【正文】 時(shí)代，由于人們對(duì)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)尚不清楚，所以稱為“假說(shuō)”。 2．安培假說(shuō)對(duì)有關(guān)磁現(xiàn)象的解釋 （ 1）磁化現(xiàn)象：一根軟鐵棒，在未被磁化時(shí)，內(nèi)部各分子電流的取向雜亂無(wú)章，它們的磁場(chǎng)互相抵消，對(duì)外不顯 磁性；當(dāng)軟磁棒受到外界磁場(chǎng)的作用時(shí)，各分子電流取向變得大致相同時(shí)，兩端顯示較強(qiáng)的磁性作用，形成磁極，軟鐵棒就被磁化了。 （ 3）磁通量的單位 在國(guó)際單位中，磁通量的單位是韋伯（ Wb），簡(jiǎn)稱韋。 公式 （ 1）公式：Φ =BS。 物理意義：穿過(guò)某一面的磁感 線條數(shù)。 磁通量 磁感線和電場(chǎng)線一樣也是一種形象描述磁場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向分 布的假想的線，磁感線上各點(diǎn)的切線方向即該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，磁感線的密疏，反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 公式： B=F / IL。 說(shuō)明： ① B 為比例系數(shù)，與導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流的大小都無(wú)關(guān)。 （ 1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義 電流元 ①定義：物理學(xué)中把很短一段通電導(dǎo)線中的電流 I 與導(dǎo)線長(zhǎng)度 L 的乘積 IL 叫做電流元。對(duì)于同一磁場(chǎng)，當(dāng)電流加倍時(shí)，通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力也加倍，這說(shuō)明通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力與通過(guò)它的電流強(qiáng)度成正比。 （ 2）磁感線分布特點(diǎn)：間距相同的平行直線。 ②環(huán)形電流宏觀上其實(shí)就是只有一匝的通電螺線管，通電螺線管則是由許多匝環(huán)形電流串聯(lián)而成的。 （ 2）磁感線分布：如圖所示。 說(shuō)明： ①環(huán)形電流的磁場(chǎng)類似于條形磁鐵的磁場(chǎng)，其兩側(cè)分別是 N 極和 S 極。 ④圖中的“”號(hào)表示磁場(chǎng)方向垂直進(jìn)入紙面，“ 四、幾種常見磁場(chǎng) 1 通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng) （ 1）安培定則：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向 ，這個(gè)規(guī)律也叫右手螺旋定則。 （ 2）磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。 電流磁場(chǎng)： 利用安培定則（也叫右手螺旋定則）判定磁場(chǎng)方向。 二、磁場(chǎng)的方 向 在電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向是人們規(guī)定的，同理，人們也規(guī)定了磁場(chǎng)的方向。 4．磁偏角 地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，磁針并非準(zhǔn)確地指南或指北，其間有一個(gè)交角，叫地磁偏角，簡(jiǎn)稱磁偏角。如圖所示為證明通電導(dǎo)線周圍有磁場(chǎng)存在 —— 奧斯特實(shí)驗(yàn)，以及磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用實(shí)驗(yàn)。 磁場(chǎng)存在于磁體、電流、運(yùn)動(dòng)電荷周圍的空間。小磁針的指南指北表明地球是一個(gè)大磁體。磁體周圍空間存在磁場(chǎng)；電流周圍空間也存在磁場(chǎng)。磁場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形式。 1．地磁場(chǎng) 地球本身是一個(gè)磁體 ，附近存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)，地磁的南極在地球北極附近，地磁的北極在地球的南極附近。 說(shuō)明： ①地球上不同點(diǎn)的磁偏角的數(shù)值是不同的。 規(guī)定： 在磁場(chǎng)中的任意一點(diǎn)小磁針北極受力的方向就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。 三、磁感線 在磁場(chǎng)中畫出有方向的曲線表示磁感線，在這些曲線上，每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同。 （ 3）磁場(chǎng)中的任何一條磁感線都是閉合曲線，在磁體外部由 N 極到 S 極，在磁體內(nèi)部由 S 極到 N 極。 （ 2）磁感線分布如圖所示： 說(shuō)明： ①通電直導(dǎo)線周圍的磁感線是以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓 ，實(shí)際上電流磁場(chǎng)應(yīng)為空間圖形?！北硎敬艌?chǎng)方向垂直離開紙面。 ②由于磁感線均為閉合曲線，所以環(huán)內(nèi)、外磁感線條數(shù)相等，故環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)，環(huán)外磁場(chǎng)弱。 （ 3）幾種常用的磁感 線不同的畫法。因此，通電螺線管的磁場(chǎng)也就是這些環(huán)形電流磁場(chǎng)的疊加。 （ 3） 產(chǎn)生：距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)除邊緣部分外可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng)；相隔一定距離的兩個(gè)平行放 置的線圈通電時(shí)，其中間區(qū)域的磁場(chǎng)也是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示： 五、磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁感應(yīng)強(qiáng)度 為了表征磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，我們引入一個(gè)新的物理量：磁感應(yīng)強(qiáng)度。而當(dāng)通電導(dǎo)線長(zhǎng)度加倍時(shí)，它受到的磁場(chǎng)力也加倍，這說(shuō)明通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力與導(dǎo)線長(zhǎng)也成正比。 ②理解：孤立的電流元是不存在的，因?yàn)橐箤?dǎo)線中有電流，就必須把它連到電源上。 ②不同的磁場(chǎng)中， B 的值是不同的。 （ 2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位 在國(guó)際單位制中， B 的單位是特斯拉（ T），由 B 的定義式可知： 1 特（ T） = （ 3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，不僅有大小，而且有方向，其方向即為該處磁場(chǎng)方向。為了定量地確定磁感線的條數(shù)跟磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的關(guān)系， 規(guī)定：在垂直磁場(chǎng)方向每平方米面積的磁感線的條數(shù)與該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小（單位是特）數(shù)值相同。 （ 2）磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系 按前面的規(guī)定，穿過(guò)垂直磁場(chǎng)方向單位面積的磁感線條數(shù)，等于磁感應(yīng)強(qiáng)度 B，所以在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向的面積 S 上的磁通量φ =BS。 （ 2）公式運(yùn)用的條件： a．勻強(qiáng)磁場(chǎng)； b．磁感線與平面垂直。磁通量是標(biāo)量，只有大小沒有方向。 （ 2）磁體的消磁：磁體的高溫或猛烈敲擊，即在激烈的熱運(yùn)動(dòng)或機(jī)械運(yùn)動(dòng)影響下，分子電流取向又變得雜亂無(wú)章，磁體磁性 消失。但是現(xiàn)在，“假設(shè)”已成為真理。 （ 2）安培力 F、磁感應(yīng)強(qiáng)度 B、電流 I 三者的方向關(guān)系： ① ， ，即安培力 垂直于電流和磁感線所在的平面，但 B 與 I 不一定垂直。 安培力大小的公式表述 （ 1）當(dāng) B 與 I 垂直時(shí)， F=BIL。 （ 2） B 對(duì)放入的通 電導(dǎo)線來(lái)說(shuō)是外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 七、磁電式電流表 磁電式電流表的構(gòu)造如圖所示。故安培力的力矩大小為 M1=nBILd。 由 nBILd=k 得 。的光滑導(dǎo)軌 AB，上端接入一電動(dòng)勢(shì) E=3V、內(nèi)阻不計(jì)的電源，導(dǎo)軌間距為 L=10cm，將一個(gè)質(zhì)量為 m=30g，電阻 R=，若導(dǎo)軌周圍存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)閉合開關(guān) S后，金屬棒剛好靜止在導(dǎo) 軌上，如圖所示，求導(dǎo)軌周圍空間的磁場(chǎng)方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是多少？ 解： 合上開關(guān) S 后金屬棒上有電流流過(guò)，由閉合電路歐 姆定律 I= =6A 金屬棒靜止在導(dǎo)軌上，它受到重力 mg 和支持力 N 的作用，因?qū)к壒饣?