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1、第十二章 磁场本讲稿第一页，共六十一页知识结构：知识结构：本讲稿第二页，共六十一页 知识内容知识内容第一节第一节磁场磁场 一、电流的磁场一、电流的磁场1 1 1 1电流与磁场的相互作用电流与磁场的相互作用电流与磁场的相互作用电流与磁场的相互作用 通电导线在磁场中受到力的作用，说明电流与磁通电导线在磁场中受到力的作用，说明电流与磁通电导线在磁场中受到力的作用，说明电流与磁通电导线在磁场中受到力的作用，说明电流与磁场有相互作用场有相互作用场有相互作用场有相互作用 2 2电流与电流的相互作用电流与电流的相互作用 两条通电导线在它们的电流方向相同或相反时会产生吸引或排斥的两条通电导线在它们的电流方向相
2、同或相反时会产生吸引或排斥的两条通电导线在它们的电流方向相同或相反时会产生吸引或排斥的两条通电导线在它们的电流方向相同或相反时会产生吸引或排斥的力，说明电流和电流之间也会通过磁场发生力的作用力，说明电流和电流之间也会通过磁场发生力的作用力，说明电流和电流之间也会通过磁场发生力的作用力，说明电流和电流之间也会通过磁场发生力的作用 二、磁现象的电本质二、磁现象的电本质1 1 1 1安培分子电流假说安培分子电流假说安培分子电流假说安培分子电流假说 （1 1 1 1）在原子、分子等物质微粒内部存在着一种环形电流）在原子、分子等物质微粒内部存在着一种环形电流）在原子、分子等物质微粒内部存在着一种环形电流
3、）在原子、分子等物质微粒内部存在着一种环形电流分子电流，分子电流，分子电流，分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体，它的两极相当于两个分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体，它的两极相当于两个分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体，它的两极相当于两个分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体，它的两极相当于两个磁极，这两个磁极不可分割地联系在一起磁极，这两个磁极不可分割地联系在一起磁极，这两个磁极不可分割地联系在一起磁极，这两个磁极不可分割地联系在一起（2 2 2 2）磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的）磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的）
4、磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的）磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的.但并不但并不但并不但并不是说所有磁场都是由运动电荷产生的，因为是说所有磁场都是由运动电荷产生的，因为是说所有磁场都是由运动电荷产生的，因为是说所有磁场都是由运动电荷产生的，因为变化的电场也能产生磁场变化的电场也能产生磁场变化的电场也能产生磁场变化的电场也能产生磁场。本讲稿第三页，共六十一页 知识内容2 2 2 2用安培分子电流假说解释有关磁现象用安培分子电流假说解释有关磁现象用安培分子电流假说解释有关磁现象用安培分子电流假说解释有关磁现象 （1 1 1 1）每个分子电流就相当于一个小的磁铁当
5、它们排列整齐的）每个分子电流就相当于一个小的磁铁当它们排列整齐的）每个分子电流就相当于一个小的磁铁当它们排列整齐的）每个分子电流就相当于一个小的磁铁当它们排列整齐的时候，对外显示出磁性，当它们排列不整齐的时候，对外不显时候，对外显示出磁性，当它们排列不整齐的时候，对外不显时候，对外显示出磁性，当它们排列不整齐的时候，对外不显时候，对外显示出磁性，当它们排列不整齐的时候，对外不显示出磁性示出磁性示出磁性示出磁性（2 2）物体分子的环形电流在受到外界的机械振动或者高温的）物体分子的环形电流在受到外界的机械振动或者高温的影响下，会使其排列由整齐变为不整齐，就是失去磁性，反影响下，会使其排列由整齐变为
6、不整齐，就是失去磁性，反之就是产生磁性之就是产生磁性3 3磁性材料：磁性材料：磁性材料：磁性材料：能够被强烈磁化的物质叫磁性材料磁化后容能够被强烈磁化的物质叫磁性材料磁化后容易去磁的叫软磁性材料，不容易去磁的叫做硬磁性材料易去磁的叫软磁性材料，不容易去磁的叫做硬磁性材料本讲稿第四页，共六十一页 课堂练习课堂练习 磁体和通电导线周围都存在着磁体和通电导线周围都存在着 ，磁体间、磁体和电流，磁体间、磁体和电流，磁体间、磁体和电流，磁体间、磁体和电流间以及电流和电流之间的相互作用都是通过间以及电流和电流之间的相互作用都是通过间以及电流和电流之间的相互作用都是通过间以及电流和电流之间的相互作用都是通过
