磁

新课教学

一、磁场的产生

(1)磁体周围有磁场。

(2)电流周围有磁场（奥斯特）。

(3)地磁场：地球是一个大磁体，地理南极是地磁场的北极，地理北极是地磁场的南极，并且在地球两极附近地磁场最强。

二、磁感应强度

磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，常用符号B表示。 磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T 无限长载流直导线外磁感应强度大小为 B0I2r

72N其中μ0是常数， 0  4   10  A 是真空磁导率，r为该点到直导线的距离。

三、磁场的方向：右手螺旋定则（也叫安培定则）

(1)通电直导线：假设用右手握住通电直导线，大拇指指向电流方向，则弯曲的四指就表示导线周围的磁场方向。

(2)通电螺线管：假设用右手握住通电螺线管，弯曲的四指指向电流方向，则大拇指的指向

就是通电螺线管内部的磁场方向，大拇指所指的一端就是通电螺线管的N极。

针对训练

1、关于磁体和磁场，下列说法正确的是（ ） A、磁体的周围一定存在着磁场 B、没有磁感线的区域就没有磁场

C、悬挂起来的小磁针静止时，小磁针的N极指向地理的南极附近 D、小磁针静止时，S极所指的方向为该点的磁场方向 2、如图所示的三个钢块，正确的判断是（ ）

A、都是磁体 B、都不是磁体

C、只有两个是磁体 D、可能都是磁体，也可能只有两个是磁体 3、如图所示的E，F，P，Q四点中，磁场最强的是（ ）

A、E点 B、F点 C、P点 D、Q点

第2题图 第3题图 第4题图

4、两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，且I1>I2电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a，b，c，d四个点，其中a，b在导线横截面连线的延长线上，c，d在导线横截面连线的垂直平分线上，则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是（ ）

A、a点 B、b点 C、c点 D、d点

5、在同一平面内放置六根通电导线，通以相等的电流，方向如图所示，则在a、b、c、d四个面积相等的正方形区域中，磁场最强且磁感线指向纸外的区域是( )

A、a区 B、b区 C、c区 D、d区

6、在同一平面有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示．四根导线中电流 I4＝I3>I2>I1，要使O点磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流（ ） A、I1 B、I2 C、I3 D、I4

四、左手定则

判断磁场对运动电荷、导体棒的磁场力方向，即安培力和洛伦兹力方向。

1、安培力 （磁场对电流的作用力）

安培力是通电导线在磁场中受到的作用力。由法国物理学家安培首先通过实验确定。可表述为：以电流强度为I的长度为L的直导线，置于磁感应强度为B的均匀外磁场中，则导线受到的安培力的大小为f=IBLsinα，式中α为导线中的电流方向与B方向之间的夹角，f、L、I及B的单位分别为N、m、A及T。安培力的方向垂直于由通电导线和磁场方向所确定的平面。

安培力方向的判定

用左手定则：伸平左手使拇指与四指垂直，手心向着磁场的N极（或者说磁感线垂直穿过手心），四指的方向与导体中电流的方向一致，则拇指所指的方向即为导体在磁场中受力（安培力）的方向。

2、洛伦兹力（磁场对电荷的作用力）

运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力，它是安培力的微观表现。 计算公式的推导：假设磁场中有一段导线，整个导线受到的安培力为F安 =BIL；其中I=nesv；设导线中共有N个自由电子N=nsL；每个电子受的磁场力为F，则F安=NF。由以上四式可得F=qvB。条件是v与B垂直。当v与B成θ角时，F=qvBsinθ

洛伦兹力方向的判定

在用左手定则时，四指必须指电流方向（不是速度方向），即正电荷定向移动的方向；对负电荷，四指应指负电荷定向移动方向的反方向

五、右手定则

1、判断闭合电路的一部分做切割磁感线的运动时产生的感应电流方向。“右手定则”又叫发

电机定则，用它来确定在磁场中运动的导体感应电动势的方向。

2、电磁感应的现象：闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动，电路中产生感应电流。 3、方向的判定

右手定则：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向动生电动势的方向。动生电动势的方向与产生的感应电流的方向相同。

针对训练

1、电子流从南向北进入方向自东向西的磁场，电子流受到的磁场的作用力的方向是（ ） A、竖直向上 B、竖直向下 C、向南 D、向北

2、地磁场是保护地球上生灵的一道天然屏障，若宇宙中一束高能 的带正电的射线从图的左侧射向地球的赤道上空，则该束射线会朝 哪一个方向偏（ ）

A、东（朝纸面外） B、南 C、西（朝纸面内） D、北

3、在右图所示磁场中，ab是闭合电路的一段导体，ab中的电流方向为a→b，则ab受到的安培力的方向为( ) A、向上 B、向下 C、向里 D、向外 ab

B

4、下图中通电导线均处于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力的是（ ）

5、如图所示，重力不计的带正电粒子水平向右进入匀强磁场，对该带电粒子进入磁场后的运动情况，以下判断正确的是（ ） A、粒子向上偏转 B、粒子向下偏转 C、粒子不偏转 D、粒子很快停止运动 6、所示为两根互相平行的通电导线a﹑b的横截面图，a﹑b的电流方向已在图中标出，那么导线a中电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向应分别是 （ ）

