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- 2021-05-25 发布
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三、几种常见的磁场
【要点导学】
.1、磁场的叠加
磁感强度是矢量,空间某点的磁场的叠加遵循平行四边形法则。
2、安培分子电流假说
安培的分子电流假说是用来解释磁铁为什么能产生磁场的,在这个假说中安
培认为:原子和分子等物质微粒内部,存在一种___________(也叫做分子电流),
每一个__________产生的磁场使物体微粒成为一个________,如图 3-3-1 所示,利
用这一假说可以很好地解释磁化现象、温度对磁性的影响。安培分子电流假说指
出,磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由电荷的_______产生的.
3、磁通量
在匀强磁场中,如果有一个与磁感应强度 B 垂直的平面,其面积为 S,定义Φ
=________为穿过这个平面的磁通量,单位是 ,简称 ,符号
为 。
如果平面与磁感应强度方向不垂直,如何计算穿过它的磁通量呢?
一种方法是:考虑到磁感应强度是矢量,可以分解为平行于平面的分量和垂直
于平面的分量,如图 3-3-2 所示,由于平行于平面的分量并不穿过平面,所以磁通
量数值上等于垂直于平面的分量与面积的乘积,Φ=Bsinα·S=BSsinα。
另一种方法是:磁感应强度不分解,将平面的面积做投影,磁通量数值上等于
磁感应强度与投影面积的乘积,Φ=B⊥S= BSsinα。
不管用哪种方法来计算磁通量的值,必须保证Φ=BS 中的磁感应强度与平面垂
直。
4、磁通密度
穿过单位面积的磁通量称为磁通密度,根据这一定义,磁通密度与磁感应强度
数值上是等价的,即 B=_______。磁感线越密处(磁通密度越大),磁场的磁感应
强度越大,磁感线越稀疏处,(磁通密度越小),磁场的磁感应强度越小。
【范例精析】[来源:学_科_网]
例 1、在纸面上有一个等边三角形 ABC,在 B、C 顶点处都通有相同电流的
两根长直导线,导线垂直于纸面放置,电流方向如图 3-3-3 所示,每根通电导
线在三角形的 A 点产生的磁感应强度大小为 B,则三角形 A 点的磁感应强度大
小为 . 方向为 .若 C 点处的电流方向反向,则 A 点处的
磁感应强度大小为 ,方向为 .
答案:1.7 B 、 水平向右 , B 、 竖直向下
例 2、一根软铁棒被磁化是因为 ( )
A.软铁棒中产生了分子电流
B.软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C.软铁棒中分子电流消失了
D.软铁棒中分子电流取向变得大致相同
解析:磁化结果是使材料中分子电流的取向大致相同,这是分子电流假说对
于磁化现象的解释,所以本题的正确选项是 D.
拓展:分子电流起源于原子核外的电子绕原子核运动而形成的环电流,因而
任何材料中都存在分子电流,没有外加磁场时,由于热运动的缘故,分子电流取
向是杂乱无章的,有了外加磁场,分子电流取向变得大致一致,从而使软铁产生
了磁性.
【能力训练】
1.利用安培分子电流假说可以解释下列哪些现象(AD )
A.永久磁铁的磁场
B.直线电流的磁场[来源:Z|xx|k.Com]
C.环形电流的磁场
D.软铁被磁化产生磁性
2.磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性,根据安培的分子电流假说,其
原因是 ( C )
A.分子电流消失 B.分子电流的取向变得大致相
同
C.分子电流的取向变得杂乱 D.分子电流的强度减弱[来源:Zxxk.Com]
3.图 3-3-4 是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图,甲棒内部各分
子电流取向是杂乱无章的,乙棒内部各分子电流取向大致相同,则下面说法正确
的是( C )
(A)两棒均显磁性
(B)两棒均不显磁性
(C)甲棒不显磁性,乙棒显磁性
(D)甲棒显磁性,乙棒不显磁性
4.如图 3-3-5 所示,两个同心放置的共面金属圆环 a 和 b,一条形磁铁穿过圆
心且与环面垂直,用穿过两环的磁通量Φa 和Φb 大小关系为:( B )
A.Φa<Φb
B.Φa>Φb
C.Φa=Φb
D.无法比较
5.一平面线圈用细杆悬于 P 点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如
图 3-3-6 所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通
过位置 B 和位置 C 的过程中,下列对磁通量变化判断正确的是( C )[来源:学科网 ZXXK]
A.一直变大
B.一直变小
C.先变大后变小
D.先变小后变大
6.如图 3-3-7 所示,两根平行的直导线,通以大小相等、方向相反的电流,下列
说法中正确的是( C )
(A)两根导线之间不存在磁场
(B)两根导线之外不存在 磁场
(C)两根导线之间存在磁场,方向垂直纸 面向里
(D)两根导线之间存在磁场,方向垂直纸面向外
7.在 B=0.48T 的匀强磁场中,有一个长为 L1=0.20m,宽为 L2=0.10 m 的矩形线圈,
求下列情形通过线圈的磁通量:
(1) 线圈平面与磁感方向平行;
(2) 线圈平面与磁感方向垂直;
(3) 线圈平面与磁感方向成 60o 角;
(4) 若题(3)中线圈的匝数为 100 匝,结果又如何?
0,9.6×10-3 Wb 4.8×10-3 Wb ,4.8×10-3 Wb
8.在一个平面内有 6 根彼此绝缘的通电直导线,电流方向如图 3-3-8 所示,
各导线的电流大小相等,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4 个区域的面积相等,则垂直纸面指向纸
内磁通量最大的区域是______ ,垂直纸面指向纸外磁通量最大的区域是_______
Ⅰ,Ⅲ
9.如图 3-3-9 所示,匀强磁场的磁感强度 B=2.0T,方向沿 z 轴正方向,且
ab=40cm,bc=30cm,ae=50cm,求通过面积 S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量
Φ1、Φ2、Φ3 分别是 、 、 [来源:学科网]
0,0.18 Wb,0.18 Wb
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