7、 发生的发生的发生的发生的安培的安培的安培的安培的 假说揭示了磁现象的假说揭示了磁现象的 磁铁的磁铁的磁铁的磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由磁场和电流的磁场一样，都是由磁场和电流的磁场一样，都是由磁场和电流的磁场一样，都是由 产生的产生的产生的产生的磁场磁场磁场磁场磁场磁场分子电流分子电流分子电流分子电流电本质电本质电本质电本质电荷的运动电荷的运动电荷的运动电荷的运动关于磁现象的电本质，安培提出了分子电流的概念，他是在怎关于磁现象的电本质，安培提出了分子电流的概念，他是在怎关于磁现象的电本质，安培提出了分子电流的概念，他是在怎关于磁现象的电本质，安培提出了分子电流的概念，他是在怎样的情况下提
8、出来的？样的情况下提出来的？样的情况下提出来的？样的情况下提出来的？A A A A、安培通过精密的仪器观测到了分子电流、安培通过精密的仪器观测到了分子电流、安培通过精密的仪器观测到了分子电流、安培通过精密的仪器观测到了分子电流B B安培通过环形电流的磁性与磁铁相似，提出的一种假说安培通过环形电流的磁性与磁铁相似，提出的一种假说C C安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的结论安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的结论D D D D安培凭空想出来的安培凭空想出来的安培凭空想出来的安培凭空想出来的 （B ）本讲稿第五页，共六十一页 课堂课堂练习练习图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲
9、棒内图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下面说法正确的是致相同，则下面说法正确的是致相同，则下面说法正确的是致相同，则下面说法正确的是A A A A、两棒均显磁性、两棒均显磁性、两棒均显磁性、两棒均显磁性B B两棒均不显磁性两棒均不显磁性C C C C甲
10、棒不显磁性，乙棒显磁性甲棒不显磁性，乙棒显磁性甲棒不显磁性，乙棒显磁性甲棒不显磁性，乙棒显磁性D D D D甲棒显磁性，乙棒不显磁性甲棒显磁性，乙棒不显磁性甲棒显磁性，乙棒不显磁性甲棒显磁性，乙棒不显磁性下列关于对磁铁的使用的说法中正确的是下列关于对磁铁的使用的说法中正确的是下列关于对磁铁的使用的说法中正确的是下列关于对磁铁的使用的说法中正确的是A A A A磁铁受到撞击，会使磁铁的磁性减弱磁铁受到撞击，会使磁铁的磁性减弱磁铁受到撞击，会使磁铁的磁性减弱磁铁受到撞击，会使磁铁的磁性减弱B B B B原先没有磁性的铁，在长期受到磁铁的吸引会产生磁性原先没有磁性的铁，在长期受到磁铁的吸引会产生磁性
11、原先没有磁性的铁，在长期受到磁铁的吸引会产生磁性原先没有磁性的铁，在长期受到磁铁的吸引会产生磁性C C对磁铁加热，会使磁铁的磁性减弱对磁铁加热，会使磁铁的磁性减弱D D永磁体在受到加热或敲打后，其磁性不会发生改变永磁体在受到加热或敲打后，其磁性不会发生改变（C C ）（ABC）本讲稿第六页，共六十一页 课堂课堂练习练习安培的分子电流假说，可以解释安培的分子电流假说，可以解释安培的分子电流假说，可以解释安培的分子电流假说，可以解释A A、电荷定向移动的原因；、电荷定向移动的原因；B B电流为什么能产生磁场电流为什么能产生磁场C C通电导线在磁场中为什么受力；通电导线在磁场中为什么受力；D D D
12、 D磁体在高温下为什么会失去磁性；磁体在高温下为什么会失去磁性；磁体在高温下为什么会失去磁性；磁体在高温下为什么会失去磁性；下列物品中必须用到磁性材料的是下列物品中必须用到磁性材料的是A A A A、录像带；、录像带；、录像带；、录像带；B B B B计算机上的磁盘；计算机上的磁盘；计算机上的磁盘；计算机上的磁盘；C C C C、银行的信用卡；、银行的信用卡；、银行的信用卡；、银行的信用卡；D D D D喝水用的搪瓷杯子；喝水用的搪瓷杯子；喝水用的搪瓷杯子；喝水用的搪瓷杯子；（BDBD）（ABCABC）本讲稿第七页，共六十一页三、磁场的性质三、磁场的性质1 1、磁磁场场是是存存在在于于磁磁体体
