磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

第九講磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用教學(xué)目標(biāo)（1） 知道幾種常見(jiàn)磁場(chǎng)的磁感線分布特點(diǎn)（2） 會(huì)用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場(chǎng)方向（3） 掌握左手定則的運(yùn)用以及安培力大小的計(jì)算（4） 理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)（1） 用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場(chǎng)方向（2） 描述磁場(chǎng)性質(zhì)的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度（3） 左手定則，安培力的方向確定和大小的計(jì)算（4） 磁通量的概念理解與有關(guān)計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)（1） 描述磁場(chǎng)性質(zhì)的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立（2） 左手定則的運(yùn)用安培力的方向確定和大小的計(jì)算教學(xué)方法建議利用類比法、實(shí)驗(yàn)法、比較法使學(xué)生通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)的客觀認(rèn)識(shí)去理解磁感應(yīng)強(qiáng)度等概念與規(guī)律選材程度及數(shù)量典型例題精講針對(duì)訓(xùn)練優(yōu)化作業(yè)A類（2）道（3）道（10）道B類（1）道（3）道（10）道C類（1）道（2）道(4)道基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、磁場(chǎng)磁場(chǎng)（1） 定義：磁體或電流周圍存在一種特殊物質(zhì)，能夠傳遞磁體與磁體、磁體和電流、電流和電流之間的相互作用，這種特殊的物質(zhì)叫磁場(chǎng)。這種物質(zhì)并非由基本粒子構(gòu)成。（2） 磁場(chǎng)的產(chǎn)生：①磁體能產(chǎn)生磁場(chǎng)；②電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)。（3） 磁場(chǎng)的方向：小磁針北極（N極，指北極）受力的方向即小磁針靜止時(shí)北極所指方向，為磁場(chǎng)中該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。（4） 磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體和電流產(chǎn)生力的作用。磁場(chǎng)對(duì)磁體作用 磁場(chǎng)對(duì)電流發(fā)生作用電流的磁效應(yīng)（1）電流對(duì)小磁針的作用：通電后，通電導(dǎo)線下方的與導(dǎo)線平行的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。如圖所示。 ，尸廠5^（2）電流和電流間的相互作用： 史：二）當(dāng)互相平行而且距離較近的兩條導(dǎo)線，分別通以方向相同和方向相反的電流時(shí)奧斯特實(shí)驗(yàn)有：同向電流相吸，異向電流相斥。二、磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向規(guī)定：在磁場(chǎng)中的任意一點(diǎn)，小磁針在該位置靜止時(shí)，N極的指向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向?；蛐〈裴槺睒O受力的方向就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的力(安培力)尸跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。表達(dá)式：B=F國(guó)際單位制中B的單位是特斯特，簡(jiǎn)稱特，符號(hào)T, 1T=N/A-m溫馨提示：①磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。由磁場(chǎng)本身決定，與導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流的大小無(wú)關(guān)；②在不同的磁場(chǎng)中B的值不同(即使同樣的電流導(dǎo)線的受力也不一樣)。1L=====================』磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種定義磁感應(yīng)強(qiáng)度也叫磁通密度：磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過(guò)單位面積的磁通量。即B=q/S 1T=1Wb/m2=1N/A?mTOC\o"1-5"\h\zIl： ： ： II溫馨提示：磁通量：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與線圈面積S的乘積，叫穿過(guò)這個(gè)面的磁通量。表達(dá)式：4=BS|| 單位：韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)Wb。1Wb=1T.m2。 |||| ①對(duì)于磁通量的計(jì)算要注意條件，即B是勻強(qiáng)磁場(chǎng)或可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度S是線圈|||| 面積在與磁場(chǎng)方向垂直的平面上的投影面積。②磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)之分。 ||三、磁感線磁感線定義:在磁場(chǎng)中畫(huà)出一系列曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致，這樣的曲線叫做磁感線。特點(diǎn)：Q磁鐵外部的磁感線是從北極出來(lái)，回到磁鐵的南極，內(nèi)部是從南極到北極；Q每條磁感線都是閉合曲線，任意兩條磁感線不相交；Q磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向；Q磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；Q可用鐵屑模擬磁感線的形狀。TOC\o"1-5"\h\z溫馨提示：①磁感線不是客觀存在，而是為了研究問(wèn)題的方便而假想出來(lái)的。 ||11 ②電場(chǎng)線是不閉合的，而磁感線則是閉合曲線 ||安培定則(右手螺旋定則) l°內(nèi)容：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致， ]1彎曲的四指所指的方向就是直線電流磁感線的環(huán)繞方向。如圖所示： 建<另一表述形式：讓右手彎曲的四指和和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指是<所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向。環(huán)形電流的磁場(chǎng)：如圖所示通電螺線管的磁場(chǎng)：右手握住螺線管，四指環(huán)繞電流方向，拇指方向即為螺線管內(nèi)磁感線的方向。如圖所示勻強(qiáng)磁場(chǎng)：磁感線是一些間隔相同的平行直線。安培分子電流假說(shuō)(1)安培分子電流假說(shuō)：安培提出的在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流----分子電流。分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。(2)磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場(chǎng)本質(zhì)上都是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的?！? [I溫馨提示：“假說(shuō)”是用來(lái)說(shuō)明某種現(xiàn)象但未經(jīng)實(shí)踐證實(shí)的命題。在物理定律和理論的建立過(guò)程中，“假說(shuō)”，常常起著很重要的作用，它是在一定的觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上概括和抽象出來(lái)的。安培分子電流的假說(shuō)就是在奧斯特的實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下，經(jīng)過(guò)思維發(fā)展而產(chǎn)生出來(lái)的。It 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 :^=1四、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力----安培力安培力的方向左手定則：伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，把手放人磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿人手心，并使伸開(kāi)的四指指向電流方向，那么，拇指所指的方向，就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向(如圖)。安培力的大小通電導(dǎo)線(電流為I、導(dǎo)線長(zhǎng)為L(zhǎng)和磁場(chǎng)B方向垂直時(shí)，通電導(dǎo)線所受的安培力的大小：/=BIL(最大)II溫馨提示：①安培力的方向既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說(shuō)，安培力的方向總是垂II直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。②當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度b的方向與導(dǎo)線成e角時(shí)，安培力的大?。簗|F=ILBsine兩種特例：即F=ILB(I±B)和F=0(I^B)o II—— =J磁電式電流表(1)電流表的組成及磁場(chǎng)分布：電流表的組成：永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤(pán)。(最基本的是磁鐵和線圈)。所謂均勻輻向分布，就是說(shuō)所有磁感線的延長(zhǎng)線都通過(guò)鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度.該磁場(chǎng)并非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但在以鐵芯為中心的圓圈上，各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度3的大小是相等的。(2)電流表的工作原理:磁場(chǎng)中通電線圈在安培力的作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，電流越大，螺旋彈簧的形變也越大。從而由指針偏轉(zhuǎn)角度的大小判定通過(guò)電流的大小。