今天给各位同学分享周测卷物理14磁场的知识,其中也会对磁场单元测试题进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了分享本站,现在开始吧!
本文目录一览:
- 1、高中物理磁场
- 2、高二物理磁场
- 3、高二下册物理第四单元磁场单元测试题及答案参考
- 4、物理磁场的知识点
高中物理磁场
磁场英文:magnetic field
简易定义:对放入其中的小磁针有磁力的作用的物质叫做磁场。
磁场的基本特征是能对其中的运动电荷施加作用力,磁场对电流、对磁体的作用力或力距皆源于此。而现代理论则说明,磁力是电场力的相对论效应。
与电场相仿,磁场是在一定空间区域内连续分布的矢量场,描述磁场的基本物理量是磁感应强度矢量B ,也可以用磁感线形象地图示。然而,作为一个矢量场,磁场的性质与电场颇为不同。运动电荷或变化电场产生的磁场,或两者之和的总磁场,都是无源有旋的矢量场,磁力线是闭合的曲线族,不中断,不交叉。换言之,在磁场中不存在发出磁力线的源头,也不存在会聚磁力线的尾闾,磁力线闭合表明沿磁力线的环路积分不为零,即磁场是有旋场而不是势场(保守场),不存在类似于电势那样的标量函数。
磁感应强度:与磁力线方向垂直的单位面积上所通过的磁力线数目,又叫磁力线的密度,也叫磁通密度,用B表示,单位为特(斯拉)T。
磁通量:磁通量是通过某一截面积的磁力线总数,用Φ表示,单位为韦伯(Weber),符号是Wb。 通过一线圈的磁通的表达式为:Φ=B·S(其中B为磁感应强度,S为该线圈的面积。) 1Wb=1T·m2
磁场方向:规定小磁针的北极在磁场中某点所受磁场力的方向为该电磁场的方向 。从北极出发到南极的方向,在磁体内部是由南极到北极,在外可表现为磁感线的切线方向或放入磁场的小磁针在静止时北极所指的方向!磁场的南北极与地理的南北极正好相反,且一端的两种极之间存在一个偏角,称为磁偏角!磁偏角不断地发生缓慢变化!掌握磁偏角的变化对于应用指南针指向具有重要意义!
磁感线:在磁场中画一些曲线,使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同,这些曲线叫磁力线。磁力线是闭合曲线。规定小磁针的北极所指的方向为磁力线的方向。磁铁周围的磁力线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁力线从S极到N极。
电磁场是电磁作用的媒递物,是统一的整体,电场和磁场是它紧密联系、相互依存的两个侧面,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,变化的电磁场以波动形式在空间传播。电磁波以有限的速度传播,具有可交换的能量和动量,电磁波与实物的相互作用,电磁波与粒子的相互转化等等,都证明电磁场是客观存在的物质,它的“特殊”只在于没有静质量。
磁现象是最早被人类认识的物理现象之一,指南针是中国古代一大发明。磁场是广泛存在的,地球,恒星(如太阳),星系(如银河系),行星、卫星,以及星际空间和星系际空间,都存在着磁场。为了认识和解释其中的许多物理现象和过程,必须考虑磁场这一重要因素。在现代科学技术和人类生活中,处处可遇到磁场,发电机、电动机、变压器、电报、电话、收音机以至加速器、热核聚变装置、电磁测量仪表等无不与磁现象有关。甚至在人体内,伴随着生命活动,一些组织和器官内也会产生微弱的磁场。地球的磁级与地理的两极相反。
安培力:(左手定则)F=BIL*Sinθ
洛伦兹力:(左手定则)【微观上】F=qvBSinθ
[编辑本段]电磁场
电磁场(electromagnetic field)是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称。随时间变化的电场产生磁场,随时间变化的磁场产生电场,两者互为因果,形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起,也可由强弱变化的电流引起,不论原因如何,电磁场总是以光速向四周传播,形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒递物,具有能量和动量,是物质存在的一种形式。电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。
[编辑本段]地磁场
地磁场(geomagnetic field)是从地心至磁层顶的空间范围内的磁场。地磁学的主要研究对象。人类对于地磁场存在的早期认识,来源于天然磁石和磁针的指极性。地磁的北磁极在地理的南极附近;地磁的南磁极在地理的北极附近。磁针的指极性是由于地球的北磁极(磁性为S极)吸引着磁针的N极,地球的南磁极(磁性为N极)吸引着磁针的S极。这个解释最初是英国W.吉伯于1600年提出的。吉伯所作出的地磁场来源于地球本体的假定是正确的。这已为1839年德国数学家C.F.高斯首次运用球谐函数分析法所证实。