13、及及运运动动电电荷荷周周围围的的一一种种特特殊殊物物质质它它的的基基本本性性质质是是对对放放入入其其中中的的磁磁极极及及运运动动电电荷荷有有力力的的作作用用(对磁极对磁极一定一定有力的作用；对电流有力的作用；对电流可能可能有力的作用有力的作用)。知识内容知识内容2 2 2 2、磁场力的本质：磁极和电流之间的相互作用力（包括磁极与、磁场力的本质：磁极和电流之间的相互作用力（包括磁极与、磁场力的本质：磁极和电流之间的相互作用力（包括磁极与、磁场力的本质：磁极和电流之间的相互作用力（包括磁极与磁极、电流与电流、磁极与电流）都是磁极、电流与电流、磁极与电流）都是磁极、电流与电流、磁极与电流）都是磁极、
14、电流与电流、磁极与电流）都是运动电荷运动电荷运动电荷运动电荷通过通过通过通过磁场磁场发生发生的。的。本讲稿第八页，共六十一页3、磁场的方向、磁场的方向人们规定：某点的磁场方向就是小磁针人们规定：某点的磁场方向就是小磁针N N极在该点的受力极在该点的受力方向（注意：人们并不把运动的正电荷在某点的受力方向（注意：人们并不把运动的正电荷在某点的受力方向作为该点的磁场方向）方向作为该点的磁场方向）知识内容知识内容磁场中一系列的有向曲线，这些磁场中一系列的有向曲线，这些磁场中一系列的有向曲线，这些磁场中一系列的有向曲线，这些曲线上每一点的切向方向，都和曲线上每一点的切向方向，都和曲线上每一点的切向方向，
15、都和曲线上每一点的切向方向，都和该点的磁场方向一致。疏密程度该点的磁场方向一致。疏密程度该点的磁场方向一致。疏密程度该点的磁场方向一致。疏密程度反映磁场的强弱程度反映磁场的强弱程度反映磁场的强弱程度反映磁场的强弱程度 4 4、磁感线、磁感线磁感线是不存在、不磁感线是不存在、不磁感线是不存在、不磁感线是不存在、不相交的闭合曲线。相交的闭合曲线。相交的闭合曲线。相交的闭合曲线。本讲稿第九页，共六十一页 知识内容知识内容5典型磁场的磁感线典型磁场的磁感线本讲稿第十页，共六十一页 知识内容知识内容5典型磁场的磁感线典型磁场的磁感线地磁场地磁场地磁场地磁场特点：特点：特点：特点：1 1、地磁场的、地磁场
16、的、地磁场的、地磁场的N N极在地球南极附近，极在地球南极附近，极在地球南极附近，极在地球南极附近，S S极在地球北极附近极在地球北极附近极在地球北极附近极在地球北极附近2 2、地磁场、地磁场、地磁场、地磁场B B的水平分量总是从的水平分量总是从的水平分量总是从的水平分量总是从 地球南极指向北极，竖直分量在南半球垂地球南极指向北极，竖直分量在南半球垂地球南极指向北极，竖直分量在南半球垂地球南极指向北极，竖直分量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3 3、在赤道平面上，距地球表面高度相等的各点，
17、磁感应强度相等，且方向水平、在赤道平面上，距地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平、在赤道平面上，距地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平、在赤道平面上，距地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北。地面附近的磁感应强度约为向北。地面附近的磁感应强度约为向北。地面附近的磁感应强度约为向北。地面附近的磁感应强度约为10105 5T T的数量级的数量级的数量级的数量级 本讲稿第十一页，共六十一页6 6、安培定则及其应用、安培定则及其应用 （1 1 1 1 1 1）直直直直直直线线线线线线电电电电电电流流流流流流：用用用用用用右右右右右右手手手手手手握握握握握握住
18、住住住住住导导导导导导线线线线线线，让让让让让让大大大大大大拇拇拇拇拇拇指指指指指指所所所所所所指指指指指指的的的的的的方方方方方方向向向向向向跟跟跟跟跟跟电电电电电电流流流流流流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。l ll（2 2 2 2 2 2）环形电流：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的）环形电
19、流：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的）环形电流：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的）环形电流：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的）环形电流：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的）环形电流：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。l ll（3 3
