磁场、磁感应强度、磁感线
[基础知识填充]
1.可以用图示法形象表示,即用磁感线来描述磁场,用它的疏密程度表示磁场的强弱,用切线方向表示磁场的方向.
2.磁感应强度既有大小又有方向,是矢量,它的单位为特斯拉,符号是T.
3.磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场称为匀强磁场.它的磁感线特征为等间距的平行直线.
4.在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,该平面的面积与磁感应强度的乘积,叫做穿过这个面积的磁通量.磁通量的符号是Φ,单位为韦伯.
5.通电导线的周围存在磁场是由丹麦物理学家奥斯特发现的.如图所示,当导线中通有图示的电流时,小磁针N极将向里转动.
6.磁感线与电场线的联系与区别
电场线
磁感线
(1)
电场线从正电荷出发,终止于负电荷,电场线是不闭合的曲线,正、负电荷可单独存在
在磁体内部,磁感线是从S极指向N极,外部是从N极出发从S极进入,磁感线是闭合的曲线,N、S极是不可分割的
(2)
正电荷在电场中某点受到电场力的方向与该点的场强方向一致,也与该点所在电场线的切线方向一致
小磁针在磁场中静止时N极的指向或N极的受力方向与该点的磁感应强度方向一致,也与该点所在磁感线的切线方向一致
(3)
电场中任何两条电场线都不相交
磁场中任何两条磁感线都不相交
(4)
电场线的疏密表示电场的强弱
磁感线的疏密表示磁场的强弱
7.安培定则
(1)判定直线电流的磁场:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.
(2)判定通电螺线管的磁场:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极.
[学考真题对练]
1.(2019·广东学业水平考试)如图所示,一小磁针被放入水平向右的匀强磁场中,忽略其他磁场的影响,当小磁针静止时,其N极的指向是( )
A.竖直向下 B.竖直向下
C.水平向左 D.水平向右
答案:D
2.(2018·广东学业水平考试)发现电流磁效应的科学家是 ( )
A.奥斯特 B.安培
C.法拉第 D.洛伦兹
A [发现电流磁效应的科学家是奥斯特.]
3.(2018·广东学业水平考试)如图所示,两平行直导线与矩形线圈处在同一平面内,且矩形线圈位于两导线中央,导线上通有大小相等的电流,则( )
A.两电流同向时,穿过线圈的磁通量为零
B.两电流同向时,在线圈区域产生的磁感应强度方向相同
C.两电流反向时,穿过线圈的磁通量为零
D.两电流反向时,在线圈区域产生的磁感应强度方向相反
A [当电流同向时,根据右手螺旋定则,两电流在线圈处产生的磁场方向垂直于线圈,方向相反,磁通量为零.电流方向相反时,在线圈处产生的磁场方向相同,产生的磁通量不为零.故A正确,B、C、D错误.]
4.(2018·广东学业水平考试)通电螺线管内部磁场的方向取决于 ( )
A.螺线管的匝数
B.螺线管的长度
C.螺线管中的电流方向
D.螺线管中是否有铁芯
C [电流的周围有磁场,所以通电螺线管内部磁场的方向取决于螺线管中的电流方向.]
5.(2018·广东学业水平考试)如图所示,小磁针放置在螺线管轴线的左侧.当螺线管通以恒定电流时,不计其它磁场的影响,小磁针静止时N极的指向是 ( )
A.向右 B.向左
C.向上 D.向下
B [由安培定则可知螺线管的左侧为N极,小磁针静止时N极所指的方向与磁场方向一致,所以小磁针的N极向左.]
6.(2017·广东学业水平考试)把小磁针放入水平向右的匀强磁场B中,图中小磁针静止时N极指向正确的是( )
答案:D
7.(2016·广东学业水平考试)磁感线可以用来描述磁场,下列关于磁感线的说法不正确的是( )
A.磁感线的疏密表示磁场的强弱
B.磁感线从S极出发,终止于N极
C.匀强磁场的磁感线疏密分布均匀
D.磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向
B [磁感线是闭合的曲线.]
(2015·广东学业水平考试1月)一小磁针放置在某磁场(未标出方向)中,静止时的指向如图所示.下列分析正确的是( )
A.N极指向该点磁场方向
B.S极指向该点磁场方向
C.该磁场是匀强磁场
D.a点的磁场方向水平向右
A [小磁针N极指向即为磁场方向,A项正确,B项错误;该磁场磁感线分布不均匀,所以不是匀强磁场,C项错误;a点的磁场方向在该点的切线方向上,D项错误.]
1.磁感线的特点
(1)磁感线的疏密表示磁场的强弱.
(2)磁感线的切线方向表示磁场的方向.
(3)磁感线是闭合曲线.
(4)磁感线不相交.
(5)磁感线不客观存在.
2.安培定则
电流磁场
图示
说明
直线电流
用右手握住导线,让伸直的大拇指指向电流的方向,则弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向
环形电流
用右手弯曲的四指指向电流的方向,则伸直的拇指指向环内磁感线的方向
[最新模拟快练]
1.(2018·东莞学考模拟)下列四幅图表示的磁感线,其中磁感应强度不变的是( )
答案:A
2.(2019·汕头学测模拟)关于磁感线,下列说法正确的是( )
A.两条磁感线可以相交
B.磁感线是磁场中实际存在的线
C.磁感线总是从N极出发,到S极终止
D.磁感线的疏密程度可反映磁场的强弱
答案:D
3.(2018·惠州学考模拟)条形磁铁内部和外部分别有一小磁针,小磁针平衡时如图所示,则( )
A.磁铁c端是N极
B.磁铁d端是N极
C.小磁针a端是N极
D.小磁针b端是S极
答案:B
4.(2018·阳江学考模拟)一个磁场的磁感线如图所示,一个小磁针被放入磁场中,则小磁针将( )
A.向右移动 B.向左移动
C.顺时针转动 D.逆时针转动
答案:C
5.(2019·湛江学测模拟)下列各图中,已标出电流及电流磁场的方向,其中正确的是( )
A B
C D
答案:D
6.(2019·中山学测模拟)如图所示,一位同学将导线绕在一根铁钉上,然后将它与电池连接,制成电磁铁,并在周围放置了四个相同的小磁针a、b、c、d,图中表示它们静止时N极(阴影部分)的指向,其中正确的是( )
A.a B.b
C.c D.d
答案:C
7.(2018·江门学考模拟)如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁,开关闭合瞬间,出现的现象是( )
A.螺线管上方是S极,弹簧长度变短
B.螺线管上方是S极,弹簧长度变长
C.螺线管上方是N极,弹簧长度变长
D.螺线管上方是N极,弹簧长度变短
答案:D
8.(2019·肇庆学测模拟)(多选)如图所示是条形磁铁的部分磁感线分布示意图,关于磁场中a、b两点的描述,下列说法中不正确的是( )
A.a点的磁场方向为图中Ba指向
B.b点的磁场方向为图中Bb指向
C.a点的磁感应强度大于b点的磁感应强度
D.a点的磁感应强度小于b点的磁感应强度
答案:ABD