山东省成武一中高中物理 3.2 磁感应强度课件 新人教版选修31.pptVIP

二 磁感应强度 磁场不仅具有方向性 而且各处的强弱也可能不同 靠近磁极或电流处的磁场较强 为了反映磁场的基本特性 具有力的性质 反映磁场不仅具有方向而且还有强弱 我们将引入一个叫做磁感应强度的物理量加以定量地描述 大量实验表明 磁场对放于其中的通电的直导线有力的作用 这个力叫安培力 当i与b垂直时 安培力的大小为 f bil 此式表明 安培力大小与电流的大小 与通电导线在磁场中的长度成正比 与磁感应强度b成正比 在通电导线平行于磁场方向时 安培力为零 一 安培力 磁感应强度 演示实验 磁感应强度 1 在同一磁场中的某处 不管电流i 导线长度l怎样变 但导线所受的安培力f跟il的比值保持不变 对不同的磁场或磁场中的不同处 这一比值一般是不同的 2 比值f il与放入的通电导线无关 反映了磁场本身的特性 力的性质 为了反映这一特性我们引入物理量磁感应强度b 定义 在磁场中垂直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 叫做磁感应强度 电流与磁场垂直 b是矢量 在国际单位制中b的单位是特斯拉 简称特 符号是t 1t 1n a m 需要注意 1 磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量 跟磁场中是否存在通电导线无关 2 b的大小表示磁场的强弱 b越大表示磁场越强 3 为了让b不仅能反映磁场的强弱 还能反映磁场具有方向性 我们把磁场中某一点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向 例题 关于磁感应强度 下列说法正确的是 a 由b f il可知 磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线中电流i的减小而增大b 由b f il可知 磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线所受的磁场力f的增大而增大c 通电导线所受的磁场力为零 该处的磁感应强度不一定为零d 放置在磁场中1m长的通电导线 通过1a的电流 受到的安培力为1n 则该处的磁感应强度就是1t 解析 磁感应强度是反映磁场本身力的特性的物理量 与是否存在通电导线 电流的大小 导线的长度 导线的放置方向均无关 通电导线在磁场中垂直磁场放置时所受的安培力f bil最大 平行磁场放置时所受的安培力最小 等于零 所以 正确选项为c 匀强磁场 磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场 1 匀强磁场的实例 相距很近的两平行的异名磁极间的磁场 通电的长直螺线管内部 边缘部分除外 的磁场 2 匀强磁场的磁感线分布是一组等间隔的平行线 磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小 磁感线越密的地方表示磁感强度越大 二 左手定则 安培力的方向 既跟磁场方向垂直 又跟电流方向垂直 即安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面 安培力的方向可以用左手定则判定 左手定则 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所受安培力的方向 例2 垂直放在磁场中的通电导线如图放置 并已标明电流强度 磁感应强度 安培力三个量中的其中两个物理量的方向 试标出第三个物理量的方向 f b b f i 小结 磁感应强度b是描写磁场强弱和方向的物理量 其方向规定为该处的磁场方向 安培力大小f bil 其方向由左手定则判定 第二课时 复习提问 1 磁感应强度的定义及定义式 理解这个定义要注意些什么 2 安培力的判定法则 左手定则 的内容 巩固练习 1 下列说法正确的是 a 磁场中某处磁感强度的大小 等于长为l通以电流i的一小段导线放在该处时所受磁场力f与il乘积的比值 b 一小段通电导线放在某处如不受磁场力作用 则该处的磁感强度为零 c 因为b f il 所以磁场中某处的磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力f的大小成正比 与il的大小成反比 d 磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中通电导线长度 电流大小及所受磁场力的大小均无关 2 下列关于磁感应强度的说法中 正确的是 a 同一根导线 通有相同的电流 受到磁场力大的地方磁感应强度大b 通电导线若在某处不受磁场力 则该处磁感应强度必为零c 某处的磁感应强度与放在该处的通电导线受到磁场力无关d 磁感线的走向就是磁感应强度减少的方向 4 画出各图中安培力的方向 b b i f f f f f f f f f 安培力作用下通电导线或线圈的运动方向 一 直接判断 先分析导线或线圈所在位置的磁感线情况 然后根据左手定则判定安培力的方向 再进行分析 a b f f 几种特殊 1 电流元分析法 把整段电流分成很多小段直线电流 其中每一小段就是一个电流元 先用左手定则判断出其中每小段电流元受到的安培力的方向 再判断整段电流所受安培力的方向 从而确定导体的运动方向 例 如图把轻质导线圈挂在磁铁n极附近 磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面 当线圈内通入如图方向的电流后 判断线圈如何运动 例 如图所示 蹄形磁铁固定 通电直导线ab可自由运动 当导线中通以图示方向的电流时 俯视导体 导体ab将 ab的重力不计 a 逆时针转动 同时向下运动b 顺时针转动 同时向下运动c 顺时针转动 同时向上运动d 逆时针转动 同时向上运动 2 特殊位置法 根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向 判断其运动方向 然后推广到一般位置 3 等效分析法 环形电流可等效为小磁针 条形磁铁或小磁针也可以等效为环形电流 通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁 例 如图在条形磁铁n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 4 利用平行电流相互作用分析法 同向平行电流相互吸引 异向平行电流相互排斥 两个电流总有作用到方向相同且靠近的趋势 安培力的综合应用 例 如图所示质量为m 50g的铜棒 长l 10cm 用长度均为l的两根软导线水平地悬吊在竖直向上的匀强磁场中 磁感应强度b 1 3t 通电后