20、 3 3 3 3）通电螺线管：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟）通电螺线管：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟）通电螺线管：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟）通电螺线管：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟）通电螺线管：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟）通电螺线管：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内
21、部磁感线的方向。电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。知识内容知识内容l l（4 4 4 4）虽然都叫安培定则，都是用右手进行判断，但是它们应用的）虽然都叫安培定则，都是用右手进行判断，但是它们应用的）虽然都叫安培定则，都是用右手进行判断，但是它们应用的）虽然都叫安培定则，都是用右手进行判断，但是它们应用的场合是不同的且对直导线，四指指磁感线方向；场合是不同的且对直导线，四指指磁感线方向；场合是不同的且对直导线，四指指磁感线方向；场合是不同的且对直导线，四指指磁感线方向；对环形电流对环形电流对环形电流对环形电流，
22、大拇指大拇指大拇指大拇指指中心轴线上的磁感线方向指中心轴线上的磁感线方向指中心轴线上的磁感线方向指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管对长直螺线管对长直螺线管对长直螺线管大拇指大拇指大拇指大拇指指螺指螺指螺指螺线管内部的磁感线方向线管内部的磁感线方向线管内部的磁感线方向线管内部的磁感线方向。本讲稿第十二页，共六十一页本讲稿第十三页，共六十一页 课堂课堂练习练习下列关于磁感线的叙述，正确的说法是下列关于磁感线的叙述，正确的说法是下列关于磁感线的叙述，正确的说法是下列关于磁感线的叙述，正确的说法是A A A A磁感线是磁场中确实存在的一种曲线磁感线是磁场中确实存在的一种曲线磁感线是磁场中确实存在的
23、一种曲线磁感线是磁场中确实存在的一种曲线B B B B磁感线总是从磁感线总是从磁感线总是从磁感线总是从N N N N极指向极指向极指向极指向S S S S极极极极C C C C磁感线是由磁场中的铁屑形成的磁感线是由磁场中的铁屑形成的磁感线是由磁场中的铁屑形成的磁感线是由磁场中的铁屑形成的D D D D磁感线是根据磁场的性质人为画出来的曲线磁感线是根据磁场的性质人为画出来的曲线磁感线是根据磁场的性质人为画出来的曲线磁感线是根据磁场的性质人为画出来的曲线在某个区域中存在磁场，这个区域中某点的磁场方向是在某个区域中存在磁场，这个区域中某点的磁场方向是A A正电荷在该点的受力方向；正电荷在该点的受力方
24、向；B B B B、小磁针、小磁针、小磁针、小磁针S S S S极在该点的受力方向极在该点的受力方向极在该点的受力方向极在该点的受力方向C C沿磁感线由沿磁感线由N N极指向极指向S S极；极；D D D D在该点磁感线的切线方向上在该点磁感线的切线方向上在该点磁感线的切线方向上在该点磁感线的切线方向上 （D）（D）本讲稿第十四页，共六十一页 二、磁感应强度二、磁感应强度（1 1）磁场的强弱用磁感强度）磁场的强弱用磁感强度B B定量描述磁感强度的定义式定量描述磁感强度的定义式为：为：B=F/B=F/I IL L L L（条件是匀强磁场，或（条件是匀强磁场，或（条件是匀强磁场，或（条件是匀强磁场
25、，或LLLL很小，并且很小，并且很小，并且很小，并且LBLBLBLB）。磁）。磁）。磁）。磁感强度大，表示磁场强；磁感强度小，表示磁场弱感强度大，表示磁场强；磁感强度小，表示磁场弱感强度大，表示磁场强；磁感强度小，表示磁场弱感强度大，表示磁场强；磁感强度小，表示磁场弱 该定义式中的该定义式中的F F是指垂直置入磁场中的检验电流所受到是指垂直置入磁场中的检验电流所受到的磁场力磁感强度由磁场本身性质所决定，与检验电流无的磁场力磁感强度由磁场本身性质所决定，与检验电流无关关 知识内容知识内容（2 2 2 2）磁感强度的单位是特斯拉，简称特，符号）磁感强度的单位是特斯拉，简称特，符号）磁感强度的单位是
