3.5《运动电荷在磁场中受到的力》导学案
【学习目标】
1、知道什么是洛伦兹力,知道电荷运动方向与磁场方向平行时,洛伦兹力为零;运动方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力最大,大小为f=qvB 。
2、用左手定则熟练判定洛伦兹力的方向。
【重点难点】
洛伦兹力的大小、方向,左手定则。
【学法指导】
认真阅读教材,观察插图,体会磁场对运动电荷的作用力大小与什么因素有关?力的方向有什么特点?
【知识链接】
安培力的大小和方向是怎样的?
【学习过程】
1、洛仑兹力
叫洛仑兹力。通电导线所受到的安培力实际上是作用在运动电荷上的洛仑兹力的 。
2、洛仑兹力的方向
用左手定则判定。应用左手定则要注意:
(1)判定负电荷运动所受洛仑兹力的方向,应使四指指向电荷运动的 方向。
(2)洛仑兹力的方向总是既垂直于 又垂直于 ,即总是垂直于 所决定的平面。但在这个平面内电荷运动方向和磁场方向却不一定垂直,当电荷运动方向与磁场方向不垂直时,应用左手定则不可能使四指指向电荷运动方向的同时让磁感线垂直穿入手心,这时只要磁感线从手心穿入即可。
3、洛仑兹力的大小
f= ,其中是带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角。
(1)当=90°,即v的方向与B的方向垂直时,f= ,这种情况下洛仑兹力 。
(2)当=0°,即v的方向与B的方向平行时,f= 最小。
(3)当v=0,即电荷与磁场无相对运动时,f= ,表明了一个重要结论:磁场只对相对于磁场运动的电荷有作用力,而对相对磁场静止的电荷没有作用力。
4、洛仑兹力作用效果特点
由于洛仑兹力总是垂直于电荷运动方向,因此洛仑兹力总是 功。它只能改变运动电荷的速度 (即动量的方向),不能改变运动电荷的速度 (或动能)。
【训练测试】
1.(2009·南通高二检测)以下说法正确的是 ( )
A.电荷处于磁场中一定受到洛伦兹力
B.运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力
C.洛伦兹力对运动电荷一定不做功
D.洛伦兹力可以改变运动电荷的速度大小
2.一个运动电荷通过某一空间时,没有发生偏转,那么就这个空间是否存在电场或磁场,下列说法中正确的是 ( )
A.一定不存在电场
B.一定不存在磁场
C.一定存在磁场
D.可以既存在磁场,又可以存在电场
3.在你身边,若有一束电子从上而下运动,在地磁场的作用下,它将 ( )
A.向东偏转 B.向西偏转
C.向北偏转 D.向南偏转
4.一个长螺线管中通有交流电,把一个带电粒子沿管轴线射入管中,不计重力,粒子将在管中 ( )
A.做圆周运动 B.沿轴线来回运动
C.做匀加速直线运动 D.做匀速直线运动
5.右图为一“滤速器”装置的示意图.a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间.为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子仍能够沿水平直线OO′运动,由O′射出.不计重力作用,可能达到上述目的的办法是( )
A.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向里
B.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里
C.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外
D.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外
【参考答案】
1.答案:C
2.答案:D
解析:当运动电荷运动方向与电场线方向相同或运动方向与磁感线平行,均不会发生偏转.
3.答案:B
解析:由左手定则判定.
4.答案:D
解析:通有交流电的螺线管内部磁场方向始终与轴线平行,带电粒子沿着磁感线运动时不受洛伦兹力,所以应一直保持原运动状态不变.
5.答案:AD
【学习反思】
安培力能对导体做功吗?洛伦兹力能对运动电荷做功吗?应怎样理解?3.4《通电导线在磁场中受到的力》导学案
【学习目标】
1、知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小F=BIL ;电流方向与磁场方向夹角为θ时,安培力F=BILsinθ。
2、左手定则熟练地判定安培力的方向。
3、知道电流表的基本构造,知道电流表测电流大小和方向的基本原理,了解电流表的基本特点
【重点难点】
安培力的大小、方向,左手定则。
【学法指导】
认真阅读教材,观察插图,体会磁场对电流的作用力大小与什么因素有关?力的方向有什么特点?