重點(diǎn)難點(diǎn)剖析一、對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的意義磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。由磁場(chǎng)自身決定的，對(duì)確定的磁場(chǎng)中某一位置來(lái)說(shuō)，g并不因探測(cè)電流和線段長(zhǎng)短（電流元）的改變而改變，也就是說(shuō)在磁場(chǎng)中某一確定位置處，無(wú)論怎樣改變r(jià)和L，F(xiàn)都與1L的乘積大小成比例地變化，比值F/1L的大小不會(huì)改變，跟/L的乘積大小無(wú)關(guān)。不能單純從數(shù)學(xué)角度出發(fā)得出磁場(chǎng)中某點(diǎn)的B與F成正比，與1L成反比的錯(cuò)誤結(jié)論。磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式與安培力公式的區(qū)別磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F是比值定義式，它反映了各不同位置處磁場(chǎng)的強(qiáng)弱程度。F是指通電導(dǎo)線電流方1L向跟所在處磁場(chǎng)方向垂直時(shí)的磁場(chǎng)力，此時(shí)通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力最大。、…， cF_ ，， 、一，一安培力公式F=1LB是從B=—公式變形而得的，但兩者的物理意義卻有不同。安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)1L度、導(dǎo)線長(zhǎng)度、電流大小及放置方向有關(guān)。二、常見(jiàn)電流磁場(chǎng)的特點(diǎn)及畫(huà)法比較直線電流的磁場(chǎng)無(wú)磁極，非勻強(qiáng)，距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱，畫(huà)法如圖所示。立體圖橫截面圖 縱截面圖環(huán)形電流的磁場(chǎng)兩側(cè)是N極和S極，離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，畫(huà)法如圖所示。立體圖 橫截面圖 縱截面圖立體圖 橫截面圖 縱截面圖3通電螺線管的磁場(chǎng)管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，畫(huà)法如圖所示。兩端分別是N極和S極，管內(nèi)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，畫(huà)法如圖所示。IIIIII溫馨提示：IIII感線的分布是一個(gè)非?；镜膬?nèi)容，掌握不好，后面的學(xué)習(xí)會(huì)受很大影響。磁場(chǎng)是分布在立體空間的，要熟練掌握常見(jiàn)磁場(chǎng)的磁感線的立體圖和縱、橫截面的畫(huà)法。三、對(duì)安培力的理解一般情形的安培力方向判定電流和磁場(chǎng)可以不垂直，但安培力必然和電流方向垂直，也和磁場(chǎng)方向垂直，用左手定則時(shí)，磁場(chǎng)不一定垂直穿過(guò)手心，只要不從手背穿過(guò)就行。一般情形的安培力大小計(jì)算如果電流和磁場(chǎng)不垂直，則將磁場(chǎng)進(jìn)行分解，取垂直分量代入公式即可F=ILBsin。。安培力與庫(kù)侖力的區(qū)別電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)受到的庫(kù)侖力是一定的，方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)方向要么相同，要么相反。而電流在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力，與電流在磁場(chǎng)中放置的方向有關(guān)，電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流受的安培力最大，等于8"，一般情況下的安培力大于零，小于g/乙，方向與磁場(chǎng)方向垂直。在安培力作用下通電導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)情況的判斷不管是電流還是磁體，對(duì)通電導(dǎo)線的作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，要準(zhǔn)確判斷導(dǎo)線受力情況的變化或?qū)Ь€將要發(fā)生的運(yùn)動(dòng)，就要判斷導(dǎo)線所受的安培力。因此必須先清楚導(dǎo)線所在位置的磁場(chǎng)分布情況，然后結(jié)合左手定則再進(jìn)行判斷。下面結(jié)合例題，介紹幾種常用的分析方法。電流元法：導(dǎo)線所在位置的磁場(chǎng)可能比較復(fù)雜，不能馬上用左手定則來(lái)判斷，這時(shí)可把整段導(dǎo)線分為多段直流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向。等效法：環(huán)形電流可等效成小磁針，通電旋管可以等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流，反過(guò)來(lái)等效也成。特殊位置法：通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)線到某個(gè)便于分析的特殊位置，然后判斷其安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向。推論法：利用兩平行直導(dǎo)線的相互作用規(guī)律，兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流相吸引，反向電流相排斥；兩不平行直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)。轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法：因?yàn)殡娏髦g，電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律。這樣定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，可先分析磁體在電流磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向。如圖所示，蹄形磁鐵用懸線懸于0點(diǎn)，在磁鐵的正下方有一固定放置的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況將是（ ）靜止不動(dòng)B.向紙外平動(dòng)C.N極向紙外，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)D.N極向紙內(nèi)，S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)解析：方法一要判斷磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，就要知道通電導(dǎo)線對(duì)蹄形磁鐵的作用力，而判斷對(duì)磁鐵的作用力較為因難，我們可以假設(shè)磁鐵不動(dòng)，來(lái)考慮導(dǎo)線的受力情況，然后根據(jù)牛頓第三定律判斷磁鐵的受力情況。先畫(huà)出導(dǎo)線所在位置的磁感線的分布情況，如圖所示，導(dǎo)線左邊與右邊的磁場(chǎng)方向不同，故把導(dǎo)線分為左右兩部分，由左手定則可知左邊的導(dǎo)線受到向內(nèi)的作用力，右邊向外轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)在導(dǎo)線固定，蹄形磁鐵可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與導(dǎo)線的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，所以蹄形磁鐵的N極向外轉(zhuǎn)動(dòng)，S極向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，即C選項(xiàng)正確。方法二我們可以利用等效法，將蹄形磁鐵等效成“小磁鐵”，如圖所示，根據(jù)右手螺旋定則判斷通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)分布可知，通電導(dǎo)線上面磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，再根據(jù)磁場(chǎng)方向的判定，“小磁鐵”N極受力方向與磁場(chǎng)方向一致，故“小磁針”的N極受到一個(gè)向外的力作用，N極向外轉(zhuǎn)動(dòng)，S極向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，C選項(xiàng)正確。典型例題精講【例題1】如圖所示，放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時(shí)N極指向右。試判定電源的正負(fù)極?！键c(diǎn)撥〗本題涉及右手螺旋定則以及磁場(chǎng)方向磁感線等知識(shí)?！冀馕觥叫〈裴楴極的指向即為該處的磁場(chǎng)方向，所以在螺線管內(nèi)部磁感線方向由。一》。據(jù)右手螺旋定則可判定電流由c端流出，由d端流入，故c端為電源的正極，d端為負(fù)極?！即鸢浮揭?jiàn)解析。II歸納：對(duì)通電螺線管問(wèn)題關(guān)鍵是要分清螺線管II內(nèi)、外部磁感線的分布。不要錯(cuò)誤地認(rèn)為螺線||管b端吸引小磁針的N極，從而判定b端相II||當(dāng)于條形磁鐵的南極。 ||針對(duì)訓(xùn)練一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過(guò)靜止的小磁針正上方，這時(shí)磁針的N極向紙外方向偏轉(zhuǎn)，這一束帶電粒子可能是（ ）向右飛行的正離子束向左飛行的正離子束向右飛行的負(fù)離子束D.向左飛行的負(fù)離子束

〖解析〗由小磁針的旋轉(zhuǎn)方向判定小磁針N極受力方向，再由安培定則判定產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流方向，最后判定離子的電性及運(yùn)動(dòng)方向。由此可判定出題目中小磁針?biāo)谔幍拇艌?chǎng)方向垂直紙面向外，電流方向向左，如果是正離子束，離子就向左飛行，選B。如果是負(fù)離子束，離子就向右飛行，選C?！即鸢浮紹C【例題2】關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說(shuō)法中，正確的是（）放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線，電流越大，受到的磁場(chǎng)力也越大，表示該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大磁感線的指向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向與放入磁場(chǎng)的通電導(dǎo)線電流的大小導(dǎo)線的長(zhǎng)度、導(dǎo)線的取向等均無(wú)關(guān)〖點(diǎn)撥〗此題涉及對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解等知識(shí)?！