26、特斯拉，简称特，符号）磁感强度的单位是特斯拉，简称特，符号是是是是T T T T1T=1N/Am=1kg/As1T=1N/Am=1kg/As1T=1N/Am=1kg/As1T=1N/Am=1kg/As2 2 2 2（3 3 3 3）磁感强度是矢量，它的方向是在磁场中小）磁感强度是矢量，它的方向是在磁场中小）磁感强度是矢量，它的方向是在磁场中小）磁感强度是矢量，它的方向是在磁场中小磁针磁针磁针磁针N N N N极受力的方向极受力的方向极受力的方向极受力的方向（4 4 4 4）在磁场中画出一些有方向的曲线是磁感线，在磁感线上每一点的）在磁场中画出一些有方向的曲线是磁感线，在磁感线上每一点的）在磁场
27、中画出一些有方向的曲线是磁感线，在磁感线上每一点的）在磁场中画出一些有方向的曲线是磁感线，在磁感线上每一点的切线方向是磁感强度的方向切线方向是磁感强度的方向切线方向是磁感强度的方向切线方向是磁感强度的方向本讲稿第十五页，共六十一页 课堂课堂练习练习6 6 6 6表示磁场强弱的物理量叫表示磁场强弱的物理量叫表示磁场强弱的物理量叫表示磁场强弱的物理量叫 它在国际它在国际它在国际它在国际单位制中的单位是单位制中的单位是单位制中的单位是单位制中的单位是 7 7以下关于磁感强度的说法，正确的是以下关于磁感强度的说法，正确的是A A、在电场中电量为、在电场中电量为1C1C的点电荷，受到电场的作用力为的点电
28、荷，受到电场的作用力为1N1N时时点电荷所在处的磁感强度是点电荷所在处的磁感强度是1T1TB B B B在磁场中电量为在磁场中电量为在磁场中电量为在磁场中电量为1C1C1C1C的点电荷，受到磁场的作用力为的点电荷，受到磁场的作用力为的点电荷，受到磁场的作用力为的点电荷，受到磁场的作用力为1N1N1N1N时点电时点电时点电时点电荷所在处的磁感强度是荷所在处的磁感强度是荷所在处的磁感强度是荷所在处的磁感强度是1T1T1T1TC C C C在电场中垂直于电场方向的导线，通过在电场中垂直于电场方向的导线，通过在电场中垂直于电场方向的导线，通过在电场中垂直于电场方向的导线，通过1A1A1A1A的电流，受
29、到电场的的电流，受到电场的的电流，受到电场的的电流，受到电场的作用力为作用力为作用力为作用力为1N1N1N1N时导线所在处的磁感强度是时导线所在处的磁感强度是时导线所在处的磁感强度是时导线所在处的磁感强度是1T1T1T1TD D D D在磁场中垂直于磁场方向的导线，通过在磁场中垂直于磁场方向的导线，通过在磁场中垂直于磁场方向的导线，通过在磁场中垂直于磁场方向的导线，通过1A1A1A1A的电流，受到磁场的的电流，受到磁场的的电流，受到磁场的的电流，受到磁场的作用力为作用力为作用力为作用力为1N1N1N1N时导线所在处的磁感强度是时导线所在处的磁感强度是时导线所在处的磁感强度是时导线所在处的磁感强
30、度是1T1T1T1T磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉（D ）本讲稿第十六页，共六十一页 课堂课堂练习练习磁场中某点的磁感强度的方向是磁场中某点的磁感强度的方向是A A、正电荷在该点的受力方向；、正电荷在该点的受力方向；B B B B小磁针小磁针小磁针小磁针S S S S极在该点的受力方向极在该点的受力方向极在该点的受力方向极在该点的受力方向C C C C沿磁感线由沿磁感线由沿磁感线由沿磁感线由N N N N极指向极指向极指向极指向S S S S极；极；极；极；D D在该点磁感线的切线方向上在该点磁感线的切线方向上下列关于磁感线的叙述，正确的说法是下列关于磁感线的
31、叙述，正确的说法是A A、磁感线是磁场中确实存在的一种曲线、磁感线是磁场中确实存在的一种曲线B B B B磁感线总是从磁感线总是从磁感线总是从磁感线总是从N N N N极指向极指向极指向极指向S S S S极极极极C C磁感线是由磁场中的铁屑形成的磁感线是由磁场中的铁屑形成的D D磁感线是根据磁场的特性人为地画出来的曲线磁感线是根据磁场的特性人为地画出来的曲线如图是地球的示意图，图上的如图是地球的示意图，图上的 A A点表示北极请你在这个点表示北极请你在这个图中画出一条地磁场的磁感线图中画出一条地磁场的磁感线（D）（D D ）本讲稿第十七页，共六十一页第二节第二节磁场对电流的作用磁场对电流的作
32、用（1 1 1 1）安培力）安培力）安培力）安培力 磁磁磁磁场场场场对对对对通通通通电电电电导导导导线线线线的的的的作作作作用用用用力力力力称称称称安安安安培培培培力力力力，其其其其大大大大小小小小为为为为 F=BF=BF=BF=BI I I ILsinLsinLsinLsin，其其其其中中中中表表表表示示示示电电电电流流流流方方方方向向向向与与与与磁磁磁磁感感感感强强强强度度度度方方方方向向向向的的的的夹夹夹夹角角角角安安安安培培培培力力力力的的的的方方方方向向向向可可可可用用用用左左左左手手手手定定定定则则则则判判判判定定定定由由由由左左左左手手手手定定定定则则则则可可可可知知知知：安安安