地磁的磁感线和地理的经线是不平行的,它们之间的夹角叫做磁偏角。中国古代的著名科学家沈括是第一个注意到磁偏角现象的科学家。
地磁场是一个向量场。描述空间某一点地磁场的强度和方向,需要3个独立的地磁要素。常用的地磁要素有7个,即地磁场总强度F,水平强度H,垂直强度Z,X和Y分别为H的北向和东向分量,D和I分别为磁偏角和磁倾角。其中以磁偏角的观测历史为最早。在现代的地磁场观测中,地磁台一般只记录H,D,Z或X,Y,Z。
近地空间的地磁场,像一个均匀磁化球体的磁场,其强度在地面两极附近还不到1高斯,所以地磁场是非常弱的磁场。地磁场强度的单位过去通常采用伽马(γ),即1纳特斯拉。1960年决定采用特斯拉作为国际测磁单位,1高斯=10^(-4)特斯拉(T),1伽马=10^(-9)特斯拉=1纳特斯拉(nT),简称纳特。地磁场虽然很弱,但却延伸到很远的空间,保护着地球上的生物和人类,使之免受宇宙辐射的侵害。
地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分,它们在成因上完全不同。基本磁场是地磁场的主要部分,起源于地球内部,比较稳定,变化非常缓慢。变化磁场包括地磁场的各种短期变化,主要起源于地球外部,并且很微弱。
地球的基本磁场可分为偶极子磁场、非偶极子磁场和地磁异常几个组成部分。偶极子磁场是地磁场的基本成分,其强度约占地磁场总强度的90%,产生于地球液态外核内的电磁流体力学过程,即自激发电机效应。非偶极子磁场主要分布在亚洲东部、非洲西部、南大西洋和南印度洋等几个地域,平均强度约占地磁场的10%。地磁异常又分为区域异常和局部异常,与岩石和矿体的分布有关。
地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型。平静变化主要是以一个太阳日为周期的太阳静日变化,其场源分布在电离层中。干扰变化包括磁暴、地磁亚暴、太阳扰日变化和地磁脉动等,场源是太阳粒子辐射同地磁场相互作用在磁层和电离层中产生的各种短暂的电流体系。磁暴是全球同时发生的强烈磁扰,持续时间约为1~3天,幅度可达10纳特。其他几种干扰变化主要分布在地球的极光区内。除外源场外,变化磁场还有内源场。内源场是由外源场在地球内部感应出来的电流所产生的。将高斯球谐分析用于变化磁场,可将这种内、外场区分开。根据变化磁场的内、外场相互关系,可以得出地球内部电导率的分布。这已成为地磁学的一个重要领域,叫做地球电磁感应。
地球变化磁场既和磁层、电离层的电磁过程相联系,又和地壳上地幔的电性结构有关,所以在空间物理学和固体地球物理学的研究中都具有重要意义。
[编辑本段]磁场类型
1.恒定磁场 磁场强度和方向保持不变的磁场称为恒定磁场或恒磁场,如铁磁片和通以直流电的电磁铁所产生的磁场。
2.交变磁场 磁场强度和方向在规律变化的磁场,如工频磁疗机和异极旋转磁疗器产生的磁场。
3.脉动磁场 磁场强度有规律变化而磁场方向不发生变化的磁场,如同极旋转磁疗器、通过脉动直流电磁铁产生的磁场。
4.脉冲磁场 用间歇振荡器产生间歇脉冲电流,将这种电流通入电磁铁的线圈即可产生各种形状的脉冲磁场。脉冲磁场的特点是间歇式出现磁场,磁场的变化频率、波形和峰值可根据需要进行调节。
恒磁场又称为静磁场,而交变磁场,脉动磁场和脉冲磁场属于动磁场。磁场的空间各处的磁场强度相等或大致相等的称为均匀磁场,否则就称为非均匀磁场。离开磁极表面越远,磁场越弱,磁场强度呈梯度变化。
高二物理磁场
一、磁场
磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。
电流在周围空间产生磁场,小磁针在该磁场中受到力的作用。磁极和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的。
电流和电流之间的相互作用也是通过磁场产生的
磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质,磁极或电流在自己的周围空间产生磁场,而磁场的基本性质就是对放入其中的磁极或电流有力的作用。
二、磁现象的电本质
1.罗兰实验
正电荷随绝缘橡胶圆盘高速旋转,发现小磁针发生偏转,说明运动的电荷产生了磁场,小磁针受到磁场力的作用而发生偏转。
2.安培分子电流假说
法国学者安培提出,在原子、分子等物质微粒内部,存在一种环形电流-分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。安培是最早揭示磁现象的电本质的。