【知识链接】
什么是磁感应强度?其定义式为:_______________,注意电流源必须_____________放置。
【学习过程】
一、安培力的方向
用左手定则判定,安培力始终垂直于 和 所决定的平面,但 和 不一定垂直。若它二者中任一量反向,F将 。
二、安培力的大小:
如图:一根长为L的直导线,处于磁感应强度为B的匀强磁场中且与B的夹角为,当通过电流I时,安培力的大小可表示为F= 。
当=90°时,安培力最大,Fmax=
当=0°或=180°时,安培力为 。
【典型例题】
例1、见课本94页第1题
例2、如图所示,两根平行放置的导电轨道,间距为L,倾角为,轨道间接有电动势为E(内阻不计)的电源,现将一根质量为m、电阻为R的金属杆ab与轨道垂直放于导电轨道上,轨道的摩擦和电阻均不计,要使ab杆静止,
(1)所加垂直于导轨平面方向的匀强磁场的磁感应强度多大? 方向如何?
(2)所加竖直方向的匀强磁场的磁感应强度多大?方向如何?
【训练测试】
1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是( )
A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的
B.磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直
C.磁场方向不一定与安培力方向垂直,但电流方向一定与安培力方向垂直
D.磁场方向不一定与电流方向垂直,但安培力方向一定既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直
2.(2009·汕头模拟)如图所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN,电流I方向从M到N,绳子的拉力均为F.为使F=0,可能达到要求的方法是 ( )
A.加水平向右的磁场
B.加水平向左的磁场
C.加垂直纸面向里的磁场
D.加垂直纸面向外的磁场
3.一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中,导线上的电流方向由左向右,如图所示.在导线以其中心点为轴转动90°的过程中,导线受到的安培力( )
A.大小不变,方向不变
B.由零增大到最大,方向时刻变
C.由最大减小到零,方向不变
D.由零增大到最大,方向不变
4.已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的摩擦系数为μ,有电流时,ab恰好在导轨上静止,如图所示,下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向,其中能使杆ab与导轨之间摩擦力为零的图是
( )
5.如图所示,接通开关时,观察到金属棒动起来这说明________,断开开关后,将滑动变阻器的滑动片向左滑动一段距离后,再接通开关时你观察到________;这种现象说明________.
6.如图所示,两平行光滑导轨相距为20cm,金属棒MN的质量为10g,电阻R=8Ω,匀强磁场的磁感应强度B=0.8T,方向竖直向下,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,当电键K闭合时,MN恰好平衡,求变阻器R1的取值为多少?设θ=45°.
【参考答案】
1.答案:D
解析:电流放入磁场中,不管电流与磁场是否垂直,安培力均垂直磁场和电流所确定的平面,即安培力总是垂直磁场方向,安培力总是垂直电流方向.
2.答案:C
解析:为使F=0,则F安必竖直向上且F安=mg,由左手定则可判定磁场一定是垂直纸面向里,故选项C正确.
3.答案:D
解析:导线转动前,电流方向与磁场方向平行,导体不受安培力;当导体转过一个小角度后,电流与磁场不再平行,导体受到安培力的作用;当导体转过90°时,电流与磁场垂直,此时导体所受安培力最大.根据左手定则判断知,力的方向始终不变.选项D正确.
4.答案:AB
解析:用左手定则判断各图中导电细杆的受力方向,再判断通电细杆所受的合力.
5.答案:通电导线在磁场中受到力的作用;金属棒摆动的角度更大些;电流越强,导线受到的安培力越大
6.答案:7Ω
解析:先根据左手定则判定安培力的方向,然后根据平衡条件列方程,再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解.
金属棒平衡时的平面受力图,如图2所示.
当MN平衡时,有mgsinθ-BILcosθ=0①
由全电路欧姆定律,得I=②
由①、②式联立并代入数据,得R1=7Ω.
【学习反思】
安培力的方向、磁感应强度的方向、电流的方向三者之间的关系怎样?画图说明。
B3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》导学案
【学习目标】
1、理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动
2、会分析带电粒子在匀强磁场中的运动规律
【重点难点】
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的分析方法。
【学法指导】
认真阅读教材,观察插图,体会分析求解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的方法?
【知识链接】
1、描述匀速圆周运动的物理量及这些物理量之间的关系?
2、洛仑兹力的方向:用_________定则判定。注意:
(1)判定负电荷运动所受洛仑兹力的方向,应使四指指向电荷运动的 方向。
(2)洛仑兹力的方向总是既垂直于 又垂直于 ,即总是垂直于 所决定的平面。
3、洛仑兹力的大小:带电粒子q以速度v垂直进入匀强磁场B中,f=
【学习过程】
带电粒子在磁场中运动(不计其它作用)
(1)若v//B,带电粒子以速度v做 运动(此情况下洛伦兹力F=0)
(2)若v⊥B,带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做 运动。
①向心力由洛伦兹力提供: =m
②轨道半径公式:R= = 。
③周期:T= = ,频率:f== 。
角频率: 。
说明:T、F和的两个特点:
①T、f和的大小与轨道半径(R)和运动速率(v)无关,只与 和 有关;
②比荷()相同的带电粒子,在同样的匀强磁场中,T、f和相同。
【典型例题】
例1、图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域,最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l,不计重力,求此粒子的电荷e与质量m之比。
例2、一个负离子,质量为m,电量为q,以速率v垂直于屏S经小孔O射入有匀强磁场的真空室中,磁感应强度B的方向与离子运动方向垂直,并垂直于纸面向里,如图所示。如果离子进入磁场后经过时间t到达P点,则直线OP与离子入射方向之间的夹角跟t的关系式如何?
