【精选】物理选修31课件磁场.ppt

※巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁实验室中的小磁铁只能吸起几枚铁钉(如图所示)．磁体磁性的强弱表现为它所产生的磁场对磁性物质和电流的作用力的强弱也就是说磁场也有强弱之分．那么我们怎样认识和描述磁场的强弱呢？1．与电场强度相对应我们本可以把描述的物理量叫做磁场强度．但历史上已经用来表示另一个物理量因此物理学中用磁感应强度来描述．2．探究实验：①如右图所示的实验装置可以认为磁极间的磁场是的直导线的方向与磁感应强度的方向．②有电流通过时导线将摆动一个角度观察摆动角度的大小可以比较的大小．③实验表明通电导线与磁场方向垂直时它受力的大小与导线的长度L、导线中的电流I的成正比用公式表示为F＝.3．磁感应强度B的单位由的单位决定．在国际单位制中磁感应强度的单位是简称符号是1T＝1.(1)物理意义：描述磁场强弱的物理量．(2)方向：小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向简称为磁场方向．(3)定义式：B＝(4)单位：特斯拉简称特(T)(5)B是矢量其方向就是磁场方向即小磁针静止时N极所指的方向．说明：磁感应强度反映磁场本身的特性其值决定于磁场．其值与放入的检验电流的电流强度、导线长度、摆放方向、检验电流是否受到磁场力及检验电流是否存在等均无关系．特别提醒：①小磁针静止时N极指向——磁感应强度方向．②无论小磁针是否处于静止状态其N极受力方向是确定的——即磁感应强度方向.电流方向与磁场方向不垂直时电流受力吗？为什么在B＝中要求导线与磁场方向垂直？答案：只要电流方向不与磁场方向平行电流就会受力但两者夹角越小力就越小在定义B时为了减少变量突出主要因素利用了“控制变量的方法”.像电场一样磁场也服从叠加原理．如果有几个磁场同时存在则它们的磁场互相叠加这时某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点磁感应强度的矢量和．磁感应强度为矢量它可以分解为几个分量．(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B与水平方向的夹角为θ那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？答案：首先弄清矢量分解的原则．(1)因为磁感应强度的大小为B与水平方向的夹角为θ所以地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为：B水＝Bcosθ；B垂＝Bsinθ；(2)在赤道上空因为θ＝0°故有B垂＝0；在极地上空因为θ＝90°故有B水＝0.误区1：受电场中电场强度的方向是该点正电荷的受力方向的影响误认为磁感应强度的方向与通电导线受力的方向一致．点拨：磁感应强度的方向规定为小磁针N极受力的方向：即小磁针静止时N极的指向．B的方向与该点电流元所受力方向既不相同也不相反F的方向由后面学习的左手定则判定．有关磁感应强度的下列说法中正确的是()A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用则该点的磁感应强度一定为零C．若有一小段长为L通以电流为I的导体在磁场中某处受到的磁场力为F则该处磁感应强度的大小一定是D．由定义式B＝可知电流强度I越大导线L越长某点的磁感应强度就越小解析：磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场强弱因此选项A是正确的；磁感应强度是与电流I和导线长度L无关的物理量且B＝中的B、F、L相互垂直所以选项B、C、D皆是错误的．答案：A点评：磁场的强弱由磁场本身决定与磁场中是否放入通电导线导线放入的位置无关．用垂直于磁场方向的通电导线所受安培力大小来量度磁场的强弱导线的作用在于检测．与电场不同的是电场中只要场强不为零带电粒子一定受力而磁场中即使磁感应强度不为零．通电导线受力也有可能为零．安培力的大小与B、I、L及电流与磁场的夹角有关．关于磁感应强度下列说法中正确的是()A．放在磁场中的通电导线电流越大受到的磁场力也越大表示该处的磁感应强度越大B．磁感线的指向就是磁感应强度的方向C．垂直磁场放置的通电导线的受力方向即磁感应强度的方向D．磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、导线长度、导线取向均无关答案：D如图甲所示在蹄形磁铁间垂直磁感应强度方向放置一长为L、质量为m的铝制金属杆金属杆用两根金属细丝悬挂在绝缘支架上在金属杆中通以恒定电流I结果金属丝在磁场作用下偏离竖直方向θ角(已知导线受的磁场力方向水平)如