课时1 磁场及其描述 安培力
一、磁场、磁感应强度
1.磁场:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。方向:小磁针静止时N极指向或小磁针N极受磁场力的方向或沿磁感线的切线方向。
2.磁感应强度
(1)物理意义:描述磁场强弱和方向的物理量。
(2)定义式:B=
(通电导线垂直于磁场)。
(3)方向:小磁针静止时N极的指向。
(4)单位:特斯拉,符号T。
二、磁通量
1.概念:磁感应强度B与面积S的乘积。
2.计算
(1)公式:Φ=BS。
(2)适用条件:①匀强磁场;②S是垂直磁场中的有效面积。
(3)单位:韦伯(Wb),1 Wb=1 T·m2。
3.意义:穿过某一面积的磁感线的条数。
4.标矢性:磁通量是标量,但有正、负。
三、磁感线及特点
1.磁感线
在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。
2.磁感线的特点
(1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。
(2)磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱,在磁感线较密的地方磁场较强;在磁感线较疏的地方磁场较弱。
(3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点。在磁体外部,从N极指向S极;在磁体内部,由S极指向N极。
(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切。
(5)磁感线是假想的曲线,客观上不存在。
3.(1)常见磁体的磁场
(2)电流周围的磁场
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直线电流的磁场
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通电螺线管的磁场
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环形电流的磁场
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特点
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无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱
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与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场最强,管外为非匀强磁场
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环形电流的两侧是N极和S极且离圆环中心越远,磁场越弱
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安培定则
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立体图
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横截面图
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四、安培力的大小和方向
1.安培力的大小
(1)磁场和电流垂直时,F=BIL。
(2)磁场和电流平行时:F=0。
2.安培力的方向
(1)用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
(2)安培力的方向特点:F⊥B,F⊥I,即F垂直于B和I决定的平面(注意:B和I可以有任意夹角)。