33、安培培培培力力力力F F F F一一一一定定定定垂直垂直垂直垂直B B B B、I I I I所组成的平面所组成的平面所组成的平面所组成的平面 综综综综合合合合安安安安培培培培定定定定则则则则和和和和左左左左手手手手定定定定则则则则，可可可可以以以以证证证证明明明明两两两两同同同同向向向向电电电电流流流流互互互互相相相相吸吸吸吸引引引引，两两两两反反反反向向向向电电电电流流流流互互互互相相相相排排排排斥斥斥斥；因因因因此此此此，螺螺螺螺线线线线管管管管通通通通电电电电后后后后，在在在在轴轴轴轴向向向向上上上上有有有有收收收收缩缩缩缩趋趋趋趋势势势势；在径向上有扩张趋势在径向上有扩张趋势在径向上
34、有扩张趋势在径向上有扩张趋势 注注注注意意意意：当当当当B B B B，方方方方向向向向确确确确定定定定时时时时，安安安安培培培培力力力力F F F F的的的的方方方方向向向向也也也也就就就就确确确确定定定定了了了了，而而而而当当当当F F F F、B B B B方方方方向向向向确确确确定定定定时时时时，I I I I的的的的方方方方向不是唯一的向不是唯一的向不是唯一的向不是唯一的 知识内容知识内容本讲稿第十八页，共六十一页（2 2）左手定则）左手定则 知识内容知识内容伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一伸开左手，使大拇指
35、跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向那么大拇指所指的方向，就是通电开的四指指向电流的方向那么大拇指所指的方向，就是通电开的四指指向电流的方向那么大拇指所指的方向，就是通电开的四指指向电流的方向那么大拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力的方向导线在磁场中的受力的方向导线在磁场中的受力的方向导线在磁场中的
36、受力的方向 磁场对电流发生作用磁场对电流发生作用本讲稿第十九页，共六十一页 例题分析例题分析 如图不计通电导线的重力，在磁场力作用下，导线将如何如图不计通电导线的重力，在磁场力作用下，导线将如何如图不计通电导线的重力，在磁场力作用下，导线将如何如图不计通电导线的重力，在磁场力作用下，导线将如何运动？运动？运动？运动？分析：分析：先画出导线所在处的磁感线，上下先画出导线所在处的磁感线，上下先画出导线所在处的磁感线，上下先画出导线所在处的磁感线，上下两部分导线所受安培力的方向相反，使导两部分导线所受安培力的方向相反，使导两部分导线所受安培力的方向相反，使导两部分导线所受安培力的方向相反，使导线从左
37、向右看顺时针转动；同时又受到竖线从左向右看顺时针转动；同时又受到竖线从左向右看顺时针转动；同时又受到竖线从左向右看顺时针转动；同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动。直向上的磁场的作用而向右移动。直向上的磁场的作用而向右移动。直向上的磁场的作用而向右移动。解题小结：解题小结：解题小结：解题小结：定性分析可以：定性分析可以：定性分析可以：定性分析可以：用左手定则。用左手定则。用左手定则。用左手定则。用用用用“同性相斥，异性相吸同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁或螺线管外（只适用于磁铁或螺线管外部）。部）。用用用用“同向电流相吸，反向电流相斥同向电流相吸，反向电流相斥同向电流相吸，反向电流相斥同
38、向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本（反映了磁现象的电本（反映了磁现象的电本（反映了磁现象的电本质）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管。质）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管。质）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管。质）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管。本讲稿第二十页，共六十一页 例题分析例题分析 如图在条形磁铁如图在条形磁铁N N极处悬挂一个线圈，当线圈中通有逆极处悬挂一个线圈，当线圈中通有逆时针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转？时针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转？分析：用分析：用分析：用分析：用“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥同向电流互相吸引，反向电流互相排斥同向电流互相吸引
