知识全解·吃透教材 知识点1 磁感应强度的方向 1.磁感应强度是描述磁场强弱的物理量 2.磁感应强度的方向 规定:磁感应强度是矢量。在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向,亦即磁感应强度的方向。该点的磁场方向,这是一种广义的说法,在任何情况下某点磁感应强度的方向与该点的磁场方向都是等价的。 补例题 【例1】有关磁感应强度的方向,下列说法正确的是( ) A. B的方向就是小磁针N极所指的方向 B. B的方向与小磁针N极的受力方向一致 C. B的方向就是通电导线的受力方向 D. B的方向就是该处磁场的方向 解析:磁场的方向就是磁感应强度的方向,规定为小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极的受力方向,它与通电导线所受力的方向是不一致的 答案:BD。
知识点2 磁感应强度的大小 1.电流元:如果导线很短很短,B就是导线所在处的磁感应强度。其中,I和导线长度L的乘积IL称电流元。 2.匀强磁场:匀强磁场是一个常用.特殊的磁场区域,在此区域,它的磁场强弱和方向处处相同,它的磁感线是一系列疏密间隔相同的平行直线. 3.实验探究影响通电导线受力因素 如图所示,三块相同的蹄形磁铁并列放置,可以认为磁极间的磁场是均匀的,将一根直导线悬挂在磁铁的两极间,有电流通过时导线将摆动一个角度,通过这个角度我们可以比较磁场力的大小,分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度,电流强度由外部电路控制。
(1)先保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小。 结论:通电导线长度一定时,电流越大,导线所受磁场力就越大 (2)然后保持电流不变,改变导线通电部分的长度。 结论:电流一定时,通电导线越长,磁场力越大。 4. 磁感应强度的大小定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,用B表示。 (1)公式:B=F/(I·L) (2)单位:特斯拉(T)1T=1N/(A·m),即垂直磁场方向放置的长1m的导线,通入电流为1A,如果受的磁场力为1N,则该处的磁感应强度B为1T。 一般永久磁铁磁极附近的磁感应强度约为10-3T~1T;电机和变压器铁心中,磁感应强度为0.8T~1.4T,地面附近地磁场的磁感应强度约为0.3×10-4T~0.7×10-4T。 【例2】把电流强度均为I,长度均为l的两小段通电直导线分别置于磁场中的1、2两点处时,两小段通电直导线所受磁场力的大小分别为F1和F2,若已知1、2两点处磁感应强度的大小关系为B1<B2,则必有( ) A.B1= B.B2= C.F1<F2 D.以上都不对 解析:磁感强度B的定义式B=中的F,应理解为检验电流(Il)垂直于B的方向放置时所受到的最大磁场力,而此题中两小段通电导线在1、2两点处是否垂直于B未能确定,因此A、B两选项中的等式不一定成立;另外,正因为磁场对电流的作用力大小除与B、I、l有关外,还与导线放置时与B的方向间关系有关,因此,无法比较F1和F2的大小,所以应选D。 答案:D |
揭示规律·小试身手 补方法点拨:磁感应强度B是矢量,它的方向不是该处电流的受力方向.可以有以下几种说法:1、 该点的磁场方向,这是一种广义的说法,在任何情况下某点磁感应强度的方向与该点的磁场方向都是等价的。2、 如知磁场的磁感线分布,则某点磁感线的切线方向就是该点B的方向。3、 如在磁场中某点放入小磁针,小磁针静止时N极所指方向就是该点B的方向,或小磁针N极的受力方向就是该点B的方向。 变式训练 1、磁场中任一点的磁场方向,规定为小磁针在磁场中 ( ) A.受磁场力的方向 B.北极受磁场力的方向 C.南极受磁场力的方向 D.受磁场力作用转动的方向 1、B;解析:磁场中任一点的磁场方向,规定为小磁针在磁场中北极受磁场力的方向,故B对。 方法点拨:①在非匀强磁场中比值F/IL是因点而异的,也就是在磁场中某一确定位置处,无论怎样改变I和L,F都与IL的乘积大小成比例地变化,比值F/IL跟IL的乘积大小无关。 ②有的学生往往单纯从数学角度出发,曲公式B= F/IL得出磁场中某点的B与F成正比,与IL成反比的错误结论。 ③应强调说明对于确定的磁场中某一位置来说,B并不因探测电流和线段长短(电流元)的改变而改变,而是由磁场自身决定的。 变式训练 2、下列说法中错误的是( ) A.磁场中某处的磁感应强度大小,就是通以电流I、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场力F与I、L的乘积的比值 B.一小段通电导线放在某处不受磁场力作用,则该处一定没有磁场 C.一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在B处大,则A处磁感应强度比B处的磁感应强度大 D.因为B =F/IL,所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比 2、ABCD;解析:比值F/IL的大小反映了各不同位置处磁场的强弱程度,所以人们用它来定义磁场的磁感应强度。还应说明F是指通电导线电流方向跟所在处磁场方向垂直时的磁场力,此时通电导线受到的磁场力最大。比值F/IL不变这一事实正反映了所量度位置的磁场强弱程度是一定的。 |