高中物理磁感應(yīng)強(qiáng)度的知識點(diǎn)歸納
物理學(xué)(physics)是研究物質(zhì)最一般的運(yùn)動規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科。作為自然科學(xué)的帶頭學(xué)科,物理學(xué)研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運(yùn)動形式和規(guī)律,因此成為其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)。以下是小編收集整理的高中物理磁感應(yīng)強(qiáng)度的知識點(diǎn)歸納,歡迎大家分享。
高中物理磁感應(yīng)強(qiáng)度的知識點(diǎn)歸納1
磁感應(yīng)強(qiáng)度(magnetic flux density),描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量,是矢量,常用符號B表示,國際通用單位為特斯拉(符號為T)。磁感應(yīng)強(qiáng)度也被稱為磁通量密度或磁通密度。在物理學(xué)中磁場的強(qiáng)弱使用磁感應(yīng)強(qiáng)度來表示,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大表示磁感應(yīng)越強(qiáng);磁感應(yīng)強(qiáng)度越小,表示磁感應(yīng)越弱。
磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義公式
磁感應(yīng)強(qiáng)度公式B=F/(IL)
磁感應(yīng)強(qiáng)度是由什么決定的?磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小并不是由F、I、L來決定的,而是由磁極產(chǎn)生體本身的屬性。
如果是一塊磁鐵,那么B的大小之和這塊磁鐵的大小和磁性強(qiáng)弱有關(guān)。
如果是電磁鐵,那么B與I、匝數(shù)及有無鐵芯有關(guān)。
很多文章都建議同學(xué)們采用類比的方法來理解各個物理量。我們用電阻R來做個對比。
R的計算公式是R=U/I;可一個導(dǎo)體的電阻R大小并不是由U或者I來決定的。而是由其導(dǎo)體自身屬性決定的,包括電阻率、長度、橫截面積。同樣,磁感應(yīng)強(qiáng)度B也不是由F、I、L來決定的,而是由磁極產(chǎn)生體本身的屬性。
如果同學(xué)們有時間,可以把靜電場中電容的兩個公式來對比著復(fù)習(xí)、鞏固下。
B為矢量,方向與磁場方向相同,并不是在該處電流的受力方向,運(yùn)算時遵循矢量運(yùn)算法則(左手定則)。
描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁感線
在磁場中畫一些曲線,用(虛線或?qū)嵕表示)使曲線上任何一點(diǎn)的切線方向都跟這一點(diǎn)的磁場方向相同(且磁感線互不交叉),這些曲線叫磁感線。
磁感線是閉合曲線。規(guī)定小磁針的北極所指的方向為磁感線的方向。磁鐵周圍的磁感線都是從N極出來進(jìn)入S極,在磁體內(nèi)部磁感線從S極到N極。
磁感線都有哪些性質(zhì)呢?
⒈磁感線是徦想的,用來對磁場進(jìn)行直觀描述的曲線,它并不是客觀存在的。
、泊鸥芯是閉合曲線;磁鐵的磁感線,外部從N指向S,內(nèi)部從S指向N;
、炒鸥芯的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱,磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場方向。
、慈魏蝺蓷l磁感線都不會相交,也不能相切。
磁感線(不是磁場線)的性質(zhì)最好與電場線的性質(zhì)對比來記憶。
磁感應(yīng)強(qiáng)度B的所有計算式
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F/IL
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F/qv
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=ξ/Lv
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=Φ/S
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=E/v
其中,F(xiàn):洛倫茲力或者安培力
q:電荷量
v:速度
ξ:感應(yīng)電動勢
E:電場強(qiáng)度
Φ:磁通量
S:正對面積
磁通量
磁通量是閉合線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的累積。
、倍x一:φ=BS,S是與磁場方向垂直的面積,如果平面與磁場方向不垂直,應(yīng)把面積投影到與磁場垂直的方向上,求出投影面積;
、捕x二:表示穿過某一面積磁感線條數(shù);此時,我們認(rèn)為B代表的意義是單位面積內(nèi)的磁感線密度。
磁通量是標(biāo)量,但有正、負(fù),正、負(fù)號不代表方向,僅代表磁感線穿入或穿出。同學(xué)們能不能想到其他類似的物理量呢?比如,電流,也是有“運(yùn)動方向”的標(biāo)量。
當(dāng)一個面有兩個方向的磁感線穿過時,磁通量的計算應(yīng)算“純收入”,即ф=ф -ф (ф 為正向磁感線條數(shù),ф 為反向磁感線條數(shù)。)
高中物理楞次定律的知識點(diǎn)
楞次定律的內(nèi)容
感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場,總是在阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場的磁通量的變化。
楞次定律的核心,也是最需要大家記住的是“阻礙”二字。
在高中物理利用楞次定律解題,我們可以用十二個字來形象記憶:“增反減同,來拒去留,增縮減擴(kuò)”。
楞次定律(Lenz law)是一條電磁學(xué)的定律,從電磁感應(yīng)得出感應(yīng)電動勢的方向。其可確定由電磁感應(yīng)而產(chǎn)生之電動勢的方向。它是由俄國物理學(xué)家海因里!だ愦(Heinrich Friedrich Lenz)在1834年發(fā)現(xiàn)的。
楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)。楞次定律還可表述為:感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。
對楞次定律的正確理解與使用分析:
第一,電磁感應(yīng)楞次定律的核心內(nèi)容是“阻礙”二字,這恰恰表明楞次定律實(shí)質(zhì)上就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的特殊表達(dá)形式;
第二,這里的“阻礙”,并非是阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場,而是阻礙(更確切來描述應(yīng)該是“減緩”)原磁場磁通量的變化;
第三,正因阻礙是的是“變化”,所以,當(dāng)原磁場的磁通量增加(或減少)而引起感應(yīng)電流時,則感應(yīng)電流的磁場必與原磁場反向(或同向)而阻礙其磁通量的增加(或減少),概括起來就是,增加則反向,減少則同向。這就是老師總結(jié)的做題應(yīng)用定律“增反減同”四字要領(lǐng)的由來。
楞次定律阻礙的表現(xiàn)有哪些方式?
