湖南省岳陽(yáng)縣第一中學(xué)2014年物理奧賽教案第九講磁場(chǎng)電磁感應(yīng)

1、 湖南省岳陽(yáng)縣第一中學(xué) 湖南省岳陽(yáng)縣第一中學(xué) 2014 2014 年物理奧賽教案 年物理奧賽教案第九講 磁場(chǎng) 電磁感應(yīng)知識(shí)要點(diǎn)：電流的磁場(chǎng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁感線。勻強(qiáng)磁場(chǎng)。安培力。洛侖茲力。電子荷質(zhì)比的測(cè)定。質(zhì)譜儀?；匦铀倨鳌７ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律。楞次定律。自感系數(shù)?；ジ泻妥儔浩鳌！洞艌?chǎng)》部分在奧賽考剛中的考點(diǎn)很少，和高考要求的區(qū)別不是很大，只是在兩處有深化：a、電流的磁場(chǎng)引進(jìn)定量計(jì)算；b、對(duì)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了更深入的分

2、析。一、磁場(chǎng)與安培力1、磁場(chǎng)a、永磁體、電流磁場(chǎng)→磁現(xiàn)象的電本質(zhì)b、磁感強(qiáng)度、磁通量c、穩(wěn)恒電流的磁場(chǎng)畢奧-薩伐爾定律（Biot-Savart law）：對(duì)于電流強(qiáng)度為 I 、長(zhǎng)度為 dI 的導(dǎo)體元段，在距離為 r 的點(diǎn)激發(fā)的“元磁感應(yīng)強(qiáng)度”為△B 。矢量式△B= △Lsin?；式中?為電流方向?0I4πr2與 r 之間的夾角，?0=4π×10-7Tm/A。應(yīng)用畢薩定律再結(jié)合矢量疊加原理，可以求解任何形狀導(dǎo)線在任何位置激發(fā)的

3、磁感強(qiáng)度。(1)圓形電流中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度把通電圓環(huán)分為無(wú)窮多的線微元?L，每個(gè)?L 在中心 O 處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度都是一樣的。因?yàn)椋骸鰾= △L?0I4πr2所以，B=??B= ??L= ×2πr=?0I4πr2?0I4πr2?0I2r(2)無(wú)限長(zhǎng)直線電流的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=(可用微元法證明)，r 是場(chǎng)點(diǎn) P 到導(dǎo)線的垂直距離。?0I2πr(3)長(zhǎng)度為 L 的有限長(zhǎng)直導(dǎo)線電流 I 的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=?0I4πr(cos?1 - co

4、s?2)顯然，當(dāng) L 趨于無(wú)限長(zhǎng)時(shí)，?1→0?，?2→180?，與(2)相同。(4)細(xì)長(zhǎng)密繞通電螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=?0nI? P rI△L△BBr O?L Ir PB Ir PB I L?1?1(2)；證明：當(dāng) α = 90º 時(shí)，顯然 M = 0，而磁場(chǎng)是可以分解的，只有垂直轉(zhuǎn)軸的的分量 Bcosα 才能產(chǎn)生力矩…(5)磁場(chǎng) B 垂直 OO′軸相對(duì)線圈平面旋轉(zhuǎn) β 角，則 M=BIScosβ，如圖 圖(3)。證明：當(dāng)

5、β=90º 時(shí)，顯然 M = 0，而磁場(chǎng)是可以分解的，只有平行線 圈平面的的分量 Bcosβ 才能產(chǎn)生力矩…說(shuō)明：在默認(rèn)的情況下，討論線圈的轉(zhuǎn)矩時(shí)，認(rèn)為線圈的轉(zhuǎn)軸垂直磁場(chǎng)。如果沒有人為設(shè)定，而是讓安培力自行選定轉(zhuǎn)軸，這時(shí)的力矩稱為力偶矩?！纠} 1】?jī)筛鶡o(wú)限長(zhǎng)的平行直導(dǎo)線 a、b 相距 40cm，通過(guò)電流的大小都是 3.0A，方向相反。試求位于兩根導(dǎo)線之間且在兩導(dǎo)線所在平面內(nèi)的、與 a 導(dǎo)線相距 10cm 的 P 點(diǎn)的磁感強(qiáng)度