【训练测试】
1.两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中,设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径,T1、T2是它们的运动周期,则 ( )
A.r1=r2,T1≠T2 B.r1≠r2,T1≠T2
C.r1=r2,T1=T2 D.r1≠r2,T1=T2
2.如图所示,带负电的粒子以速度v从粒子源P处射出,若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面),则带电粒子的可能轨迹是( )
A.a B.b
C.c D.d
3.一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域,穿出电场后接着又进入匀强磁场区域.设电场和磁场区域有明确的分界线,且分界线与电场强度方向平行,如图中的虚线所示.在图所示的几种情况中,可能出现的是( )
4.一重力不计的带电粒子以初速度v0(v0<)先后穿过宽度相同且紧邻在一起的有明显边界的匀强电场E和匀强磁场B,如图甲所示.电场和磁场对粒子总共做功W1,若把电场和磁场正交叠加,如图乙所示,粒子仍以v0的初速度穿过叠加场区,电场和磁场对粒子总共做功W2,比较W1、W2的大小 ( )
A.一定是W1=W2
B.一定是W1>W2
C.一定是W1D.可能是W1>W2,也可能是W15.如图所示,一带负电的质点在固定的正
的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动,周期为T0,轨道平面位于纸面内,质点的速度方向如图中箭头所示,现加一垂直于轨道平面的匀强磁场,已知轨道半径并不因此而改变,则( )
A.若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将大于T0
B.若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将小于T0
C.若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将大于T0
D.若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将小于T0
6.环形对撞机是研究高能离子的重要装置,如图正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B.(两种带电粒子将被局限在环状空腔内,沿相反方向做半径相等的匀强圆周运动,从而在碰撞区迎面相撞.)为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动,下列说法正确的是 ( )
A.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷越大,磁感应强度B越大
B.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷越大,磁感应强度B越小
C.对于给定的带电粒子,加速电压U越大,粒子运动的周期越小
D.对于给定的带电粒子,不管加速电压U多大,粒子运动的周期都不变
【参考答案】
例1、解析:粒子初速v垂直于磁场,粒子在磁场中受洛伦兹力而做匀速圈周运动,设其半径为R,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律,
有
因粒子经O点时的速度垂直于OP,故OP是直径,l=2R
由此得
例2、解析:做出OP的中垂线与OS的交点即为离子做匀速圆周运动的圆心,轨迹如图示:
方法一:弧OP对应的圆心角 ①
周期T= ②
运动时间:t= ③
解得: ④
方法二:弧OP对应的圆心角 ⑤
半径为r,则qvB= ⑥
弧长:l=r· ⑦
线速度:v= ⑧
解得: ⑨
训练测试:
1.答案:D
解析:根据r=,T=,得速度不同半径r不同,周期T相同.
2.答案:BD
解析:出射方向必与运动轨迹相切.
3.答案:AD
解析:A、C选项中粒子在电场中向下偏转,所以粒子带正电,再进入磁场后,A图中粒子应逆时针转,正确.C图中粒子应顺时针转,错误.同理可以判断B错,D对.
4.答案:B
解析:带电粒子在甲图电场中偏转位移大,在甲图中电场力做功多,B正确.
5.答案:AD
解析:若磁场方向指向纸里,由左手定则可判断洛伦兹力方向与库仑力方向相反,则带负电粒子做圆周运动的向心力减小,由于半径不变,其速度减小,周期变大,故A对B错;若磁场方向指向纸外,洛伦兹力与库仑力方向相同,其速度要增大,周期变小,故C错D对.
6.答案:BC
解析:在加速器中qU=mv2,在环状空腔内做匀速圆周运动的半径r=,即r=,所以在半径不变的条件下越大,B越小,选项B正确;粒子在空腔内的周期T=,故加速电压越大,粒子的速率v越大,其周期越小,选项C正确.
【学习反思】
求解带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的一般思路和方法是什么?
