高中物理學(xué)習(xí)：磁場(chǎng)講解

2016-12-18 14:24:05 　來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)整理

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　　一、磁場(chǎng)
　　
　　磁極和磁極之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的。
　　
　　電流在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)，小磁針在該磁場(chǎng)中受到力的作用。磁極和電流之間的相互作用也是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的。
　　
　　電流和電流之間的相互作用也是通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的
　　
　　磁場(chǎng)是存在于磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷周?chē)臻g的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)，磁極或電流在自己的周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)，而磁場(chǎng)的基本性質(zhì)就是對(duì)放入其中的磁極或電流有力的作用。
　　
　　二、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)
　　
　　1.羅蘭實(shí)驗(yàn)
　　
　　正電荷隨絕緣橡膠圓盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生了磁場(chǎng)，小磁針受到磁場(chǎng)力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
　　
　　2.安培分子電流假說(shuō)
　　
　　法國(guó)學(xué)者安培提出，在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在一種環(huán)形電流-分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。安培是較早揭示磁現(xiàn)象的電本質(zhì)的。
　　
　　一根未被磁化的鐵棒，各分子電流的取向是雜亂無(wú)章的，它們的磁場(chǎng)互相抵消，對(duì)外不顯磁性;當(dāng)鐵棒被磁化后各分子電流的取向大致相同，兩端對(duì)外顯示較強(qiáng)的磁性，形成磁極;注意，當(dāng)磁體受到高溫或猛烈敲擊會(huì)失去磁性。
　　
　　3.磁現(xiàn)象的電本質(zhì)
　　
　　運(yùn)動(dòng)的電荷(電流)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷(電流)有磁場(chǎng)力的作用，所有的磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷(電流)通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生相互作用。
　　
　　三、磁場(chǎng)的方向
　　
　　規(guī)定：在磁場(chǎng)中任意一點(diǎn)小磁針北極受力的方向亦即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。
　　
　　四、磁感線
　　
　　1.磁感線的概念：在磁場(chǎng)中畫(huà)出一系列有方向的曲線，在這些曲線上，每一點(diǎn)切線方向都跟該點(diǎn)磁場(chǎng)方向一致。
　　
　　2.磁感線的特點(diǎn)
　　
　　(1)在磁體外部磁感線由N極到S極，在磁體內(nèi)部磁感線由S極到N極
　　
　　(2)磁感線是閉合曲線
　　
　　(3)磁感線不相交
　　
　　(4)磁感線的疏密程度反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線越密的地方磁場(chǎng)越強(qiáng)
　　
　　3.幾種典型磁場(chǎng)的磁感線
　　
　　(1)條形磁鐵
　　
　　(2)通電直導(dǎo)線
　　
　　a.安培定則：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向;
　　
　　b.其磁感線是內(nèi)密外疏的同心圓
　　
　　(3)環(huán)形電流磁場(chǎng)
　　
　　a.安培定則：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線的磁感線方向。
　　
　　b.所有磁感線都通過(guò)內(nèi)部，內(nèi)密外疏
　　
　　(4)通電螺線管
　　
　　a.安培定則：讓右手彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，伸直的大拇指的方向就是螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)的磁感線方向;
　　
　　b. 通電螺線管的磁場(chǎng)相當(dāng)于條形磁鐵的磁場(chǎng)
　　
　　五、磁感應(yīng)強(qiáng)度
　　
　　1.定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線，所受的磁場(chǎng)力跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度l的乘積Il的比值叫做通電導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
　　
　　2.定義式：
　　
　　3.單位：特斯拉(T)， 1T=1N/A.m
　　
　　4.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，其方向就是對(duì)應(yīng)處磁場(chǎng)方向。
　　
　　5.物理意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場(chǎng)本身力學(xué)性質(zhì)的物理量，與檢驗(yàn)通電直導(dǎo)線的電流強(qiáng)度的大小、導(dǎo)線的長(zhǎng)短等因素?zé)o關(guān)。
　　
　　6.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可用磁感線的疏密程度來(lái)表示，規(guī)定：在垂直于磁場(chǎng)方向的1m2面積上的磁感線條數(shù)跟那里的磁感應(yīng)強(qiáng)度一致。
　　
　　7.勻強(qiáng)磁場(chǎng)
　　
　　(1) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相等的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)
　　
　　(2) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是均勻且平行的一組直線。
　　
　　六、磁通量
　　
　　1.定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的乘積，叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量。
　　
　　2.定義式：φ=BS(B與S垂直) φ=BScosθ(θ為B與S之間的夾角)
　　
　　3.單位：韋伯(Wb)
　　
　　4.物理意義：表示穿過(guò)磁場(chǎng)中某個(gè)面的磁感線條數(shù)。
　　
　　5.B=φ/S，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度也叫磁通密度
　　
　　七、安培力
　　
　　1.磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力叫安培力
　　
　　2.安培力大小
　　
　　安培力的大小等于電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L、磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及I和B間的夾角的正弦sinθ的乘積，即
　　
　　F=BIlsinθ。
　　
　　注意：公式只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)。
　　
　　3.安培力的方向
　　
　　安培力的方向可利用左手定則判斷
　　
　　左手定則：伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，并使伸開(kāi)的四指指向電流方向，那么拇指方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向。安培力方向一定垂直于B、I所確定的平面，即F一定和B、I垂直，但B、I不一定垂直。

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