一根未被磁化的铁棒,各分子电流的取向是杂乱无章的,它们的磁场互相抵消,对外不显磁性;当铁棒被磁化后各分子电流的取向大致相同,两端对外显示较强的磁性,形成磁极;注意,当磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性。
3.磁现象的电本质
运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对运动电荷(电流)有磁场力的作用,所有的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)通过磁场而发生相互作用。
三、磁场的方向
规定:在磁场中任意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那一点的磁场方向。
四、磁感线
1.磁感线的概念:在磁场中画出一系列有方向的曲线,在这些曲线上,每一点切线方向都跟该点磁场方向一致。
2.磁感线的特点
(1)在磁体外部磁感线由N极到S极,在磁体内部磁感线由S极到N极
(2)磁感线是闭合曲线
(3)磁感线不相交
(4)磁感线的疏密程度反映磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强
3.几种典型磁场的磁感线
(1)条形磁铁
(2)通电直导线
a.安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向;
b.其磁感线是内密外疏的同心圆
(3)环形电流磁场
a.安培定则:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是环形导线中心轴线的磁感线方向。
b.所有磁感线都通过内部,内密外疏
(4)通电螺线管
a.安培定则: 让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是螺线管内部磁场的磁感线方向;
b. 通电螺线管的磁场相当于条形磁铁的磁场
五、磁感应强度
1.定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线,所受的磁场力跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫做通电导线处的磁感应强度。
2.定义式:
3.单位:特斯拉(T), 1T=1N/A.m
4.磁感应强度是矢量,其方向就是对应处磁场方向。
5.物理意义: 磁感应强度是反映磁场本身力学性质的物理量,与检验通电直导线的电流强度的大小、导线的长短等因素无关。
6.磁感应强度的大小可用磁感线的疏密程度来表示,规定:在垂直于磁场方向的1m2面积上的磁感线条数跟那里的磁感应强度一致。
7.匀强磁场
(1) 磁感应强度的大小和方向处处相等的磁场叫匀强磁场
(2) 匀强磁场的磁感线是均匀且平行的一组直线。
六、磁通量
1.定义:磁感应强度B与面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量。
2.定义式:φ=BS(B与S垂直) φ=BScosθ(θ为B与S之间的夹角)
3.单位:韦伯(Wb)
4.物理意义:表示穿过磁场中某个面的磁感线条数。
5.B=φ/S,所以磁感应强度也叫磁通密度
七、安培力
1.磁场对电流的作用力叫安培力
2.安培力大小
安培力的大小等于电流I、导线长度L、磁感应强度B以及I和B间的夹角的正弦sinθ的乘积,即
F=BIlsinθ。
注意:公式只适用于匀强磁场。
3.安培力的方向
安培力的方向可利用左手定则判断
左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么拇指方向就是通电导线在磁场中的受力方向。安培力方向一定垂直于B、I所确定的平面,即F一定和B、I垂直,但B、I不一定垂直。
高二下册物理第四单元磁场单元测试题及答案参考
一.选择题(本题共10小题,每题4分,满分40分。每题所给的选项中,有的只有一个是正确的,有的有几个是正确的。将正确选项的序号选出填入题后的括号中。全部选对的得4分,部分选对的得2分,有错选或不选的得0分)
1.指南针静止时,其位置如图中虚线所示.若在其上方放置一水平方向的导线,并通以恒定电流,则指南针转向图中实线所示位置.据此可能是 ( )
A.导线南北放置,通有向北的电流
B.导线南北放置,通有向南的电流
C.导线东西放置,通有向西的电流
D.导线东西放置,通有向东的电流
2.磁场中某区域的磁感线,如图所示,则 ( )
A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,BaBb