冀馕觥酱鸥袘?yīng)強(qiáng)度的方向“與垂直磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線受力方向相同”這是錯(cuò)誤的，這點(diǎn)要和“電場(chǎng)強(qiáng)度受力方向和正電荷受力方向相同區(qū)分開(kāi)來(lái)”；用定義式看磁感應(yīng)強(qiáng)的大小，注意控制變量法在物理學(xué)中的應(yīng)用，故A選項(xiàng)是錯(cuò)誤的；磁感線的某點(diǎn)切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，這里要注意的是“切線方向”和“指向”的不同；順答案錯(cuò)誤。故此題答案為D。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F只是定義式，它的大小取決IL于場(chǎng)源以及磁場(chǎng)中的位置，與F、I、L以及通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的方向無(wú)關(guān)通電導(dǎo)線的受磁場(chǎng)力的方向就是磁場(chǎng)的方向〖解析〗此題結(jié)合安培力來(lái)考查磁感應(yīng)強(qiáng)度，這里一定要注意安培力公式的適用條件。答案為C〖答案IC[| 11歸納：B=F是磁感應(yīng)強(qiáng)度的比值定義式，B||IL|| 的大小和方向與F、I、L三者任何一個(gè)物理|| 量無(wú)關(guān)，由磁場(chǎng)本身來(lái)決定。 =』在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖。過(guò)c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向（ ）與方向（ ）與ab邊平行，豎直向上與ab邊平行，豎直向下與ab邊垂直，指向左邊上4與ab邊垂直，指向右邊〖解析〗本題考查了左手定則的應(yīng)用。導(dǎo)線a在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向由安培定則可判斷，即垂直ac向左，同理導(dǎo)線b在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直bc向下，則由平行四邊形定則，過(guò)c點(diǎn)的合場(chǎng)方向平行于ab，根據(jù)左手定則可判斷導(dǎo)線c受到的安培力垂直ab邊，指向左邊。選C。針對(duì)訓(xùn)練下列說(shuō)法正確的是（ ）磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測(cè)定：把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到磁場(chǎng)力F與該導(dǎo)線的長(zhǎng)度L、通過(guò)的電流I乘積的比即B=FIL通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零【例題3】如圖所示，在垂直于條形磁鐵的軸線的同一平面內(nèi)，有兩個(gè)圓形線圈A和B。問(wèn)穿過(guò)這兩個(gè)線圈的磁通量哪個(gè)大？〖點(diǎn)撥〗此題考查了對(duì)條形磁鐵磁感線的分布特點(diǎn)，磁通量的正負(fù)等知識(shí)。

〖解析〗條形磁鐵內(nèi)部的磁感線由S到N極，外部磁感線由N到S。又因?yàn)榇鸥芯€是閉合的，條形磁鐵內(nèi)部和外部磁感線條數(shù)一樣多，內(nèi)部密外部疏。對(duì)于線圈A和B來(lái)說(shuō)向上穿過(guò)的磁感線一樣多，但線圈A中向下穿過(guò)的少于線圈B中向下穿過(guò)的磁感線，從而向上或向下穿過(guò)線圈的磁感線相抵，整體來(lái)看穿過(guò)線圈A的磁通量大于穿過(guò)線圈B的磁通量?！即鸢浮酱┻^(guò)線圈A的磁通量大。II歸納：磁通量是標(biāo)量，它的方向只表示磁感||線是穿入還是穿出，當(dāng)穿過(guò)某一面積的磁感線有穿入的又有穿出的時(shí)，二者將互相抵消一部分，這類似于導(dǎo)體帶電時(shí)的“凈”電荷。_____________________■]I 針對(duì)訓(xùn)1.1練1.如圖所示，水平放置的扁平條形磁鐵，在磁鐵的左端正上方有一線框，線框平面與磁鐵垂直，當(dāng)線框從左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的過(guò)程中，穿過(guò)它的磁通量的變化是（）先減小后增大 B.始終減小C.始終增大 D.先增大后減小〖解析^=BS計(jì)算公式使用時(shí)是有條件的，b是勻強(qiáng)磁場(chǎng)且要求b垂直盛言鬟蠢S，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度大的削丫沼位置磁通量不一定大，而本題的兩極上方的磁場(chǎng)不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與正上方線框平面所成的角度又未知，難以定量加以計(jì)算規(guī)范畫(huà)出條形磁鐵的磁感線空間分布的剖面圖，如圖所示。利用ABS定性判斷出穿過(guò)閉合線圈的磁通量先增大后減小，選D?！即鸢浮紻2.如圖所示，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，則穿過(guò)線框平面的磁通量為;若使框架繞軸OO/轉(zhuǎn)過(guò)60。角，則穿過(guò)線框平面的磁通量為;若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)180。角，則穿過(guò)線框平面的磁通量為變化為?！冀馕觥酱磐抗?=BS，其中S指垂直B方向的面積，除此之外還應(yīng)注意磁通量是雙向標(biāo)量，若設(shè)初始為正，則轉(zhuǎn)過(guò)180。時(shí)為負(fù)。14=BS4=BScos60°=-BS，1 2 243=BS-(-BS)=2BS。