39、，反向电流互相排斥同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”最简单：螺线管的电流在正面是向下的，与线圈中的最简单：螺线管的电流在正面是向下的，与线圈中的最简单：螺线管的电流在正面是向下的，与线圈中的最简单：螺线管的电流在正面是向下的，与线圈中的电流方向相反，互相排斥，而左边的线圈匝数多所以电流方向相反，互相排斥，而左边的线圈匝数多所以电流方向相反，互相排斥，而左边的线圈匝数多所以电流方向相反，互相排斥，而左边的线圈匝数多所以线圈向右偏转。线圈向右偏转。线圈向右偏转。线圈向右偏转。如图所示，用绝缘丝线悬挂着的环形导体，位如图所示，用绝缘丝线悬挂着的环形导体，位如图所示，用绝缘丝线悬挂着的环形导体，位如
40、图所示，用绝缘丝线悬挂着的环形导体，位于与其所在平面垂直且向右的匀强磁场中，若环形于与其所在平面垂直且向右的匀强磁场中，若环形于与其所在平面垂直且向右的匀强磁场中，若环形于与其所在平面垂直且向右的匀强磁场中，若环形导体通有如图所示方向的电流导体通有如图所示方向的电流导体通有如图所示方向的电流导体通有如图所示方向的电流I I，试判断环形导体，试判断环形导体，试判断环形导体，试判断环形导体的运动情况。的运动情况。的运动情况。的运动情况。解答：解答：解答：解答：利用左手定则判断。可将环形导体等分为若干段，每小段通电导体所利用左手定则判断。可将环形导体等分为若干段，每小段通电导体所利用左手定则判断。可
41、将环形导体等分为若干段，每小段通电导体所利用左手定则判断。可将环形导体等分为若干段，每小段通电导体所受安培力均指向圆心。由对称性可知，这些安培力均为成对的平衡力。故该受安培力均指向圆心。由对称性可知，这些安培力均为成对的平衡力。故该受安培力均指向圆心。由对称性可知，这些安培力均为成对的平衡力。故该受安培力均指向圆心。由对称性可知，这些安培力均为成对的平衡力。故该环形导体将保持原来的静止状态。环形导体将保持原来的静止状态。环形导体将保持原来的静止状态。环形导体将保持原来的静止状态。本讲稿第二十一页，共六十一页 例题分析例题分析 质量为质量为质量为质量为m m m m的通电导体棒的通电导体棒的通电
42、导体棒的通电导体棒abababab置于倾角为置于倾角为置于倾角为置于倾角为的导轨上，的导轨上，的导轨上，的导轨上，如图所示。已知导体与导轨间的动摩擦因数为如图所示。已知导体与导轨间的动摩擦因数为如图所示。已知导体与导轨间的动摩擦因数为如图所示。已知导体与导轨间的动摩擦因数为，在，在，在，在图所加各种磁场中，导体均静止，则导体与导轨间摩图所加各种磁场中，导体均静止，则导体与导轨间摩图所加各种磁场中，导体均静止，则导体与导轨间摩图所加各种磁场中，导体均静止，则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是：擦力为零的可能情况是：擦力为零的可能情况是：擦力为零的可能情况是：解：要使静摩擦力为零，如果解：要使静摩
43、擦力为零，如果解：要使静摩擦力为零，如果解：要使静摩擦力为零，如果N=0N=0N=0N=0，必有，必有，必有，必有f=0f=0f=0f=0。图。图。图。图B B B B选项中安培力的方向选项中安培力的方向选项中安培力的方向选项中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反可能使竖直向上与重力的方向相反可能使竖直向上与重力的方向相反可能使竖直向上与重力的方向相反可能使N=0N=0N=0N=0，B B B B正确；如果正确；如果正确；如果正确；如果N0N0N0N0，则导体除，则导体除，则导体除，则导体除受静摩擦力受静摩擦力受静摩擦力受静摩擦力f f f f以外的其他力的合力只要为零，那么以外的其他力的合力
44、只要为零，那么以外的其他力的合力只要为零，那么以外的其他力的合力只要为零，那么f=0f=0f=0f=0。在图。在图。在图。在图A A A A选项中，选项中，选项中，选项中，导体所受到的重力导体所受到的重力导体所受到的重力导体所受到的重力G G G G、支持力、支持力、支持力、支持力N N N N及安培力及安培力及安培力及安培力F F F F安三力合力可能为零，则导体安三力合力可能为零，则导体安三力合力可能为零，则导体安三力合力可能为零，则导体所受静摩擦力可能为零。图的所受静摩擦力可能为零。图的所受静摩擦力可能为零。图的所受静摩擦力可能为零。图的C C C CD D D D选项中，从导体所受到的
