指向北，竖直分量在南半球向上，在
7、北半球向下。球向下。(3)磁偏角磁偏角7磁场对电流的作用力磁场对电流的作用力安培力安培力(1)安培力的大小安培力的大小:此式适用于导线垂直于磁感线的情形，式中此式适用于导线垂直于磁感线的情形，式中L为导线的有效长度。若导线与磁感线之间为导线的有效长度。若导线与磁感线之间夹角为夹角为，则：，则：F=BIL sinF=BIL现在学习的是第9页，共16页(2)安培力的方向判断安培力的方向判断左手定则：左手定则：伸出左手，让拇指与四指垂直且在同伸出左手，让拇指与四指垂直且在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指示电流的方向，大拇指指示的就是导体指示电流的方向，大拇
8、指指示的就是导体受力的方向。受力的方向。可见，安培力垂直与导线与磁场方向组可见，安培力垂直与导线与磁场方向组成的平面。成的平面。现在学习的是第10页，共16页不受力不受力受力受力受力最大受力最大现在学习的是第11页，共16页电流之间的相互作用电流之间的相互作用反相电流相互排斥反相电流相互排斥同相电流相互吸引同相电流相互吸引8磁力矩磁力矩 磁场对通电线圈的作用力矩的大小磁场对通电线圈的作用力矩的大小可用下式计算：可用下式计算：M=NBIS cos 现在学习的是第12页，共16页 式中，式中，M为磁场对通电线圈的作用力矩；为磁场对通电线圈的作用力矩；N为线圈的匝数；为线圈的匝数；B为磁场的磁感强度
9、；为磁场的磁感强度；I为线圈为线圈中电流强度；中电流强度；S为线圈包围的面积；为线圈包围的面积；为线圈为线圈平面和磁感线之间的夹角。平面和磁感线之间的夹角。注意：注意：此力矩大小与线圈的形状无关，与线圈此力矩大小与线圈的形状无关，与线圈转轴的位置也无关，即线圈的转轴只要在线圈转轴的位置也无关，即线圈的转轴只要在线圈平面内与磁感线垂直放置，则不管转轴是在线平面内与磁感线垂直放置，则不管转轴是在线圈中心，还是在线圈旁边，磁场对通电线圈的圈中心，还是在线圈旁边，磁场对通电线圈的作用力矩是一样的。作用力矩是一样的。从上式可知，线圈平面和磁感线平行时从上式可知，线圈平面和磁感线平行时，磁场力矩最大；线圈
10、平面和磁感线垂直时，磁场力矩最大；线圈平面和磁感线垂直时，磁场力矩为零。，磁场力矩为零。现在学习的是第13页，共16页9电流表的工作原理电流表的工作原理 通电线圈在均匀辐向分布的磁场中受通电线圈在均匀辐向分布的磁场中受到的磁力矩与弹簧的阻力矩平衡时，有到的磁力矩与弹簧的阻力矩平衡时，有:BIS=k，与与I成成正比正比,故偏角故偏角的大小能的大小能表示电流表示电流I的大小，且电的大小，且电流表的刻度是均匀的流表的刻度是均匀的.SNI现在学习的是第14页，共16页 磁通量：穿过某一面积磁感线的条数磁通量：穿过某一面积磁感线的条数(用用表示表示)大小：大小：=BS=BS(S S为垂直于磁场的面积为垂
11、直于磁场的面积)标量：没有方向，它只是条数，但有正负标量：没有方向，它只是条数，但有正负单位：韦伯单位：韦伯(Wb)(Wb)磁通密度：磁通密度：B B=/S S -磁感应强度又叫磁通密度磁感应强度又叫磁通密度 -垂直穿过垂直穿过1m1m2 2面积的磁感线条数面积的磁感线条数 1T=1Wb/m1T=1Wb/m2 2。在匀强磁场中，当在匀强磁场中，当B B与与S S的夹角为的夹角为 时，有时，有=BSBSsinsin。SBBS现在学习的是第15页，共16页（宁夏卷）（宁夏卷）3.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，各有一条长直导线垂直穿过纸面，处，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，方向如图导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。过。过c点的导线所受安培力的方向点的导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现在学习的是第16页，共16页