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高二物理知识点总结：磁场及其描述

所谓磁场，就是指存在磁力作用的空间。磁场是物质存在的基本形式之一，它存在于磁体周围空间、运动电荷周围空间以及电流周围空间。小编准备了高二物理知识点总结，具体请看以下内容。

1.对磁感应强度的理解

【例1】以下说法正确的是(　　)

A.电流元在磁场中受磁场力为F，则B= ，电流元所受磁场力F的方向即为该点的磁场方向

B.电流元在磁场中受磁场力为F，则磁感应强度可能大于或等于

C.磁场中电流元受磁场力大的地方，磁感应强度一定大

D.磁感应强度为零的地方，一小段通电直导线在该处一定不受磁场力

【解析】判断磁感应强度的大小，需在电流元受力最大的前提下进行，且电流元受磁场力方向与该点磁场方向垂直，故A错，B对.电流元在磁场中所受磁场力与其放置的位置有关，电流元受力大的地方磁感应强度不一定大，故C错.

【答案】BD

【思维提升】(1)准确理解公式B= 成立的条件是B⊥I，即受力最大的前提是解题的关键;

(2)准确理解磁感应强度的大小、方向是由磁场本身的性质决定的，不能说B与F成正比、与IL的乘积成反比.

【拓展1】一根导线长0.2 m，通有3 A的电流，垂直磁场放入磁场中某处受到的磁场力是6x10-2 N，则该处的磁感应强度大小B为　0.1　T;如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度大小为　0.1　T.若把这根通电导线放入磁场中的另外一点，所受磁场力为12x10-2 N，则该点磁感应强度大小为　≥0.2　T.

【解析】通电导线垂直放入磁场中，由定义式得

B= = T=0.1 T

某点的磁感应强度由磁场本身决定，故B=0.1 T

当通电导线在某处所受磁场力一定，将其垂直放入时，对应的B最小.

Bmin= = T=0.2 T，故B′≥0.2 T

2.安培定则的应用

【例2】当S闭合时，在螺线管内部的一根小铁棒被磁化，右端为N极.试判断通电螺线管的极性和电源的极性，这时用绝缘线悬挂的小通电圆环将怎样运动(俯视)?

【解析】小磁针(本题中为磁化后的软铁棒)静止时N极的指向为该点的磁场方向，在螺线管内部磁感线由S极到N极，故螺线管内右端为N极.再根据安培定则及等效法确定电源右端为负极，左端为正极，小通电圆环顺时针转动(同时靠近螺线管).

【思维提升】明确磁场方向，小磁针N极受力方向(或静止时N极指向)、磁感线在该点的切线方向及磁感应强度B的方向是同一个方向.明确磁感线在磁体外部是由N极到S极，在内部是由S极到N极的闭合曲线.

【拓展2】弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，如图所示.下列说法正确的是( AC )

A.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数将减小

B.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数将增大

C.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数将增大

D.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数将减小

【解析】条形磁铁在本题中可以看做小磁针，当a接电源正极时，条形磁铁的N极方向与螺线管的磁感线方向相反，相互排斥，示数减小，A对，B错;同理C对，D错.[ks5u.com]

3.安培定则与磁感应强度的矢量性

【例3】如图所示，互相绝缘的三根无限长直导线的一部分ab、cd、ef组成一个等边三角形.三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示.O为三角形的中心，M、N分别为O关于ab、cd的对称点.已知三电流形成的合磁场在O点的磁感应强度的大小为B1，在M点的磁感应强度大小为B2，此时合磁场在N点的磁感应强度的大小为　　　　.若撤去ef中的电流，而ab、cd中电流不变，则N点的磁感应强度大小为　　　　.

【解析】设每根电流线在O点产生的磁感应强度大小为B0，ef、cd在M点产生的磁感应强度大小为B0′，则在O点有B1=B0 ①

在M点有B2=2B0′+B0 ②

在N点有BN=B0=B1

撤去ef中的电流后，在N点有BN′=B0+B0′ ③

由①②③式解得BN′=

【答案】B1;

【思维提升】直线电流的磁场方向由安培定则确定，直线电流的磁场强弱与电流I的大小及位置有关，充分利用“对称性”是解本题的关键.

【拓展3】三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小为B.则该处的实际磁感应强度的大小和方向如何?

【解析】根据安培定则，I1与I3在O点处产生的磁感应强度相同，I2在O点处产生的磁感应强度的方向与B1(B3)相垂直.又知B1、B2、B3的大小均为B，根据矢量的运算可知O处的实际磁感应强度的大小B0= ，方向三角形平面内与斜边夹角θ;=arctan 2，如图所示.

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【例4】如图所示，电流从A点分两路通过环形支路再汇合于B点，已知两个支路的金属材料相同，但截面积不相同，上面部分的截面积较大，则环形中心O处的磁感应强度方向是 (　　)

A.垂直于环面指向纸内 B.垂直于环面指向纸外

C.磁感应强度为零 D.斜向纸内

【错解】根据磁感应强度的矢量性，在O点场强很有可能选择C或D.

【错因】对于两个支路的电流产生的磁场在O点的磁场的大小没作认真分析，故选择C，有时对方向的分析也不具体，所以容易选择D.

【正解】两个支路在O处的磁感应强度方向均在垂直于圆环方向上，但上面支路的电流大，在O处的磁感应强度较大，故叠加后应为垂直于纸面向里，选择A.

【答案】A

【思维提升】认真审题，结合电路的结构特点，分析电流的大小关系，利用矢量合成原理分析O处的磁感应强度方向.

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