第9章 第1节 电流的磁场-2021年初中物理竞赛及自主招生大揭秘专题突破Word版有答案

1026160010947400第九讲 简单的磁现象 第一节 电流的磁场 一、磁体与磁感线 我们把物体能够吸引铁、钴、镍的性质叫做磁性。具有磁性的物体叫做磁体。磁体都有两个磁极，即南极(极)和北极(极)。磁极之间存在着相互作用力，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。 磁极之间的相互作用力是通过磁场传递的。磁场是存在于磁体周围的一种摸不着、看不见的特殊物质。磁场对放人其中的磁极有力的作用。物理学中规定，某处磁场的方向与放在该处的小磁针的极受磁场力的方向相同。 磁体周围的磁场强弱不是均匀的，靠近磁极处，磁场较强。为了形象地描述磁场的分布，人们在磁体周围画出一系列曲线，并使曲线上任意一点的切线方向与该点的磁场方向一致，这样画出来的一系列曲线叫做磁感线。磁感线是人们为了形象地描述磁场强弱和方向而人为画出的曲线，不是在磁场中客观存在的。磁感线是一种假想的物理模型。关于磁感线，我们必须明确以下几点： (1)磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向，即小磁针静止时北极所指的方向。 (2)磁感线是闭合的曲线，在磁铁的外部，磁感线的方向为从极到极，在磁铁的内部，磁感线的方向为从极回到极。 (3)磁感线越密，磁场越强；磁感线越疏，磁场越弱。 (4)任何两根磁感线不相交。 图9.1给出了几种常见的磁场分布。两个靠得很近的异名磁极之间的磁场是匀强磁场，匀强磁场是指强弱和方向处处相同的磁场，磁感线是等距的平行直线。 地球也是一个巨大的磁体，地球的磁场与条形磁铁的磁场类似，地球磁场的南极和北极与地理南极和北极不同，地理的南极是地磁的北极，地理的北极是地磁的南极。所以，地球外部的磁感线方向是从地理的南极指向地理的北极，这也是小磁针在静止时极指北，极指南的原因。图9.2为地球磁场的分布。 从图9.2可以看出，地面附近的磁场方向，并不平行于地面，在北半球，磁场方向斜向下，在南半球，磁场方向斜向上。 例1 科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针原来指向正北的极逆时针转过30°(如图9.3所示的虚线)，设该处的地磁场磁感应强度水平分量为，则磁矿所产生的磁感应强度水平分量的最小值为( )。 A． B． C． D． 分析与解 磁矿产生的磁场与地磁场合成一个合磁场，小磁针的极最终将指向的方向，图9.3中虚线方向即为方向。，，围成一个矢量三角形。如图9.4所示，当与垂直时，最小，显然的最小值为，选项C正确。 二、电流周围的磁场 right981075丹麦物理学家奥斯特一直相信电和磁之间有某种联系。1820年，在一次讲座中，奥斯特惊喜地发现，将导线通电的瞬间，导线下方的小磁针突然跳动了一下。奥斯特激动之余，对这个现象进行了长达三个月的研究，终于发现:通电导线周围存在着磁场，这就是电流的磁效应。通电导线周围的磁场同样可以使小磁针受力而转动。 奥斯特发现电流的磁效应之后，法国物理学家安培又进一步做了大量的实验，研究了磁场方向与电流方向之间的关系，并总结出右手螺旋定则，又叫安培定则。 1．通电直导线的磁场分布 如图9.5所示，通电直导线周围的磁场可以用右手螺旋定则判定：用右手握住通电直导线，使大拇指指向直导线中的电流方向，则弯曲的四指所指的方向就是直导线周围磁场的方向。 通电直导线周围的磁感线是一簇簇与导线垂直的同心圆，圆心在导线上，且距离导线越远，磁场越弱。图9.6给出了通电直导线周围的磁场分布情况。在图9.6(b)中，“”和“×”分别表示与纸面相交处的磁场方向是垂直于纸面向外和垂直于纸面向里的；图9.6(c)中，“”表示垂直于纸面向里的电流(反之，“”表示垂直于纸面向外的电流)。 2．通电螺线管的磁场分布 right201295如图9.7所示，通电螺线管的磁场也可以用右手螺旋定则来确定：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲的方向与螺线管中电 ... ...