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高中物理选修3-1笔记磁场.doc
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1、第三章磁场3.1磁现象和磁场一、磁现象1.磁性:物质具有吸引铁钴镍等物质的性质称为磁性。2.磁体:具有磁性的物质叫磁体。3.磁极:磁性最强的部分叫磁极。任何磁铁都有两个磁极,一个叫S极,一个叫N极。4.磁极之间的相互作用:同名相斥,异名相吸。二、电流的磁效应1.电流对小磁针的作用(丹麦物理学家奥斯特)1)现象:通电后,通电导线下方的与导线平行的小磁针发生偏转。2)注意:为排除地磁场的影响,小磁针及通电导线均应南北放置。3)结论:通电导线周围有磁场产生。2.磁铁对通电导线的作用结论:磁铁会对通电导线产生力的作用,使导体偏转。3.定义:通电导体的周围有磁场,电流的磁场使放在导体周围的磁针发生偏转,
2、磁场的方向跟电流有关,这种现象叫电流的磁效应。三、磁场1.定义:磁场是磁体或电流周围存在的一种特殊物质。2.性质:对放入其中的磁极或电流产生力的作用。3.产生:1)永磁体2)电流4. 小磁针静止时N极所指的方向即为该点的磁场方向。四、地磁场1.两极1)地理南极是地磁北极2)地理北极是地磁南极2.定义:地球周围存在着的磁场叫做地磁场3.地磁偏角地轴与磁轴之间的夹角称为地磁偏角3.2磁感应强度一、磁感应强度1.定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受的安培力跟电流I和导线长度L的乘积的比值叫磁感应强度。2.物理意义:表示磁场强弱和方向的物理量3.表示:B4.公式B=FIL电流方向与磁场方向垂直5
3、.单位:特斯拉,简称特,符号T。(1T=1NAm)6.方向:小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向。即磁场方向。三、探究影响通电导线受力的因素1.电流元:把很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫电流元。2.检验电流:为了间接了解磁场特性而垂直放入磁场的电流元称为检验电流。3.方法1)保持I不变,改变L2)保持L不变,改变I4.结论FIL3.3几种常见的磁场一、磁感线1.定义:在磁场中画一些有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同,这样的曲线称为磁感线。2.特征1)磁感线是闭合曲线2)在磁体外部,磁感线NS;在磁体内部,磁感线SN3)磁感线密的地方
4、磁场强,磁感线疏的地方磁场弱4)磁感线的切线方向为在该点的磁场方向,即静止小磁针N极所指方向5)磁感线永不相交6)磁感线是看不到的二、几种常见的磁场1.判定方法安培定则(右手螺旋定则)1)直线电流右手握住导线,让伸直的拇指所指方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是环形导线轴线上的磁感线方向。2)环形电流右手握住环形导线,弯曲的四指所指的方向与电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上的磁感线方向。3)通电螺线管右手握住螺线管,弯曲的四指所指的方向与电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线方向。三、叠加原理若空间同时存在几个磁场,空间某处的磁场由其叠加而成。(
5、矢量叠加)四、安培分子电流假说(磁场是由运动电荷产生的),只能解释某些现象1.内容:在原子、分子等物质微粒内部存在一种环形分子电流,分子电流使每个物质微粒都称为微小的磁体,分子的两侧相当于两个磁极。2.对磁现象的解释1)磁化现象未磁化的,内部各分子电流的取向杂乱无章,磁性相互抵消。当受到外界磁场的作用,各分子电流取向变得大致相同,两端显示较强的磁性作用。2)消磁 磁体受到高温或猛烈撞击时,在激烈的热运动或机械运动影响下,分子电流取向重新变得杂乱无章,磁性消失。五、匀强磁场1.定义:在磁场的某个区域内,如果各点的磁感应大小和方向都相同,这个区域的磁场叫匀强磁场。2.具体举例1)距离很近的两个异名
6、磁极(除边缘外)2)通电螺线管内部3.磁感线:间隔相同的平行直线。六、磁通量()1.定义:设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S,我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量。=BS2.单位:韦伯,简称韦。符号Wb。1Wb=1T/m23.4磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向1.安培力:通电导线在磁场中受到的力称为安培力2.判断安培力的方向左手定则伸开左手,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受安培力的方向。不论I是否与B垂直,I永远与F垂直。已知F,I的方向,不能确
7、定B的方向。二、安培力的大小1.公式:F=BIL适用条件:匀强磁场若L与B成角时, F=BILsin2.L的有效长度若为曲线导线,且所在平面与B垂直,则L为始末端距离;若为闭合线圈,且所在平面与B垂直,则F=0三、安培力做功的实质 起传递能量的作用,将电源的能量转化为通电导线的机械能。四、磁电式电流表1.构造蹄形磁铁、带软铁铁芯的线圈、极靴、指针、螺旋弹簧2.原理电流通过线圈,导线受到安培力的作用,使线圈带动指针转动。五、高考题型1.安培力方向的判断对电流的作用:磁体周围磁场电流周围磁场常用结论1)同向电流相吸,反向电流相斥;2)环形电流可等效为小磁针,大拇指为N极;3)稳定时小磁针N极必定指
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