〖答案〗見(jiàn)解析。【例題4】質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab置于傾角為6的平行導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為d，桿ab與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)為缶有電流時(shí)ab恰好在導(dǎo)軌上靜止，如圖所示，是沿ba方向觀察時(shí)的四個(gè)平面圖，標(biāo)出了四種不同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向，其中桿與導(dǎo)軌間摩擦力可能為零的是（ ）〖點(diǎn)撥〗此題為安培力在受力平衡問(wèn)題中應(yīng)用的考查?！冀馕觥綏U的受力情況為：V形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為A.0 B.0.5BI1C.BI1 D.2BI1〖解析〗本題考查安培力大小的計(jì)算。導(dǎo)線有效長(zhǎng)度為21sin30°=1，所以該V形通電導(dǎo)線收到的安培力大小為BI1。選C?！即鸢浮紺上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線通以如圖所示方向電流時(shí)（ ）上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線通以如圖所示方向電流時(shí)（ ）2.如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上在其左磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向左的摩擦力磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向右的摩擦力磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向右的摩擦力wdh .wdh .f=Fcos0+mgsin0^0f莉〖答案〗AB^9-）熟知常用典型磁場(chǎng)的磁感線的空間分E括立體、平面、截面形式；將立體圖||J便于分析的平面圖，是認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)的基三解決磁場(chǎng)問(wèn)題的有效方法。（2）利用!律來(lái)解決磁場(chǎng)綜合問(wèn)題?！冀馕觥綄?dǎo)線所在處磁場(chǎng)的方向沿磁感線的切線方向斜向下，對(duì)其沿水平豎直方向分解，如圖所示。對(duì)導(dǎo)線：Bx產(chǎn)生的效果是磁場(chǎng)力方向豎直向上，By產(chǎn)生的效果是磁場(chǎng)力方向水平向左。根據(jù)牛頓第三定律：導(dǎo)線對(duì)磁鐵的力有豎直向下的作用力，因而磁鐵對(duì)桌面的壓力增大；導(dǎo)線對(duì)磁鐵的力有水平向右的作用力。因而磁鐵有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，這樣磁鐵與桌面間便產(chǎn)生了摩擦力，桌面對(duì)磁鐵的摩擦力沿水平方向向左，C選項(xiàng)正確?！即鸢浮紺ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)以=0.4ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)以=0.4，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直且方向向上，如圖所示，現(xiàn)調(diào)節(jié)變阻箱的觸頭，試求出為使桿ab靜止不動(dòng)，通過(guò)ab桿的電流范圍是多少?3.質(zhì)量為m=0.02kg的通電細(xì)桿置于傾角為0=37°的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)線的寬度d=0.2m，桿也4針對(duì).1讖1.（2010-上海卷）如圖，長(zhǎng)為21的?…：x\x直導(dǎo)線拆成邊長(zhǎng)相等，夾角為60ox知WxXx更x的V形，并置于與其所在平面相 X垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為I的電流時(shí)，該-4〖解析〗電流大小不同，桿受到的安培力也不同，可使桿受到的最大靜摩擦力發(fā)生方向變化。當(dāng)電流最小時(shí)，靜摩擦力沿斜面向上，當(dāng)電流最大時(shí)靜摩擦力沿斜面向下。BI2L-mgsina-^N=0解得I1=0.14A I2=0.46A電流取值范圍0.14A?0.46A〖答案〗電流取值范圍0.14A?0.46A由物體平衡條件：BI1L-mgsina+^N=0優(yōu)化作業(yè)鞏固:小試樣芒土- r _ cF _由磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式B 節(jié)知，磁場(chǎng)中某處IL的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?）A.隨通電導(dǎo)線中電流I的減小而增大B.隨著IL乘積的減小而增大C.