【正文】 時代，由于人們對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)尚不清楚，所以稱為“假說”。 2．安培假說對有關(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，內(nèi)部各分子電流的取向雜亂無章，它們的磁場互相抵消，對外不顯 磁性；當(dāng)軟磁棒受到外界磁場的作用時，各分子電流取向變得大致相同時，兩端顯示較強的磁性作用，形成磁極，軟鐵棒就被磁化了。 （ 3）磁通量的單位 在國際單位中，磁通量的單位是韋伯（ Wb），簡稱韋。 公式 （ 1）公式：Φ =BS。 物理意義：穿過某一面的磁感 線條數(shù)。 磁通量 磁感線和電場線一樣也是一種形象描述磁場強度大小和方向分 布的假想的線，磁感線上各點的切線方向即該點的磁感應(yīng)強度方向，磁感線的密疏，反映磁感應(yīng)強度的大小。 公式： B=F / IL。 說明： ① B 為比例系數(shù)，與導(dǎo)線的長度和電流的大小都無關(guān)。 （ 1）磁感應(yīng)強度的定義 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)線長度 L 的乘積 IL 叫做電流元。對于同一磁場，當(dāng)電流加倍時，通電導(dǎo)線受到的磁場力也加倍，這說明通電導(dǎo)線受到的磁場力與通過它的電流強度成正比。 （ 2）磁感線分布特點：間距相同的平行直線。 ②環(huán)形電流宏觀上其實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。 說明： ①環(huán)形電流的磁場類似于條形磁鐵的磁場，其兩側(cè)分別是 N 極和 S 極。 ④圖中的“”號表示磁場方向垂直進入紙面，“ 四、幾種常見磁場 1 通電直導(dǎo)線周圍的磁場 （ 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 ，這個規(guī)律也叫右手螺旋定則。 （ 2）磁感線上每一點的切線方向就是該點的磁場方向。 電流磁場： 利用安培定則（也叫右手螺旋定則）判定磁場方向。 二、磁場的方 向 在電場中，電場方向是人們規(guī)定的，同理，人們也規(guī)定了磁場的方向。 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，其間有一個交角，叫地磁偏角，簡稱磁偏角。如圖所示為證明通電導(dǎo)線周圍有磁場存在 —— 奧斯特實驗，以及磁場對電流有力的作用實驗。 磁場存在于磁體、電流、運動電荷周圍的空間。小磁針的指南指北表明地球是一個大磁體。磁體周圍空間存在磁場；電流周圍空間也存在磁場。磁場是物質(zhì)存在的一種形式。 1．地磁場 地球本身是一個磁體 ，附近存在的磁場叫地磁場，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。 說明： ①地球上不同點的磁偏角的數(shù)值是不同的。 規(guī)定： 在磁場中的任意一點小磁針北極受力的方向就是那一點的磁場方向。 三、磁感線 在磁場中畫出有方向的曲線表示磁感線，在這些曲線上，每一點的切線方向都跟該點的磁場方向相同。 （ 3）磁場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： 說明： ①通電直導(dǎo)線周圍的磁感線是以導(dǎo)線上各點為圓心的同心圓 ，實際上電流磁場應(yīng)為空間圖形。”表示磁場方向垂直離開紙面。 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)磁場強，環(huán)外磁場弱。 （ 3）幾種常用的磁感 線不同的畫法。因此，通電螺線管的磁場也就是這些環(huán)形電流磁場的疊加。 （ 3） 產(chǎn)生：距離很近的兩個異名磁極之間的磁場除邊緣部分外可以認(rèn)為是勻強磁場；相隔一定距離的兩個平行放 置的線圈通電時，其中間區(qū)域的磁場也是勻強磁場，如圖所示： 五、磁感應(yīng)強度 磁感應(yīng)強度 為了表征磁場的強弱和方向，我們引入一個新的物理量：磁感應(yīng)強度。而當(dāng)通電導(dǎo)線長度加倍時，它受到的磁場力也加倍，這說明通電導(dǎo)線受到的磁場力與導(dǎo)線長也成正比。 ②理解：孤立的電流元是不存在的，因為要使導(dǎo)線中有電流，就必須把它連到電源上。 ②不同的磁場中， B 的值是不同的。 （ 2）磁感應(yīng)強度的單位 在國際單位制中， 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)強度的方向 磁感應(yīng)強度是矢量，不僅有大小，而且有方向，其方向即為該處磁場方向。為了定量地確定磁感線的條數(shù)跟磁感應(yīng)強度大小的關(guān)系， 規(guī)定：在垂直磁場方向每平方米面積的磁感線的條數(shù)與該處的磁感應(yīng)強度大小（單位是特）數(shù)值相同。 （ 2）磁通量與磁感應(yīng)強度的關(guān)系 按前面的規(guī)定，穿過垂直磁場方向單位面積的磁感線條數(shù)，等于磁感應(yīng)強度 B，所以在勻強磁場中，垂直于磁場方向的面積 S 上的磁通量φ =BS。 （ 2）公式運用的條件： a．勻強磁場； 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，即在激烈的熱運動或機械運動影響下，分子電流取向又變得雜亂無章，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， F=BIL。 （ 2） B 對放入的通 電導(dǎo)線來說是外磁場的磁感應(yīng)強度。 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，上端接入一電動勢 E=3V、內(nèi)阻不計的電源，導(dǎo)軌間距為 L=10cm，將一個質(zhì)量為 m=30g，電阻 R=，若導(dǎo)軌周圍存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，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)軌周圍空間的磁場方向和磁感應(yīng)強度的大小是多少？ 解： 合上開關(guān) S 后金屬棒上有電流流過，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瑑H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，磁場方向垂直軌面斜向下，金屬棒受到磁場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 60cm、質(zhì)量為 10g的金屬棍 ab兩端用相同的彈簧懸掛起來，放在勻強磁場中。此時穿過線圈的磁通量Φ 1＝ 1 10－ 3Wb，求： (1)該勻強磁場的磁感應(yīng)強度； (2)線圈以 ab 邊為軸， cd 邊向左上方由圖示位置轉(zhuǎn)過 60176。角時，其線圈平面與磁場方向垂直，此時穿過線圈的磁通量為： 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)線圈在初始位置時磁通量為正，為： Φ 1＝ 1 10－ 3Wb 翻轉(zhuǎn) 180176。 S，由感應(yīng)電動勢為 由圖象可知，在 t1 到 t2 這段時間內(nèi)，Δ B＝ ，根據(jù)閉合電路歐姆定律和電流的定義可得，流過環(huán)中的電荷量q 為 如圖 9所示，豎直放置的長直導(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 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，即越遠離導(dǎo)線磁感線越疏。 對 D選項，可用一些特殊位置來分析，當(dāng)線框在如圖乙所示位置時，穿過線框的磁通量很大，當(dāng)線框轉(zhuǎn)過 90176。 答案： C 總結(jié)升華：做本實驗時，首先要考慮到地磁場的影響。 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，通過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)線與磁場垂直，則由磁感應(yīng)強度的定義式得出 。磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向表示該點的磁場的方向，磁場方向也就是小磁針 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的強弱和方向。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 C 錯誤。 解析：線圈平面 abcd 與磁感應(yīng)強度 B 方向不垂直，不能直接用Φ =BS 計算，處理時可以用不同的方法。 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 垂直紙面向外運動，可以（ ） A．將 a、 c 端接在電源正極， b、 d 端接在電源負極 B．將 b、 d 端接在電源正極， a、 c 端接在電源負極 C．將 a、 d 端接在電源正極， b、 c