B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba
C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
3.由磁感应强度的定义式 可知,磁场中某处的磁感应强度的大小( )
A.随通电导线中的电流I的减小而增大
B.随IL乘积的减小而增大
C.随通电导线所受磁场力F的增大而增大
D.跟F、I、L的变化无关
4.如图所示的四种情况,通电导线均置于匀强磁场中,其中通电导线受安培力作用的是
( )
A B C D
5.质量为m、带电量为q的小球,从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感强度为B,如图所示。
若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说
法中正确的是( )
①小球带正电
②小球在斜面上运动时做匀加速直线运动
③小球在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动
④则小球在斜面上下滑过程中,当小球对斜面压力为零时的速率为mgcos/Bq
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
6.用两个一样的弹簧吊着一根铜棒,铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场,棒中通以自左向右的电流,如图所示。当棒静止时,弹簧秤的读数为F1;若将棒中的电流方向反向,当棒静止时,弹簧秤的示数为F2,且F2F1,根据这两个数据,可以确定( )
A.磁场的方向 B.磁感强度的大小
C.安培力的大小 D.铜棒的重力
7.如图所示,三根通电直导线P、Q、R互相平行,通过正三角形的三个顶点,三条导线通入大小相等,方向垂直纸面向里的电流;通电直导线产生磁场的磁感应强度B=KI/r,I为通电导线的电流强度,r为距通电导线的距离的垂直距离,K为常数;则R受到的磁场力的方向是( )
A.垂直R,指向y轴负方向
B.垂直R,指向y轴正方向
C.垂直R,指向x轴正方向
D.垂直R,指向x轴负方向
8.下图所示的是磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图(其中B垂直于F与v决定的平面,B、F、v两两垂直)。其中正确的是( )
9.在光滑绝缘水平面上,一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示.若小球运动到A点时,绳子突然断开,关于小球在绳断开后可能的运动情况,以下说法正确的是 ( )
?A.小球仍做逆时针匀速圆周运动,半径不变
?B.小球仍做逆时针匀速圆周运动,但半径减小
?C.小球做顺时针匀速圆周运动,半径不变
?D.小球做顺时针匀速圆周运动,半径减小
10.如图所示,在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场,匀强电场方向竖直向下,匀强磁场方向水平向里。现将一个带正电的金属小球从M点以初速度v0水平抛出,小球着地时的速度为v1,在空中的飞行时间为t1。若将磁场撤除,其它条件均不变,那么小球着地时的速度为v2,在空中飞行的时间为t2。小球所受空气阻力可忽略不计,则关于v1和v2、t1和t2的大小比较,以下判断正确的是( )
A.v1v2,t1 B.v1
C.v1=v2,t1
二.填空题(本题共3小题,每题4分,满分12分;将正确、完整的答案填入相应的横线中。)
11.某地地磁场的磁感应强度的水平分量是3.0l0-5T,竖直分量是4.010-5T,则地磁场磁感应强度的大小为__________,方向为__________________,在水平面上,面积为5m2的范围内,地磁场的磁通量为____________Wb。
12.把长L=0.15m的导体棒置于磁感应强度B=1.010-2T的匀强磁场中,使导体棒和磁场方向垂直,如图所示。若导体棒中的电流I=2.0A,方向向左,则导体棒受到的安培力大小F= N,安培力的方向为竖直向 .(选填上或下)
13.如图所示,倾角为的光滑绝缘斜面,处在方向垂直斜面向上的匀强磁场和方向未知的匀强电场中,有一质量为m、带电量为 - q的小球,恰可在斜面上做匀速圆周运动、其角速度为,那么,匀强磁场的磁感应强度的大小为 ,未知电场的最小场强的大小为 ,方向沿 。
三.科学探究与实验 (本题共2小题,满分10分)