隨通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F的增大而增大跟F、I、L的變化無(wú)關(guān)下列說(shuō)法正確的是（ ）電荷在某處不受電場(chǎng)力作用，則該處電場(chǎng)強(qiáng)度為零一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零表征電場(chǎng)中某點(diǎn)的強(qiáng)弱，是把一個(gè)檢驗(yàn)電荷放到該點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力與檢驗(yàn)電荷本身電量的比值表征磁場(chǎng)中某點(diǎn)的強(qiáng)弱，是把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力與該小段導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電的乘積的比值如圖，電流從A分兩路通過(guò)對(duì)稱的環(huán)形分路匯合于B點(diǎn)，在環(huán)形分路所中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直環(huán)形分路所在平面，且指向“紙內(nèi)”B.垂直環(huán)形分路所在平面，且指向“紙外”在環(huán)形分路所在平面內(nèi)指向B磁感應(yīng)強(qiáng)度為零如圖所示的各圖中，表示通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受磁場(chǎng)力的情況，其中磁感強(qiáng)度B、電流I、磁場(chǎng)力F三者之間的方向關(guān)系不正確的是（）5.關(guān)于磁感線，下列說(shuō)法中正確的是（ ）

磁感線是實(shí)際存在于磁場(chǎng)中的線磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向，都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致磁感線是一條條不閉合的曲線磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況6（2009?海南卷）一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定。導(dǎo)線中通有電流，方向如圖中箭頭所示。當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)：當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個(gè)圖示中正確的是如圖所示，有一根直導(dǎo)線上通以恒定電流方向垂直指向紙內(nèi)，且和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直，則在中圓周上，磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)值最大的點(diǎn)是（）C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)如圖，兩根垂直紙面、平行且固定放置的直導(dǎo)線M和N，通有同向等值電流；沿紙面與直導(dǎo)線M、N等距放置的另一根可自由移動(dòng)的通電導(dǎo)線a》，則通電導(dǎo)線ab的情況是（）沿紙面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)沿紙面順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)a端轉(zhuǎn)向紙外，b端轉(zhuǎn)向紙里a端轉(zhuǎn)向紙里，b端轉(zhuǎn)向紙外在赤道附近的地磁場(chǎng)可看 —做是沿南北方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 人b：磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。如果赤道上 :匚空有一根沿東西方向的直導(dǎo) 匚尸線，長(zhǎng)為L(zhǎng)，通有從東向西的電流/，則地磁場(chǎng)對(duì)這根導(dǎo)線的作用力大小為 ,方向。如圖所示，用絕緣絲線懸掛著的環(huán)形導(dǎo)體，位于與其所在平面垂直且向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若環(huán)形導(dǎo)體通有如圖所示方向的電流I，試判斷環(huán)形導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況。A.a點(diǎn)"達(dá)標(biāo)訓(xùn)練 某同學(xué)在北京將一根質(zhì)量分布均勻的條形磁鐵用一條細(xì)線懸掛起來(lái)，使它平衡并呈水平狀態(tài)，懸線系住條形磁鐵的位置是（ ）磁體的重心處磁鐵的某一磁極處磁鐵重心的北側(cè)磁鐵重心的南側(cè)如圖所示兩根平行放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線a和b載有大小相同，方向相

反的電流，。受到的磁場(chǎng)力大小為F1,當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，。受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)閒2,則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)椋ǎ〢.F2 B.f「F2C.F1+F2 d.2Fi-F2兩根通電的長(zhǎng)直導(dǎo)線平行放置，電流分別為4和72,且/]>/2，電流的方向如圖所示在與導(dǎo)線垂直的平面上有a、b、c、d四點(diǎn)，其中a、b在導(dǎo)線橫截面連線的延長(zhǎng)線上，c、d在導(dǎo)線橫截面連線的垂直平分線上，則導(dǎo)體中的電流在這四點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的是（ ）將a、c端接在電源正極，b、d端接電源負(fù)極將b、d端接在電源正極，a、c端接電源負(fù)極將a、d端接在電源正極，b、c端接負(fù)極將a、c端接在交流電源的一端，b、d端接在交流電源的另一端質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)B7L，豎直向下體棒置于傾角為。