O′3.1《磁现象和磁场》3.2《磁感应强度》导学案
【学习目标】
1、知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用.,知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的。
2、理解磁感应强度B的定义,知道B的单位是特斯拉。会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
【重点难点】
磁场的物质性和基本特性,磁感应强度的物理意义。
【学法指导】
认真阅读教材,观察插图,体会磁场的特性和磁感应强度的定义方法
【知识链接】
比值定义法:电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的 与检验电荷 的比值来定义的,其定义式为E=。规定 受的电场力方向为电场方向。
我们可以用类似的方法来描述磁场
【学习过程】
一、磁现象与磁场
1.物体具有的吸引铁、钴、镍等物质的属性叫做 ;磁体上磁性最强的部分叫做 ;磁体有两个磁极:南极(S极)、北极(N极)。同名磁极相互 ,异名磁极相互 。
2.丹麦物理学家 首先发现电流周围也存在着磁场。
3.什么是磁场?磁场的基本性质是什么?
磁极和磁极间、磁极和电流间、电流和电流间的作用都是通过什么物质来传递的?
4.磁场方向是怎么规定的?
5.地球本身在地面附近空间产生的磁场,叫做 。地磁场的分布大致就像一个 磁铁外面的磁场。
尝试应用1:
1.下列关于磁场的说法中,正确的是 ( )
A.磁场跟电场一样,是一种物质
B.磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场
C.指南针指南说明地球周围有磁场
D.磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的
二、磁感应强度
1.磁场对电流的作用力
磁场对电流的作用力通常称为 。决定安培力大小的因素
⑴与导线在磁场中的放置方向有关
⑵与电流的 有关
⑶与通电导线在磁场中的 有关
2.磁感应强度
在磁场中 于磁场方向的通电导线,所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫 。
公式
在国际单位制中,磁感应强度的单位是 ,简称特,国际符号是T。1T=1
磁感应强度是 ,把某点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向。
磁感应强度B是表示磁场强弱和方向的物理量
尝试应用2:
2 下列说法中正确的是 ( )
A.电荷在某处不受电场力的作用,则该处的电场强度为零
B.一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应强度一定为零
C.把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D.把一小段通电导线放在磁场中某处,所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
3.下列关干磁感应强度大小的说法中正确的 ( )
A.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B.通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C.放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同
D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
【训练测试】
1.如图所示,假如将一个小磁针放在地球的北极点上,那么小磁针的N极将 ( )
A.指北 B.指南 C.竖直向上 D.竖直向下
2.关于宇宙中的天体的磁场,下列说法正确的是 ( )
A.宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场
B.宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场
C.指南针在任何天体上都能像在地球上一样正常工作
D.指南针只有在磁场类似于地球磁场的天体上正常工作
3.下列关于磁感应强度的方向的说法中,正确的是 ( )
A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向
B.小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向
D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
4.下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是 ( )
A.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B.通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C.放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同
D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
5.关于磁感应强度的概念,以下说法中正确的有 ( )
A.电流元IL在磁场中受力为F,则磁感应强度B一定等于
B.电流元IL在磁场中受力为F,则磁感应强度可能大于或等于
C.磁场中电流元受力大的地方,磁感应强度一定大
D.磁场中某点磁感应强度的方向,与电流元在此点的受力方向相同
6.长10cm的导线,放入匀强磁场中,它的方向和磁场方向垂直,导线中的电流强度是3.0A,受到的磁场力是1.5×10-3N,则该处的磁感应强度B大小为 ( )
A.5.0×10-3T B.5.0×10-2T
C.5.0×10-1T D.5.0T
【参考答案】
1.答案:D
2.答案:AD
3.答案:BD
解析:磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向,磁场方向也就是小磁针N极受力的方向.但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向.
4.答案:D
解析:正确答案是D.因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定,与通电导线的受力及方向都无关.所以A选项错,D选项正确.
因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关,而且与通电导线的取向有关,故B选项错,对C选项虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等,但当导线在各个位置的方向不同时,磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时受磁场力最大,与磁场平行时受磁场力为零),而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同,所以C选项错.
5.答案:B
6.答案:A
解析:依题:L=10cm=10×10-2m
I=3.0A,F=1.5×10-3N
所以有 B==T=5.0×10-3T
故选项A正确.
【学习反思】
奥斯特发现电流的磁效应,在物理学发展史上有什么重要意义?磁感应强度的方向是怎样规定的?在磁感应强度的定义中为什么要强调电流源必须垂直于磁场放置?