14.如图所示,铜棒ab长0.1m,质量为610-2kg,两端与长为1m的轻铜线相连,静止于竖直平面上,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T。现接通电源,使铜棒中保持有恒定电流通过,铜棒发生偏转。已知最大偏转角为370,则在此过程中铜棒的重力势能增加了_________J;恒定电流的大小为_________A。(不计空气阻力,sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2)
15.在同时存在匀强电场合匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz(z轴正方向竖直向上),如图所示。已知电场方向沿z轴正方向,场强大小为E;磁场方向沿y轴正方向,磁感应强度的大小为B;重力加速度为g.问:一质量为m、带电量为+q的从原点出发的质点能否在坐标轴(x、y、z)上以速度v做匀速运动?若能,m、q、E、B、v及g应满足怎样的关系?若不能,说明理由.
四、计算题:本题包括4个小题,共38分。要求写出必要的文字说明,方程式或重要的演算步骤,只写出最后答案的,不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
16.(8分)如图,水平放置的光滑的金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹为 ,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直。电源电动势为E,定值电阻为R,其余部分电阻不计。则当电键调闭合的瞬间,棒ab的加速度为多大?
17.(9分)如图所示,一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的匀强磁场,速度方向与磁感线垂直,且平行于矩形空间的其中一边,矩形空间边长分别为 和 ,电子刚好从矩形的相对的两个顶点间通过,求电子在磁场中的飞行时间。
18.(10分)如图所示,在y0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外,磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正向的夹角为。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L,求该粒子的电量和质量之比
19. (11分)下图是导轨式电磁炮实验装置示意图.两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,其间安放金属滑块(即实验用弹丸).滑块可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触.电源提供的强大电流从一根导轨流入,经过滑块,再从另一导轨流回电源.滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射.在发射过程中,该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场,方向垂直于纸面,其强度与电流的关系为B=kI,其中比例常量k=2.510-6T/A.已知两导轨内侧间距为l=3.0cm,滑块的质量为m=30g,滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度为v=3.0km/s(此过程视为匀加速运动).
(1)求发射过程中金属滑块的加速度大小;
(2)求发射过程中电源提供的电流强度大小;
(3)若电源输出的能量有9%转换为滑块的动能,则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大?
参考答案及评分标准:
一、选择题
1.B 2.B 3. D 4. ABD 5. B 6. ACD 7. A 8. D 9. ACD 10. D
二、填空题
11.5.0l0-5T(1分) 与竖直方向成37斜向下(或斜向上)(1分), 2.010-4(2分)
12.答案:3.010-3(2分),下(2分)
13. (2分) (1分) 沿斜面向下(1分)
三、实验探究题
14.0.12(2分),9 (3分)
15.能沿x轴正向:Eq+Bqv=mg;(1分)能沿x轴负向:Eq=mg+Bqv;(1分)
能沿y轴正向或负向:Eq=mg;(1分)
不能沿z轴,因为电场力和重力的合力沿z轴方向,洛伦兹力沿x轴方向,合力不可能为零. (2分)
四、计算题
16.解析:画出导体棒ab受力的截面图,如图所示
导体棒ab所受安培力:F = BIL (3分)