的導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)R，當(dāng)導(dǎo)體棒通電時(shí)，恰能在導(dǎo)軌上靜止，如圖所示的四個(gè)圖中標(biāo)出了四種可能的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向，其中棒與導(dǎo)軌間的摩擦力可能為零的是（ ）I+cIA.a點(diǎn) B.b點(diǎn)C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)4.下列關(guān)于磁電式電流表的說(shuō)法中正確的是（ ）磁電式電流表內(nèi)部的蹄形磁鐵和鐵芯間的磁是均勻輻向分布的磁電式電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度的大小與被測(cè)電流的大小成反比磁電式電流表的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，缺點(diǎn)是允許通過(guò)的電流很弱磁電式電流表的工作原理是安培力對(duì)通電線框的轉(zhuǎn)動(dòng)作用如圖所示，一金屬直桿MN兩端接有導(dǎo)線，懸掛于線圈上方，MN與線圈軸線均處于豎直平面內(nèi)，為使MN垂直于紙面向外運(yùn)動(dòng)，可以（ ）扁平條形磁鐵垂直于圓平面且磁鐵中心與圓心重合如圖所示，欲使圓平面內(nèi)磁通量增加，如下方法可行的是（）A?從右向左看，圓平面繞氣、氣軸順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度扁平條形磁鐵繞O1O2的軸轉(zhuǎn)過(guò)45。角圓平面沿O2O1方向向上平移至N極附近扁平條形磁鐵繞垂直于紙面O軸，轉(zhuǎn)過(guò)45。角如圖甲和圖乙所示，長(zhǎng)都為20cm的直導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度都為2A，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都為0.5T，圖甲的磁場(chǎng)方向水平向右，圖乙中磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則圖甲中導(dǎo)線所受的安培力大小為，方向，圖乙中導(dǎo)線所受的安培力大小為，方向。有一矩形線圈共100匝，面積為05m2，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線與線圈平面成30。角時(shí)，穿過(guò)這個(gè)線圈的磁通量為2Wb。那么，這個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是 T。當(dāng)此線圈轉(zhuǎn)到線圈平面與磁感線垂直的位置時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量是 Wb。在原子反應(yīng)堆中抽動(dòng)液態(tài)金屬時(shí)，由于不允許轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械部分和液態(tài)金屬接觸，常使用一種電磁泵。如圖所示是這種電磁泵的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中A是導(dǎo)管的一段，垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置，導(dǎo)管內(nèi)充滿液態(tài)金屬。當(dāng)電流I垂直于導(dǎo)管和磁場(chǎng)方向穿過(guò)液態(tài)金屬時(shí)，液態(tài)金屬即被驅(qū)動(dòng)，并保持勻速運(yùn)動(dòng)。若導(dǎo)管內(nèi)截面寬為。、高為》，磁場(chǎng)區(qū)域中的液體通過(guò)的電流為I，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。如圖所示，有一通電直導(dǎo)線放在蹄形電磁鐵的正上方，導(dǎo)線可以自由移動(dòng)，當(dāng)電磁鐵線圈與直導(dǎo)線中通以圖示的電流是時(shí)，有關(guān)直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法中正確的是（從上往下看）（ ）A、 順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B、 順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C、 逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D、 逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升（2009-重慶卷）在題圖所示電路中，電池均相同，當(dāng)電鍵S分別置于。、b兩處時(shí)，導(dǎo)線MM/與NN/之間的安培力的大小為f、-判斷這兩段導(dǎo)線（ ）相互吸引，f>-相互排斥，f>f相互吸引，fv-相互排斥，f<f有一自由的矩形導(dǎo)體線圈，1■'通以電流I。將其移入通以恒E定電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線的右側(cè)。其ab與cd邊跟長(zhǎng)直導(dǎo)體AB在同一平面內(nèi)且互相平行，如“圖所示。試判斷將該線圈從靜止開(kāi)始釋放后的受力和運(yùn)動(dòng)情況。（不計(jì)重力）在傾角9=30°的斜面上，固定一金屬框，寬l=0.25m，接入電動(dòng)勢(shì)E=12V、內(nèi)不計(jì)的電池。垂