磁场的描述 磁场对电流的作用

第一讲描述磁场的基本物理量磁场对电流的作用,第三章磁场,一、磁场基本概念,1、磁场由什么产生？,2、磁场的基本性质是什么？,磁体、电流、变化的电场、运动电荷,对放入磁场中的磁体、通电导线、运动电荷有力的作用,常见的磁作用,作用本质：磁场对磁场的作用,安培分子电流假说:在原子分子等物质微粒内部存在着一种环形电流-分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极.,3、最早揭示磁现象的电本质的科学家是谁？它提出了什么假说？,安培,为什么有的物体无磁性，有的物体有磁性？,奥斯特,4、最早发现电流也能产生磁场的科学家是谁？,【总结】导线应当南北方向放置，若东西方向放置则导线产生的磁场和地磁场在统一直线上,【例题】在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便且效果明显，通电直导线应()A平行于南北方向，位于小磁针上方B平行于东西方向，位于小磁针上方C平行于东南方向，位于小磁针下方D平行于西南方向，位于小磁针下方,A,二、磁场描述(定性),1、磁场的方向是如何规定的？,1）小磁针静止时N极指向2）小磁针N极的受力方向3）磁感线在该点的切线方向,2、常见磁场磁感线,特点,1、疏密表示强弱，切线方向表示B的方向2、闭合，磁体外N到S磁体内S到N3、非实际存在4、不相交、不相切,地磁场特点,三、磁场的描述（定量）,定义：一小段通电直导线，垂直磁感线放在磁场某处时，受到的安培力F与IL的比值称为该处的磁感应强度B。,1、磁感强度B,方向：,磁场方向,此公式不是决定式！,思考：某点的磁感应强度大小的决定因素是什么？,定义式：,匀强磁场的磁感应强度处处相等,磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则.,点定B定：就是说磁场中某一点定了，则该处磁感应强度的大小与方向都是定值,（1）定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫穿过这个面积的磁通量。,（2）定义式：=BS,（3）对此定义式的理解：a、适用匀强磁场；b、B和S垂直；C、S为磁场实际占有的面积d、与线圈匝数无关,2、磁通量,【例】如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置经过位置到位置，且位置和都很靠近位置，在这个过程中，线圈中的磁通量A是增加的；B是减少的C先增加，后减少；D先减少，后增加,D,例2、如图所示，两个同心圆线圈a、b在同一平面内，半径RabB、a=bC、abD、无法确定,A,1、磁场对通电导线的作用力称安培力，其大小为其中表示电流方向与磁感强度方向的夹角,四、安培力-磁场通电导线的作用,当BL时,F=BIL,F=0,F=BILsin,当BL时,2、方向：左手定则,3、适用条件：匀强磁场,由左手定则可知：安培力F一定垂直B、I所组成的平面,不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关，夹角,L是有效长度，不一定是导线实际长度,4、安培力的大小特点：,注意：闭合的通电线圈在磁场中的受到的合的磁场力为零,5、导体在安培力作用下运动情况的判断,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。,等效成磁铁：同性相斥、异性相吸,等效成电流：求同趋近,【较难题】如图所示,电源电动势E2V,r0.5,竖直导轨电阻可略,金属棒的质量m0.1kg,R=0.5,它与导体轨道的动摩擦因数0.4,有效长度为0.2m,靠在导轨的外面,为使金属棒不下滑,我们施一与纸面夹角为600且与导线垂直向外的磁场,(g=10m/s2)求：（1)此磁场是斜向上还是斜向下？（2）B的范围是多少？,6、安培力作用下导体的平衡和加速,解析:,导体棒侧面受力图如图所示,由平衡条件得:B最小时摩擦力沿导轨向上,则有,FNBILcos300mg,FN=B