45、重力选项中，从导体所受到的重力选项中，从导体所受到的重力选项中，从导体所受到的重力G G G G、支、支、支、支持力持力持力持力N N N N及安培力及安培力及安培力及安培力F F F F安安安安三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体所受静摩擦三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体所受静摩擦三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体所受静摩擦三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体所受静摩擦力不可能为零。故力不可能为零。故力不可能为零。故力不可能为零。故A A A A、B B B B正确。正确。正确。正确。本讲稿第二十二页，共六十一页BF安安MgfF2F1解：画其解：画其解：画其解：画其截面
46、截面截面截面图，如图所示，图，如图所示，图，如图所示，图，如图所示，N BILcos+N=mg解得摩擦力解得摩擦力解得摩擦力解得摩擦力f=BILsin 导轨对棒的支持力导轨对棒的支持力N=mg-BILcos由牛顿第三定律棒对导轨的压力也为由牛顿第三定律棒对导轨的压力也为由牛顿第三定律棒对导轨的压力也为由牛顿第三定律棒对导轨的压力也为mg-BILcos由受力平衡可得：由受力平衡可得：由受力平衡可得：由受力平衡可得：沿水平方向：沿水平方向：沿水平方向：沿水平方向：F F F F1 1 1 1=f f f f沿竖直方向：沿竖直方向：沿竖直方向：沿竖直方向：F F F F2+2+2+2+N N N N
47、=MgMgMgMg即即即即:BILsin:BILsin:BILsin:BILsin =f =f =f =f 如图所示，金属杆如图所示，金属杆如图所示，金属杆如图所示，金属杆abab质量为质量为质量为质量为mm，长为，长为，长为，长为L L，通过的电流，通过的电流，通过的电流，通过的电流为为为为I I，处在磁感应强度为，处在磁感应强度为，处在磁感应强度为，处在磁感应强度为B B的匀强磁场中，结果的匀强磁场中，结果的匀强磁场中，结果的匀强磁场中，结果abab静止且紧压于水平导轨上。静止且紧压于水平导轨上。静止且紧压于水平导轨上。静止且紧压于水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成若磁场方向与导轨平面成若
48、磁场方向与导轨平面成若磁场方向与导轨平面成 角，求：（角，求：（角，求：（角，求：（1 1）棒）棒）棒）棒abab受到的摩擦力；（受到的摩擦力；（受到的摩擦力；（受到的摩擦力；（2 2）棒）棒）棒）棒对导轨的压力。对导轨的压力。对导轨的压力。对导轨的压力。例题分析例题分析本讲稿第二十三页，共六十一页 例题分析例题分析 如图所示，有一金属棒如图所示，有一金属棒如图所示，有一金属棒如图所示，有一金属棒abab，质量，质量，质量，质量m=5 gm=5 g，电阻，电阻，电阻，电阻R=1 R=1，可以无摩擦地在两，可以无摩擦地在两，可以无摩擦地在两，可以无摩擦地在两条轨道上滑动，轨道间的距离条轨道上滑动
49、，轨道间的距离条轨道上滑动，轨道间的距离条轨道上滑动，轨道间的距离d=10 cmd=10 cm，电阻不计，轨道平面与水平面间的，电阻不计，轨道平面与水平面间的，电阻不计，轨道平面与水平面间的，电阻不计，轨道平面与水平面间的夹角夹角夹角夹角 ，置于磁感应强度，置于磁感应强度，置于磁感应强度，置于磁感应强度B=0.4 TB=0.4 T，方向竖直向上的匀强磁场中，回，方向竖直向上的匀强磁场中，回，方向竖直向上的匀强磁场中，回，方向竖直向上的匀强磁场中，回路中电池的电动势路中电池的电动势路中电池的电动势路中电池的电动势E=2 VE=2 V，内电阻，内电阻，内电阻，内电阻r=0.1,r=0.1,问变阻器
50、的电阻问变阻器的电阻问变阻器的电阻问变阻器的电阻R Rb b为多大时为多大时为多大时为多大时 ，金，金，金，金属棒恰好静止？属棒恰好静止？属棒恰好静止？属棒恰好静止？解析：由题意可知，金属棒解析：由题意可知，金属棒解析：由题意可知，金属棒解析：由题意可知，金属棒abababab受重力、支持力和受重力、支持力和受重力、支持力和受重力、支持力和安培力而平衡，画出受力平面图如图所示。安培力而平衡，画出受力平面图如图所示。安培力而平衡，画出受力平面图如图所示。安培力而平衡，画出受力平面图如图所示。则有：则有：F=mgtan30 又又F=BIL 联立联立式，待入数据可解得：式，待入数据可解得：R Rb