地理北极与地磁南极
地理南极与地磁北极3.3《几种常见的磁场》导学案
【学习目标】
1、会用磁感线描述磁场
2、知道通电直导线和通电线圈周围磁场的方向
3、掌握匀强磁场
4、知道磁通量的物理意义和定义式
5、了解安培分子假说,从而解释一些磁现象
【重点难点】
磁场的物质性和基本特性,磁感应强度的物理意义。
【学法指导】
认真阅读教材,观察插图,体会电流产生磁场的方向判定方法,总结安培定则
【知识链接】
电场线可以形象地描绘____________大小和方向,电场线的特点有哪些?画出几种常见的电场线分布图。
【学习过程】
一、磁感线的物理意义
1、磁感线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向 。磁感线的疏密表示 。
2、安培定则:
。
环形电流的磁场:
通电线圈周围磁场:
3、分子电流假说的内容及现象解释:在原子分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流——分子电流。分子电流是每个物质微粒都成为一个微小的 ,它的两侧相当于两个 。安培的假说能够解释一些磁现象,如 、 。
4、匀强磁场的定义
5、磁通量的物理意义和定义式
写成公式为 。
磁通量的单位是 简称为 符号
〖课堂探究〗
知识点1.常见磁场
三种常用的电流磁场的特点及画法比较(请在图的右侧练习画电流磁场)
(1)直线电流的磁场:无磁极,非匀强,距导线越远处磁场越弱,画法如图所示。
(2)通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内是匀强磁场,管外为非匀强磁场,画法如图所示。
(3)环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱,画法如图所示。
[例1] 如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈,当在线圈中心处挂上一个小磁针,且与线圈在同一平面内,则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时( )
A.小磁针N极向里转
B.小磁针N极向外转
C.小磁针在纸面内向左摆动
D.小磁针在纸面内向右摆动
[总结]应用安培定则判断环形电流的磁场;小磁针的N极指示磁场方向。
[变式训练] 如图所示,一束带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方,并与磁针方向平行,能使磁针N极转向读者,那么这束带电粒子可能是( )
A.向右飞的正离子 B.向左飞的负离子
C.向右飞的负离子 D.向左飞的正离子
知识点2.安培分子电流假说
[例2]安培分子电流假说可以解释( )
A.直线电流的磁场 B.永磁铁的磁场
C.软磁棒被磁化 D.环形电流的磁场
知识点3.磁通量、磁通密度
1、磁通量:磁场的强弱(即磁感应强度)可以用磁感线的疏密来表示。如果一个面积为S的面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置,则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的。我们把B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。
(1)定义:面积为S,垂直匀强磁场B放置,则B与S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量,用Ф表示。
(2)公式:Ф=B·S
2、磁通密度
磁通密度大,即穿过单位面积的磁感线条数多,一定是磁感线很密,磁感应强度大
磁通量是标量,只有大小,没有方向,但磁感线穿过平面时有正反面之分。因此,在计算磁通量时必须注意磁感线是从哪边穿过这个平面的,磁通量的大小存在正、负值。
[例3] 如图所示,在条形磁铁中部垂直套有A、B两个圆环,试分析穿过A环、B环的磁通量谁大。
[变式训练]下列各种说法中,正确的是
A.磁通量很大,而磁感应强度可能很小
B.磁感应强度越大,磁通量也越大
C.磁通量小,一定是磁感应强度小
D.磁感应强度很大,而磁通量可能为零
【训练测试】
1.如图所示为某磁场的一条磁感线,其上有A、B两点,则( )
A.A点的磁感应强度一定大
B.B点的磁感应强度一定大
C.因为磁感线是直线,A、B两点的磁感应强度一样大
D.条件不足,无法判断
2.如图所示,三条长直导线都通以垂直于纸面向外的电流,且,则距三导线等距的A点的磁场方向为( )
A. 向上 B. 向右 C. 向左 D. 向下
3.某同学做奥斯特实验时,把小磁针放在水平的通电直导线的下方,当通电后发现小磁针不动。稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动了180°后静止不动。由此可知通电直导线的电流方向是( )。
A. 自东向西 B. 自南向北
C. 自西向东 D. 自北向南
4.如图,在条形磁铁的S极附近悬挂一个线圈,磁铁水平放置,其轴线与线圈共面并通过线圈的圆心,当线圈中电流沿图示方向流动时,将会出现_______
A.线圈向磁铁平移
B.线圈远离磁铁平移
C.从上往下看线圈顺时针转动,同时靠近磁体
D.从上往下看,细圈逆时针转动,同时靠近磁体
【参考答案】
1.答案:D
2.答案:B
3.答案:A
4.答案:D
【学习反思】
地球相当于一个磁体,若认为地球的磁场是由于地球表面所带电荷随着地球自转造成的,则地球表面带什么电荷?