内容发布更新时间 : 2024/5/1 11:19:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
培优堂 ——你可以更优秀，因为我们更用心——
磁 场 复 习
一、磁场及其描述
磁现象：1．磁性：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。
2．磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极。任何磁体都有两个磁极，无论怎么分 割，磁极总是成对出现，不存在磁单极。
3．磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 4．磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。
电流的磁效应（电生磁）：通电导体的周围有磁场，它能使放在导体周围的小磁针发生偏转，且磁场的方向跟 电流的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。
○1奥思特实验：导线通电后，其下方与导线平行的小磁针会发生偏转。 ○2奥思特实验的意义：第一个揭示了电与磁之间是有联系的。 磁场
（1）磁场：磁体、电流和运动电荷周围存在的一种物质，
磁场的基本性质：对放入其中的磁体有力的作用。磁体对磁体的作用，磁铁对通电导线的作用以及电流和 电流之间的相互作用都是通过磁场来实现的，所有磁现象都起源于电荷运动。 （2）磁场的方向：规定在磁场中任一点小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时的北极所指的方向； 磁场方向也和磁感应强度方向、磁感线在该处的切线方向一致。 磁感线
（1）磁感线：为了形象的研究磁场而引入的一束假想曲线，并不客观存在，但有实验基础。 （2）磁感线特点：
① 磁感线的疏密程度能定性的反映磁场的强弱分布。 ② 磁感线上任一点的切线方向反映该点的磁场方向。
? 磁感线是不相交的闭合曲线。磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，在内部，由S极到 N极，磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.
几种常见的磁场的磁感线
①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.
②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极，管内可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场. ③环形电流的磁场:两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱.
④匀强磁场:磁感应强度大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.
1
培优堂 ——你可以更优秀，因为我们更用心——
（1）条形磁铁磁感线：见图8-1-1，外部从N极出发，进入S极；中间位置与磁感线切线与条形磁铁平行。
蹄形磁铁磁感线：见图8-1-2，外部从N极出发，进入S极。 （2）直线电流的磁感线：见图8-1-3，磁感线是一簇以导线为轴心的同心圆，其方向由安培定则来判定，右手握住通电导线，伸直的大拇指指向电流的方向，弯曲的四指所指的方向就是磁感线方向，离通电导线越远的地方，磁场越弱。
（3）通电螺旋管的磁感线：见图8-1-4，与条形磁铁相似，有N、
S极，方向可由安培定则判定，即用右手握住螺旋管，让弯曲的四指指电流的方向，伸直
的大拇指的方向就是螺旋管的N极（即螺旋管的中心轴线的磁感线方向）。
（4）环形电流的磁感线：可以视为单匝螺旋管，判定方法与螺旋管相同；也可以视为通电直导线的情况。
（5）地磁场的磁感线：地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，磁感线分布如图8-1-6所示。
（6）匀强磁场的磁感线：磁感应强度大小和方向处处相同的磁场，匀强磁场的磁感线是分布均匀的、方向相同的平行线。如图8-1-7所示。 3．磁感应强度：B?F IL（1）磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量，反映磁场的特有性质，是某一磁场的固有属性。在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，用符号B表示，即B?F，磁感应强度的单位为特斯拉。国际符号T。1T=1N/（A·m）. IL（2）磁感应强度B是矢量。磁场中某点的磁感应强度方向是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向；磁感应强度的大小由磁场本身决定，与放入磁场中的电流无关。理解：磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在，因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比.
注意：磁场方向、磁感应强度方向、小磁针静止时北极指向以及磁感线切线方向的关系：它们的方向是一致的，只要知道其中一个方向，就等于知道了其它三个方向，只是前两个方向比较抽象，后两个方向比较形象直观。也就是说，这四种表述其实就是指磁场方向。
（3）磁感应强度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四边形定则，注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，并不是在该处的电流的受力方向.
2
培优堂 ——你可以更优秀，因为我们更用心——
4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个: （1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近.
（2）地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）则南北相反，在南半球垂直地 面向上，在北半球垂直地面向下.
