磁場(chǎng)及其描述高中物理知識點(diǎn)總結

磁場(chǎng)及其描述高中物理知識點(diǎn)總結

　　所謂磁場(chǎng)，就是指存在磁力作用的空間。磁場(chǎng)是物質(zhì)存在的基本形式之一，它存在于磁體周?chē)�空間、運動(dòng)電荷周?chē)�空間以及電流周?chē)�空間。精品小編準備了高中物理知識點(diǎn)總結，具體請看以下內容。

　　1.對磁感應強度的理解

　　【例1】以下說(shuō)法正確的是( )

　　A.電流元在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力為F，則B= ，電流元所受磁場(chǎng)力F的方向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向

　　B.電流元在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力為F，則磁感應強度可能大于或等于

　　C.磁場(chǎng)中電流元受磁場(chǎng)力大的地方，磁感應強度一定大

　　D.磁感應強度為零的地方，一小段通電直導線(xiàn)在該處一定不受磁場(chǎng)力

　　【解析】判斷磁感應強度的大小，需在電流元受力最大的前提下進(jìn)行，且電流元受磁場(chǎng)力方向與該點(diǎn)磁場(chǎng)方向垂直，故A錯，B對.電流元在磁場(chǎng)中所受磁場(chǎng)力與其放置的位置有關(guān)，電流元受力大的地方磁感應強度不一定大，故C錯.

　　【答案】BD

　　【思維提升】(1)準確理解公式B= 成立的條件是B⊥I，即受力最大的前提是解題的關(guān)鍵;

　　(2)準確理解磁感應強度的大小、方向是由磁場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，不能說(shuō)B與F成正比、與IL的乘積成反比.

　　【拓展1】一根導線(xiàn)長(cháng)0.2 m，通有3 A的電流，垂直磁場(chǎng)放入磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力是6×10-2 N，則該處的磁感應強度大小B為 0.1 T;如果該導線(xiàn)的長(cháng)度和電流都減小一半，則該處的磁感應強度大小為 0.1 T.若把這根通電導線(xiàn)放入磁場(chǎng)中的另外一點(diǎn)，所受磁場(chǎng)力為12×10-2 N，則該點(diǎn)磁感應強度大小為 ≥0.2 T.

　　【解析】通電導線(xiàn)垂直放入磁場(chǎng)中，由定義式得

　　B= = T=0.1 T

　　某點(diǎn)的磁感應強度由磁場(chǎng)本身決定，故B=0.1 T

　　當通電導線(xiàn)在某處所受磁場(chǎng)力一定，將其垂直放入時(shí)，對應的B最小.

　　Bmin= = T=0.2 T，故B′≥0.2 T

　　2.安培定則的應用

　　【例2】當S閉合時(shí)，在螺線(xiàn)管內部的一根小鐵棒被磁化，右端為N極.試判斷通電螺線(xiàn)管的極性和電源的極性，這時(shí)用絕緣線(xiàn)懸掛的小通電圓環(huán)將怎樣運動(dòng)(俯視)?

　　【解析】小磁針(本題中為磁化后的軟鐵棒)靜止時(shí)N極的指向為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，在螺線(xiàn)管內部磁感線(xiàn)由S極到N極，故螺線(xiàn)管內右端為N極.再根據安培定則及等效法確定電源右端為負極，左端為正極，小通電圓環(huán)順時(shí)針轉動(dòng)(同時(shí)靠近螺線(xiàn)管).

　　【思維提升】明確磁場(chǎng)方向，小磁針N極受力方向(或靜止時(shí)N極指向)、磁感線(xiàn)在該點(diǎn)的切線(xiàn)方向及磁感應強度B的方向是同一個(gè)方向.明確磁感線(xiàn)在磁體外部是由N極到S極，在內部是由S極到N極的閉合曲線(xiàn).