(1)產(chǎn)生一個反變化的磁場。
(2)導(dǎo)致物體運(yùn)動。
(3)導(dǎo)致圍成閉合電路的邊框發(fā)生形變。
楞次定律的應(yīng)用步驟
具體應(yīng)用包括以下四步:
第一,明確引起感應(yīng)電流的原磁場在被感應(yīng)的回路上的方向;
第二,搞清原磁場穿過被感應(yīng)的回路中的磁通量增減情況;
第三,根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場的方向;
第四,運(yùn)用安培定則判斷出感生電流的方向。
高中物理網(wǎng)編輯提醒大家,楞次定律要靈活運(yùn)用,有些題可以通過“感應(yīng)電流的磁場阻礙相對運(yùn)動”出發(fā)來判斷。
在一些由于某種相對運(yùn)動而引起感應(yīng)電流的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,如運(yùn)用楞次定律從“感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場的'磁通量變化”出發(fā)來判斷感應(yīng)電流方向,往往會比較困難。
對于這樣的問題,在運(yùn)用楞次定律時,一般可以靈活處理,考慮到原磁場的磁通量變化又是由相對運(yùn)動而引起的,于是可以從“感應(yīng)電流的磁場阻礙相對運(yùn)動”出發(fā)來判斷。
高中物理的公式E=BLV的詳解
公式E=Blv
單獨(dú)一根導(dǎo)體棒切割磁感線時,產(chǎn)生的電動勢大小為E=Blv;這里的Blv三者垂直,如果不垂直,需要將l等效替換,將v投影。
E=Blv與E=△Φ/△t的區(qū)別、聯(lián)系
聯(lián)系
由公式E=△Φ/△t推導(dǎo)E=Blv的過程。
如圖,在某個△t時間內(nèi)容,導(dǎo)體棒運(yùn)行的距離為v*△t,磁通量的變化量為△Φ=B*△S=B*l*v*△t,顯然E=△Φ/△t=Blv;
也就是說,當(dāng)△Φ的變化,是由于單根導(dǎo)體棒切割引起的時,E=Blv與E=△Φ/△t是相通的。
區(qū)別
E=Blv僅僅使用與單根導(dǎo)體棒切割引起Φ的變化,其他情況(如B變化、面積S是圓周狀且半徑均勻增大等)只能用E=△Φ/△t。
當(dāng)沒有閉合線圈時,不能用E=△Φ/△t;但可以用E=Blv來求解導(dǎo)體棒上電動勢,這種情況是有感應(yīng)電動勢但無感應(yīng)電流。下面我們來做一個解釋。
沒有感應(yīng)電流可以有感應(yīng)電動勢
很多學(xué)生對此有疑問,高中物理網(wǎng)編輯在這里簡單做個說明。雖然不產(chǎn)生感應(yīng)電流,但可以產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
在咱們高中課本中,電動勢的概念最早源于哪里?是恒定電路;不明白的同學(xué)去看物理選修3-1第二章內(nèi)容。
這里提到的感應(yīng)電動勢,也是電動勢(的一種),只不過是由感應(yīng)(電磁感應(yīng))產(chǎn)生的而已;本質(zhì)上不是有電源產(chǎn)生的,而是通過其他能量產(chǎn)生的。
舉個例子,感應(yīng)電動勢與電動勢,就像是黑貓是貓一樣的道理。
因此,我們可以借助于電源的電動勢與電流來理解感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢之間的關(guān)系。物理網(wǎng)編輯給大家做一個簡要說明,如下:
有電源,在沒有導(dǎo)線連接成電路的情況下,沒有電流;此時有電壓、沒有電流。
同樣也可以適用于電磁感應(yīng)。由于切割磁感線,進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢(電壓),但在沒有導(dǎo)線連接成電路的情況下,自然是沒有電流的。
大家想一想,是不是這個道理呢?