，僅此二力金屬棒不可能平衡，它必需受到垂直 于導(dǎo)軌平面的安培力作用才能平衡，根據(jù)題意和左手定則判斷出，磁場(chǎng)方向垂直軌面斜向下，金屬棒受到磁場(chǎng)的安培力沿斜面向上，如圖所示。兩金屬棒處于平衡狀態(tài)，則 I1∶ I2 等于什么？ 3. 如圖所示，長(zhǎng) 60cm、質(zhì)量為 10g的金屬棍 ab兩端用相同的彈簧懸掛起來(lái)，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量Φ 1＝ 1 10－ 3Wb，求： (1)該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度； (2)線圈以 ab 邊為軸， cd 邊向左上方由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò) 60176。角時(shí)，其線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為： Φ 2＝ BS＝ 1 10－ 2Wb＝ 2 10－ 3Wb 變化的磁通量為： ΔΦ＝Φ 2－Φ 1＝ (2 10－ 3－ 1 10－ 3)Wb＝ 1 10－ 3Wb (3)設(shè)線圈在初始位置時(shí)磁通量為正，為： Φ 1＝ 1 10－ 3Wb 翻轉(zhuǎn) 180176。 S，由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 由圖象可知，在 t1 到 t2 這段時(shí)間內(nèi)，Δ B＝ ，根據(jù)閉合電路歐姆定律和電流的定義可得，流過(guò)環(huán)中的電荷量q 為 如圖 9所示，豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通以恒定電流，有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，在下列情況下線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（ ） ab 邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 答案： ABD 解析：討論是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，需分析通電導(dǎo) 線周圍的磁場(chǎng)分布情況，通電導(dǎo)線周圍的磁感線是一系列同心圓，且由內(nèi)向外由密變疏，即越遠(yuǎn)離導(dǎo)線磁感線越疏。 對(duì) D選項(xiàng)，可用一些特殊位置來(lái)分析，當(dāng)線框在如圖乙所示位置時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量很大，當(dāng)線框轉(zhuǎn)過(guò) 90176。 答案： C 總結(jié)升華：做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要考慮到地磁場(chǎng)的影響。 答案： C 總結(jié)升華：解此題的關(guān)鍵：一是用電器正常工作時(shí)，通過(guò)火線和零線的電流方向總是相反的；二是要掌握電流間相互作用的規(guī)律。 答案：（ 1） （ 2） 總結(jié)升華： （ 1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成與分解應(yīng)該遵守矢量的平行四邊形法則。 題目中沒有給出導(dǎo)線如何放置，若導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，則由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式得出 。磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向，磁場(chǎng)方向也就是小磁針 N 極受力的方向。 答案： AB 總結(jié)升華：磁場(chǎng)是一種客觀存在的特殊物質(zhì)，磁感線雖是假想的閉合的曲線，但可形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。根據(jù)安培定則可判斷出電流由電源的 c 端流出， d 端流入，故電源 c 端為正極， d 端為負(fù)極。 磁通量Φ的大小由 B、 S 共同決定，所以面積大，Φ不一定大，由此可知選項(xiàng) C 錯(cuò)誤。 解析：線圈平面 abcd 與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 方向不垂直，不能直接用Φ =BS 計(jì)算，處理時(shí)可以用不同的方法。 1如圖所示， 一金屬直桿 MN 兩端接有導(dǎo)線，懸掛于線圈上方， MN 與線圈軸線均處于豎直平面內(nèi)，為使 MN 垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)，可以（ ） A．將 a、 c 端接在電源正極， b、 d 端接在電源負(fù)極 B．將 b、 d 端接在電源正極， a、 c 端接在電源負(fù)極 C．將 a、 d 端接在電源正極， b、 c