　　【拓展2】彈簧秤下掛一條形磁棒，其中條形磁棒N極的一部分位于未通電的螺線(xiàn)管內，如圖所示.下列說(shuō)法正確的是( AC )

　　A.若將a接電源正極，b接負極，彈簧秤示數將減小

　　B.若將a接電源正極，b接負極，彈簧秤示數將增大

　　C.若將b接電源正極，a接負極，彈簧秤示數將增大

　　D.若將b接電源正極，a接負極，彈簧秤示數將減小

　　【解析】條形磁鐵在本題中可以看做小磁針，當a接電源正極時(shí)，條形磁鐵的N極方向與螺線(xiàn)管的磁感線(xiàn)方向相反，相互排斥，示數減小，A對，B錯;同理C對，D錯.[ks5u.com]

　　3.安培定則與磁感應強度的矢量性

　　【例3】如圖所示，互相絕緣的三根無(wú)限長(cháng)直導線(xiàn)的一部分ab、cd、ef組成一個(gè)等邊三角形.三根導線(xiàn)通過(guò)的電流大小相等，方向如圖所示.O為三角形的中心，M、N分別為O關(guān)于ab、cd的對稱(chēng)點(diǎn).已知三電流形成的合磁場(chǎng)在O點(diǎn)的磁感應強度的大小為B1，在M點(diǎn)的磁感應強度大小為B2，此時(shí)合磁場(chǎng)在N點(diǎn)的磁感應強度的大小為 .若撤去ef中的電流，而ab、cd中電流不變，則N點(diǎn)的磁感應強度大小為 .

　　【解析】設每根電流線(xiàn)在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應強度大小為B0，ef、cd在M點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應強度大小為B0′，則在O點(diǎn)有B1=B0①

　　在M點(diǎn)有B2=2B0′+B0②

　　在N點(diǎn)有BN=B0=B1

　　撤去ef中的電流后，在N點(diǎn)有BN′=B0+B0′③

　　由①②③式解得BN′=

　　【答案】B1;

　　【思維提升】直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)方向由安培定則確定，直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)強弱與電流I的大小及位置有關(guān)，充分利用“對稱(chēng)性”是解本題的關(guān)鍵.

　　【拓展3】三根平行的直導線(xiàn)，分別垂直地通過(guò)一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，如圖所示，現使每條通電導線(xiàn)在斜邊中點(diǎn)O所產(chǎn)生的磁感應強度的大小為B.則該處的實(shí)際磁感應強度的大小和方向如何?

　　【解析】根據安培定則，I1與I3在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應強度相同，I2在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應強度的方向與B1(B3)相垂直.又知B1、B2、B3的大小均為B，根據矢量的運算可知O處的實(shí)際磁感應強度的大小B0= ，方向三角形平面內與斜邊夾角θ=arctan 2，如圖所示.

　　易錯門(mén)診

　　【例4】如圖所示，電流從A點(diǎn)分兩路通過(guò)環(huán)形支路再匯合于B點(diǎn)，已知兩個(gè)支路的金屬材料相同，但截面積不相同，上面部分的截面積較大，則環(huán)形中心O處的磁感應強度方向是 ( )

　　A.垂直于環(huán)面指向紙內 B.垂直于環(huán)面指向紙外

　　C.磁感應強度為零 D.斜向紙內

　　【錯解】根據磁感應強度的矢量性，在O點(diǎn)場(chǎng)強很有可能選擇C或D.

　　【錯因】對于兩個(gè)支路的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在O點(diǎn)的磁場(chǎng)的大小沒(méi)作認真分析，故選擇C，有時(shí)對方向的分析也不具體，所以容易選擇D.

　　【正解】?jì)蓚�(gè)支路在O處的磁感應強度方向均在垂直于圓環(huán)方向上，但上面支路的電流大，在O處的磁感應強度較大，故疊加后應為垂直于紙面向里，選擇A.

　　【答案】A

　　【思維提升】認真審題，結合電路的結構特點(diǎn)，分析電流的大小關(guān)系，利用矢量合成原理分析O處的磁感應強度方向.

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