高二物理几种常见的磁场

【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】

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

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

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 )

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         、          、                

0，0.18 Wb，0.18 Wb