用公式E=BLv求電動勢應(yīng)注意
利用公式E=BLv求電動勢這類習(xí)題在中學(xué)物理中是常見的,但利用此公式時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
1. 此公式的應(yīng)用對象是一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算,一般用于勻強(qiáng)磁場(或?qū)w所在位置的各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同)。
2. 此公式一般用于導(dǎo)體各部分切割磁感線速度相同的情況,如果導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度不同,可取其平均速度求電動勢。
高中物理磁感應(yīng)強(qiáng)度的知識點(diǎn)歸納2
一、磁場
磁極和磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的。電流在周圍空間產(chǎn)生磁場,小磁針在該磁場中受到力的作用。磁極和電流之間的相互作用也是通過磁場發(fā)生的。電流和電流之間的相互作用也是通過磁場產(chǎn)生的。
磁場是存在于磁體、電流和運(yùn)動電荷周圍空間的一種特殊形態(tài)的物質(zhì),磁極或電流在自己的周圍空間產(chǎn)生磁場,而磁場的基本性質(zhì)就是對放入其中的磁極或電流有力的作用。
二、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)
1、羅蘭實(shí)驗
正電荷隨絕緣橡膠圓盤高速旋轉(zhuǎn),發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明運(yùn)動的電荷產(chǎn)生了磁場,小磁針受到磁場力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
2、安培分子電流假說
法國學(xué)者安培提出,在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在一種環(huán)形電流-分子電流,分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極。安培是最早揭示磁現(xiàn)象的電本質(zhì)的。
一根未被磁化的鐵棒,各分子電流的取向是雜亂無章的,它們的磁場互相抵消,對外不顯磁性;當(dāng)鐵棒被磁化后各分子電流的取向大致相同,兩端對外顯示較強(qiáng)的磁性,形成磁極;注意,當(dāng)磁體受到高溫或猛烈敲擊會失去磁性。
3、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)
運(yùn)動的電荷(電流)產(chǎn)生磁場,磁場對運(yùn)動電荷(電流)有磁場力的作用,所有的磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動電荷(電流)通過磁場而發(fā)生相互作用。
三、磁場的方向
規(guī)定:在磁場中任意一點(diǎn)小磁針北極受力的方向亦即小磁針靜止時北極所指的方向就是那一點(diǎn)的磁場方向。
四、磁感線
1、磁感線的概念:在磁場中畫出一系列有方向的曲線,在這些曲線上,每一點(diǎn)切線方向都跟該點(diǎn)磁場方向一致。
2、磁感線的特點(diǎn):
(1)在磁體外部磁感線由N極到S極,在磁體內(nèi)部磁感線由S極到N極。
(2)磁感線是閉合曲線。
(3)磁感線不相交。
(4)磁感線的疏密程度反映磁場的強(qiáng)弱,磁感線越密的地方磁場越強(qiáng)。
3、幾種典型磁場的磁感線:
(1)條形磁鐵。
(2)通電直導(dǎo)線。
①安培定則:用右手握住導(dǎo)線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向;
②其磁感線是內(nèi)密外疏的同心圓。
(3)環(huán)形電流磁場:
①安培定則:讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線的磁感線方向。
②所有磁感線都通過內(nèi)部,內(nèi)密外疏。
(4)通電螺線管:
①安培定則:讓右手彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是螺線管內(nèi)部磁場的磁感線方向;
②通電螺線管的磁場相當(dāng)于條形磁鐵的磁場。
五、磁感應(yīng)強(qiáng)度
1、定義:在磁場中垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線,所受的磁場力跟電流I和導(dǎo)線長度l的乘積Il的比值叫做通電導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
2、定義式:B=F/IL
3、單位:特斯拉(T),1T=1N/A.m
4、磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,其方向就是對應(yīng)處磁場方向。
5、物理意義:磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場本身力學(xué)性質(zhì)的物理量,與檢驗通電直導(dǎo)線的電流強(qiáng)度的大小、導(dǎo)線的長短等因素?zé)o關(guān)。
6、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可用磁感線的疏密程度來表示,規(guī)定:在垂直于磁場方向的1m2面積上的磁感線條數(shù)跟那里的磁感應(yīng)強(qiáng)度一致。
7、勻強(qiáng)磁場:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相等的磁場叫勻強(qiáng)磁場。
(2)勻強(qiáng)磁場的磁感線是均勻且平行的一組直線
六、磁通量
1、定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的乘積,叫做穿過這個面的磁通量。
2、定義式:φ=BS(B與S垂直) φ=BScosθ(θ為B與S之間的夾角)
3、單位:韋伯(Wb)
4、物理意義:表示穿過磁場中某個面的磁感線條數(shù)。
5、B=φ/S,所以磁感應(yīng)強(qiáng)度也叫磁通密度。
七、安培力
1、磁場對電流的作用力叫安培力。
2、安培力大小:安培力的大小等于電流I、導(dǎo)線長度L、磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及I和B間的夾角的正弦sinθ的乘積,即F=BIlsinθ。
注意:公式只適用于勻強(qiáng)磁場。
3、安培力的方向:安培力的方向可利用左手定則判斷。
左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿過手心,并使伸開的四指指向電流方向,那么拇指方向就是通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向。安培力方向一定垂直于B、I所確定的平面,即F一定和B、I垂直,但B、I不一定垂直。
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