（3）在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北. 【例】以下说法正确的是：（ D ） A.由B?F可知，磁感应强度B与一小段通电直导线受到的磁场力F成正比 ILB.一小段通电直导线受到的磁场力的方向就是磁场的方向
C.一小段通电直导线在某处不受磁场力，该处的磁感应强度一定为零 D.磁感应强度为零处，一小段通电直导线在该处一定不受磁场力 ? 拓展
如图8-1-10所示是磁场中某区域的磁感线的分布情况, 则下列判断正确的是 ( A ) A. a、b两处的磁感强度大小不等, Ba > Bb B. a、b两处的磁感强度大小不等, Ba < Bb
C. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大。 D. 同一通电导线放在b处受力一定比放在a处受力大。
二、磁场对电流的作用
1．安培力——磁场对电流的作用力 （1）安培力的大小
当B、I、L两两相互垂直时，F =BIL；当B与I平行时F =0；当B与I成θ角时，则F =BILsinθ。 注意：① 适用于任何磁场；但只有匀强磁场才能直接相乘
② L应为有效长度，即图中两端点连线的长度（如图8-2-1所示），相应的电流方向沿L由始端流向末端。因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以通电以后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零。
（2）安培力的方向用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手 放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在 磁场中所受的安培力的方向，安培力的方向与B和I所决定的平面垂直。
（3）安培力做功与路径有关，绕闭合回路一周，安培力做的功可以为正，可以为负，也可以为零，而不像重力 和电场力那样做功总为零.
3
培优堂 ——你可以更优秀，因为我们更用心——
重点：安培力作用下物体运动方向判断的方法:
1．电流元分析法：把整段电流等分为很多段直线电流元，先用左手定则判断出小段电流元受到的安培力的方 向，再判断整段电流所受的安培力的合力方向，从而确定导体的运动方向。
2．特殊位置分析法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力的方向，从而确定运动方向。 3．等效分析法：环形电流和通电螺旋管都可以等效成条形磁铁；条形磁铁也可以等效成环形电流或通电螺旋 管；螺旋管也可以等效成多匝环形电流来分析。
4．推论分析法：① 两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥； ② 两电流不平行时，有转到相互平行且方向相同的趋势。
5．转换研究对象法:定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势问题，可先分析电流在磁体磁场中所 受安培力，然后用牛顿第三定律，确定磁体所受的电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。 【例1】一个可以自由移动的线圈L1和一个固定的先圈上L2相互绝缘垂直放置。且两个线圈的中心重合，当两个线圈通以如图8-5-1所示的电流时，从左往右看，线圈L1将（ B ）
A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．向纸面内平动 【解析】 方法一：利用结论法:环形电流L1、L2之间不平行，则必发生相对转动，直到两平行电流通向平行为止，据此可得L1的转动方向应是：从左向右看，线圈L1顺时针转动。
方法二：等效分析法:把线圈L1等效为小磁针，小磁针刚好处于线圈L2的中心，小磁针最后静止时，其N极必指向电流I2的磁场方向，由安培定则可知I2产生的磁场方向在其中心竖直向上，而L1等效成小磁针以后，转动前N极指向纸内，因此应有纸内转为向上，所以从左往右看，线圈L1顺时针转动。
方法三：直线电流元分析法:把线圈L1沿转动轴分为上下两部分，每一部分又可以看成无数直线电流元，电流元处在L2产生的磁场中，据安培定则可知各电流元所在处磁场方向向上，由左手定则可得，上部电流元所受安培力均指向纸外，下部电流元均指向纸内，因此从左向右看，线圈L1顺时针转动。
【点拨】此类题的求解不止一种方法，应采用最方便最直观的方法为好。本质上是受力问题，怎么运动就是要分析什么方向的受力，首先分析好L2的磁场，再根据左手定则判断线圈L1所受的安培力。
〔例2〕：如图8-2-4所示 ，用细橡皮筋悬吊一轻质线圈，置于一固定直导线上方，两者在同一竖直平面内，线圈可以自由运动。当给两者通以图示电流时，线圈将 （ ）
A．靠近直导线，两者仍在同一竖直平面内 B．远离直导线，两者仍在同一竖直平面内 C．靠近直导线，同时旋转90°角 D．远离直导线，同时旋转90°角
【解析】考虑到直线电流的磁场与距离有关，即远离导线处的磁场较弱。把圆环电流分成若干小段直线电流（电流元法），各段所受的安培力均有水平分力和竖直分力，由对称性可知各
力水平方向的分量相互抵消，而竖直方向的分量由于靠近电流I1处的磁场强，故合作用力为竖直向下，所以线圈将靠近直导线，且两者仍在同一竖直平面内，正确答案为A。
4