由牛顿第二定律得: Fsin=ma (2分)
导体棒ab 中的电流: I=E/R (1分)
得 (2分)
17.解析:电子进入匀强磁场中作匀速圆周运动,轨迹如图,由几何关系得,
(2分)
解得电子运动半径 ,圆心角 (2分)
电子在磁场中运动时间 (3分)
将 代入上式解得 (2分)
18.解析: 带正电的粒子射入磁场后,由于受到洛伦兹力的作用,粒子将沿图示的轨迹运动,从A点射出磁场,O、A间的距离为L,射出时速度的大小仍为v0,射出方向与x轴的夹角仍为。
由于洛伦兹力提供向心力,则: ,R为圆轨道的半径,(4分)
解得: (2分)
圆轨道的圆心位于OA的中垂线上,,由几何关系可得:
(2分)
联立两式解得 (2分)
19解析:(1)由匀加速运动公式 a=v22s =9105m/s2(3分)
(2)由安培力公式和牛顿第二定律,有 F=IBl=kI2l(2分)
kI2l=ma(1分)
因此 I=makl =6.0105A(1分)
(3)滑块获得的动能是电源输出的能量转化的,所以
Pt9%=12 mv2(1分)
发射过程中电源供电时间t=va =13 10-2s(1分)
所需的电源输出功率为P=12mv2t9% =4.5108W(1分)
(或P=12 Fv/9%=12 mav/9%
由功率P=IU,解得输出电压 U= PI =750V(1分)
[img]物理磁场的知识点
作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。下面我给大家分享一些物理磁场的知识,希望能够帮助大家,欢迎阅读!
物理磁场的知识
一、磁场
磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。电流在周围空间产生磁场,小磁针在该磁场中受到力的作用。磁极和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的。电流和电流之间的相互作用也是通过磁场产生的。
磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质,磁极或电流在自己的周围空间产生磁场,而磁场的基本性质就是对放入其中的磁极或电流有力的作用。
二、磁现象的电本质
1.罗兰实验
正电荷随绝缘橡胶圆盘高速旋转,发现小磁针发生偏转,说明运动的电荷产生了磁场,小磁针受到磁场力的作用而发生偏转。
2.安培分子电流假说
法国学者安培提出,在原子、分子等物质微粒内部,存在一种环形电流-分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。安培是最早揭示磁现象的电本质的。
一根未被磁化的铁棒,各分子电流的取向是杂乱无章的,它们的磁场互相抵消,对外不显磁性;当铁棒被磁化后各分子电流的取向大致相同,两端对外显示较强的磁性,形成磁极;注意,当磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性。
3.磁现象的电本质
运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对运动电荷(电流)有磁场力的作用,所有的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)通过磁场而发生相互作用。
三、磁场的方向
规定:在磁场中任意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那一点的磁场方向。
四、磁感线
1.磁感线的概念:在磁场中画出一系列有方向的曲线,在这些曲线上,每一点切线方向都跟该点磁场方向一致。
2.磁感线的特点:
(1)在磁体外部磁感线由N极到S极,在磁体内部磁感线由S极到N极。
(2)磁感线是闭合曲线。
(3)磁感线不相交。
(4)磁感线的疏密程度反映磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强。
3.几种典型磁场的磁感线:
(1)条形磁铁。
(2)通电直导线。
①安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向;
②其磁感线是内密外疏的同心圆。
(3)环形电流磁场:
①安培定则:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是环形导线中心轴线的磁感线方向。
②所有磁感线都通过内部,内密外疏。
(4)通电螺线管:
①安培定则:让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是螺线管内部磁场的磁感线方向;
