高中物理 第5章 磁场优化总结课件 鲁科版选修31.ppt

第5章磁场 物质 磁体 安培定则 强弱 磁场方向 bs 应用安培定则 又称右手螺旋定则 判定电流的磁场方向时注意以下两点 1 判断直线电流的磁场时 拇指指向电流方向 四指弯曲的方向为磁感线的方向 判定环形电流和通电螺线管的磁场时 四指指向电流方向 而拇指所指的方向为磁场方向 2 对电荷定向运动形成的等效电流 判断时注意等效电流的方向与电荷定向运动的方向不一定一致 对正电荷 定向运动的方向即等效电流的方向 对负电荷 等效电流的方向为电荷运动的反方向 用安培定则判定电流磁场的方向 磁铁的磁性变弱 需要充磁 充磁的方式有两种 图甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中 图乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间 a b和c d接直流电源 下列接线正确的是 a a接电源正极 b接电源负极 c接电源正极 d接电源负极b a接电源正极 b接电源负极 c接电源负极 d接电源正极c a接电源负极 b接电源正极 c接电源正极 d接电源负极d a接电源负极 b接电源正极 c接电源负极 d接电源正极 b 解析 充磁时 应使外加磁场与磁铁的磁场方向相同 甲图中 因磁铁在螺线管的内部 应使螺线管内磁感线方向从右向左 即左端是n极 右端是s极 由安培定则可判定 a接电源正极 b接电源负极 乙图中 同理可知 右端是螺线管n极 左端是s极 由安培定则可判定c接电源负极 d接电源正极 b选项正确 故选b 如图所示 两根垂直纸面平行放置的直导线a和b 若 1 a b中都通有垂直纸面向里的等大电流i 2 a中通有垂直纸面向外的电流i b中通有垂直纸面向里的电流i 试分别分析纸面上距a b等距的p点磁感应强度的方向 解析 1 由安培定则知 直线电流形成磁场的磁感线是以直导线上各点为圆心的同心圆 这些同心圆与直导线垂直 圆上各点切线方向为该点磁场方向 与该点到直导线的垂线垂直 因此 如图甲所示 垂直ap连线作电流a在p处形成的磁感应强度ba 垂直bp连线作电流b在p处形成的磁感应强度bb 由于p点到a b两电流等距离 所以a b两等大电流在p点产生的磁感应强度大小相等 由矢量求和 平行四边形定则 知其合磁感应强度水平向右 即平行ab连线向右 2 如图乙所示 依安培定则 垂直ap连线作电流a在此处形成的磁感应强度ba 垂直bp连线作电流b在此处形成的磁感应强度bb 直线电流a b在p点产生磁感应强度大小相等 依矢量求和知 p点合磁感应强度b与a b连线的中垂线重合向上 答案 见解析 方法总结安培定则 右手螺旋定则 的应用方法 1 分清 因 和 果 在判定直线电流的磁场的方向时 大拇指指 原因 电流方向 四指指 结果 磁场绕向 在判定环形电流磁场方向时 四指指 原因 电流绕向 大拇指指 结果 环内沿中心轴线的磁感线方向 即指n极 2 优先采用整体法 一个任意形状的电流 如三角形 矩形 的磁场 从整体效果上可等效为环形电流的磁场 再根据安培定则确定磁场的方向 即磁感线的方向 3 注意等效电流的磁场 如电子流可以看做和电子流运动方向相反的电流 然后再根据安培定则判断出电子流的磁场 磁通量是指穿过某一平面的磁感线的条数 在匀强磁场中 若面积为s的平面放入磁场且平面与磁场夹角为 则磁通量 bssin 当 90 时磁通量最大 当 0 时磁通量为零 1 磁通量是标量 但磁通量有正 负 因为对一个平面来说 磁感线可以从两个方向穿过该平面 如图甲 乙所示 如果将从左边穿入该面的磁通量规定为正 则从右边穿入该面的磁通量就为负 反过来也一样 如果穿过某个面有方向相反的磁场 那么实际磁通量应为合磁通量 即正 负磁通量的代数和 也可以理解为两边穿过平面的磁感线条数之差 也叫净磁通量 关于磁通量的正确理解 2 从磁通量的定义中可以看出 穿过某一面积的磁通量是由穿过该面积的磁感线的条数的多少决定的 所以只要n匝线圈的面积相同 放置情况也相同 n匝线圈与单匝线圈的磁通量相同 即穿过一个线圈的磁通量与线圈的匝数无关 3 应注意的几个问题 1 线圈面积越大 磁通量不一定越大 磁通量 bs s是指与磁感线垂直的投影面积 不一定是线圈面积 如果线圈平面与磁感线平行 即使线圈面积再大 磁通量总为零 2 线圈面积大 穿过的磁通量可能更小 磁通量可用穿过某一面积的磁感线的条数来表示 若穿过某面积的磁感线方向相反 穿过该面积的磁通量为合磁通量 应取代数差 如图所示 虽然线圈a的面积小于线圈b的面积 但通过线圈a的磁通量却大于通过线圈b的磁通量 3 线圈转过相同的角度 磁通量的变化量不一定相同 如图所示 设线圈的面积为s 匀强磁场的磁感应强度为b 当线圈从图示的位置转过90 时 甲图中穿过线圈的磁通量增加 乙图中穿过线圈的磁通量减少 如图所示 虚线框内有匀强磁场 1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环 分别用 1和 2表示穿过两环的磁通量 则有 a 1 2b 1 2c 1 2d 无法判断 解析 磁通量定义式中的s应理解为处于磁场中的有效面积 由于环1和环2处在磁场中的有效面积相同 所以穿过这两个圆环的磁通量是相等的 即 1 2 故选b b 如图所示 框架面积为s 框架平面与磁感应强度为b的匀强磁场方向垂直 则穿过平面的磁通量为 若使框架绕oo 转过60 角 则穿过框架平面的磁通量为 若从初始位置转过90 角 则穿过框架平面的磁通量为 若从初始位置转过180 角 则穿过框架平面的磁通量的变化是