A、磁感线顺时针方向，磁场力向左 B、磁感线顺时针方向，磁场力向右

C、磁感线逆时针方向，磁场力向左 D、磁感线逆时针方向，磁场力向右

第5题图 第6题图

7、在图中，标出磁场B的方向，通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是（ ）

A B C D

提高练习：

选择题

1、如图所示，当电流通过弯曲导线时，线圈中心处的小磁针（ ） A、N极垂直纸面向里转 B、N极垂直纸面向外转 C、N极垂直面向上，下摆动 D、小磁针不会动

2、最先通过科学实验发现电流磁效应的物理学家是( ) A、法拉第 B、安培 B、库仑 B、奥斯特

3、如图所示，一束粒子沿水平方向飞过小磁针的卞方，此时小磁针的N极向纸内偏转，这一束粒子可能是( )

A、向右飞行的正离子束 B、向左飞行的负离子束 C、向右飞行的电子束 D、向左飞行的电子束

4、通电导线在磁场中受到的安培力的大小与导线中的电流成正比，与导线的长度成正比。在如图所示的电路中，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将AB两点接入电压恒定的电源两端，通电时，线框受到的安培力大小为F，若将AB边移走，其它不变。则余下线框受到的安培力大小为( ) A、

F 4B、

F 3C、

F 2D、F

5、如图所示，环形导线和直导线相互绝缘，且直导线又紧靠环的直径。如果直导线被固定不动，则两者通以图示方向的电流后，环形导线的运动情况是( )

A、从左侧观测，绕直导线顺时针转动 B、从左侧观测，绕直导线逆时针转动 C、沿纸面竖直向上运动 D、沿纸面竖直向下运动

6、如图所示，三根彼此绝缘的无限长直导绂的一部分ab、cd、ef两相交并构成一个等边三角形，O为三角形的中心，M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点，当三根导线中通以大小相等、方向如图所示的电流时，O点磁感应强度的大小为B1, M点磁感应强度的大小为B2，N点磁感应强度的大小为( ) A、B1 B、B2 C、B1+ B2 D、B1- B2

7、如图所示，两根平行放置的长直导线a和b通有大小相同、方向相同的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，

a受到的磁场力大小为F2，则此时b受到的磁场力大小不可能为 ( )

A、F2B、2F1—F2

C、2F1+ F2D、F2—2F1 8、在地球赤道上空某处有一小磁针处于水平静止状态，突然发现该小磁针的N极向东偏转，可能是（ ）

A、小磁针正西方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针 B、小磁针正北方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针 C、小磁针正上方有电子流自东向西水平通过 D、小磁针正上方有电子流自南向北水平通过

9、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，则（ ） A、磁铁对桌面压力增加且不受桌面的摩擦力作用 B、磁铁对桌面压力增加且受到桌面的摩擦力作用 C、磁铁对桌面压力减小且不受桌面的摩接力作用

D、磁铁对桌面压力减小且受到桌面的摩擦力作用

10、己知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度的表达式：B=kI/r，其中r是该点到通 电直导线的距离，I为电流强度，k为比例系数(单位为牛/安2)，如图(a)所示。则根据上式可以推断，如图(b))所示，一个通电圆线圈半径为R，电流强度为I，其轴线上距圆心O点距离为h的某一点P的磁感应强度B的表达式可能正确的是( )

kRIA、 B、 B223/2(Rh)

h2IkR2IC、B  2 2 3 D、B /2(R2h2)3/2(Rh)

11、如图所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将电键S闭合，

则该星形回路将( ) A、不会变形

B、会变形，所围面积增大 C、会变形，所围面积减小

D、会变形，所围总面积不变

S

第11题图 第12题图 第13题图

12、在制造精密电阻时．常常采用双线绕法．即把电阻丝从螺线管一端绕到另一端，再从另一端绕回来。如果电流方向如图l所示，那么( ) A、螺线管左、右两端都没有磁极。 B、螺线管左端为N极，右端为S极。

C、螺线管左端为S极，右端为N极。 D、螺线管左端有磁极，右端无磁极。

13、在图中，M是一个用细导线绕成的螺线管，当闭合电键S后，M的长度将( B ) A、伸长 B、缩短 C、不变 D、先伸长，后缩短

14、如图所示，M、N两个线圈套在一根光滑绝缘杆ab上，它们受力时都能自由移动。当闭合电键K后，M、N两线圈将( ) A、互相靠拢 B、互相离开 C、静止不动 D、先靠拢后分开。

作图题（画出缺少的力，电荷符号，电流方向。所有图中

B为匀强磁场）