②通电螺线管的磁场相当于条形磁铁的磁场。
五、磁感应强度
1.定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线,所受的磁场力跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫做通电导线处的磁感应强度。
2.定义式:
3.单位:特斯拉(T),1T=1N/A.m
4.磁感应强度是矢量,其方向就是对应处磁场方向。
5.物理意义:磁感应强度是反映磁场本身力学性质的物理量,与检验通电直导线的电流强度的大小、导线的长短等因素无关。
6.磁感应强度的大小可用磁感线的疏密程度来表示,规定:在垂直于磁场方向的1m2面积上的磁感线条数跟那里的磁感应强度一致。
7.匀强磁场:
(1)磁感应强度的大小和方向处处相等的磁场叫匀强磁场。
(2)匀强磁场的磁感线是均匀且平行的一组直线。
六、磁通量
1.定义:磁感应强度B与面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量。
2.定义式:φ=BS(B与S垂直) φ=BScosθ(θ为B与S之间的夹角)
3.单位:韦伯(Wb)
4.物理意义:表示穿过磁场中某个面的磁感线条数。
5.B=φ/S,所以磁感应强度也叫磁通密度。
七、安培力
1.磁场对电流的作用力叫安培力。
2.安培力大小:安培力的大小等于电流I、导线长度L、磁感应强度B以及I和B间的夹角的正弦sinθ的乘积,即F=BIlsinθ。
注意:公式只适用于匀强磁场。
3.安培力的方向:安培力的方向可利用左手定则判断。
左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么拇指方向就是通电导线在磁场中的受力方向。
安培力方向一定垂直于B、I所确定的平面,即F一定和B、I垂直,但B、I不一定垂直。
提高物理学习效率的 方法
1、 课前预习 能提高听课的针对性。预习中发现的难点,就是听课的重点;对预习中遇到的没有掌握好的有关的旧知识,可进行补缺,新的知识有所了解,以减少听课过程中的盲目性和被动性,有助于提高课堂效率。预习后把自己理解了的知识与老师的讲解进行比较、分析即可提高自己思维水平,预习还可以培养自己的自学能力。
2、听课过程中要聚精会神、全神贯注,不能开小差。全神贯注就是全身心地投入课堂学习,做到耳到、眼到、心到、口到、手到。若能做到这“五到”,精力便会高度集中,课堂所学的一切重要内容便会在自己头脑中留下深刻的印象。要保证听课过程中能全神贯注,不开小差。上课前必须注意课间十分钟的休息,高中物理不应做过于激烈的 体育运动 或激烈争论或看小说或做作业等,以免上课后还气喘嘘嘘,想入非非,而不能平静下来,甚至大脑开始休眠。所以应做好课前的物质准备和精神准备。
3、特别注意老师讲课的开头和结尾。老师讲课开头,一般是概括前节课的要点指出本节课要讲的内容,是把旧知识和新知识联系起来的环节,结尾常常是对一节课所讲知识的归纳 总结 ,具有高度的概括性,是在理解的基础上掌握本节知识方法的纲要。
4、作好笔记。笔记不是记录而是将上述听课中的重点,难点等作出简单扼要的记录,记下讲课的要点以及自己的感受或有 创新思维 的见解。以便复习,消化。
5、要认真审题,理解物理情境、物理过程,注重分析问题的思路和解决问题的方法,坚持下去,就一定能举一反三,提高迁移知识和解决问题的能力。
物理复习的方法
1、做好及时的复习。上完课的当天,必须做好当天的复习。复习的有效方法不只是一遍遍地看书和笔记,而最好是采取回忆式的复习:先把书、笔记合起来回忆上课时老师讲的内容,例如:分析问题的思路、方法等(也可边想边在草稿本上写一写)尽量想得完整些。然后打开书和 笔记本 ,对照一下还有哪些没记清的,把它补起来,就使得当天上课内容巩固下来了,同时也就检查了当天课堂听课的效果如何,也为改进听课方法及提高听课效果提出必要的改进 措施 。
2、做好章节复习。学习一章后应进行阶段复习, 复习方法 也同及时复习一样,采取回忆式复习,而后与书、笔记相对照,使其内容完善,而后应做好章节总节。
3、做好章节总结。章节总结内容应包括以下部分。本章的知识网络。主要内容,定理、定律、公式、解题的基本思路和方法、常规典型题型、物理模型等。自我体会:对本章内,自己做错的典型问题应有记载,分析其原因及正确答案,应记录下来本章觉得最有价值的思路方法或例题,以及还存在的未解决的问题,以便今后将其补上。
4、做好全面复习。为了防止前面所学知识的遗忘,每隔一段时间,最好不要超过十天,将前面学过的所有知识复习一篇,可以通过看书、看笔记、做题、 反思 等方式。
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