PAGE4-第十三章電磁感應與電磁波初步一、三種電流的磁場的比較【典例】如圖所示為磁場、磁場作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈,當在線圈中心處掛上一個小磁針,且與線圈在同一平面內(nèi),則當赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時 ()A.小磁針N極向里轉(zhuǎn)B.小磁針N極向外轉(zhuǎn)C.小磁針在紙面內(nèi)向左搖擺D.小磁針在紙面內(nèi)向右搖擺【解析】選A。由于線圈中電流沿順時針方向,依據(jù)安培定則可以確定,線圈內(nèi)部軸線上磁感線方向垂直于紙面對里。而小磁針N極受力方向和磁感線方向相同,故小磁針N極向里轉(zhuǎn)。【方法技巧】小磁針受力方向推斷技巧(1)當小磁針處于磁體產(chǎn)生的磁場,或環(huán)形電流、通電螺線管外部時,可依據(jù)同名磁極相斥,異名磁極相吸來推斷小磁針的受力方向。(2)當小磁針處于直線電流的磁場中,或處于環(huán)形電流、通電螺線管內(nèi)部時,應當依據(jù)小磁針N極所指方向與通過該點的磁感線的切線方向相同來推斷小磁針的受力方向。【素養(yǎng)訓練】安培視察到通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場很相像,提出了分子電流假說。他認為,在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流——分子電流(分子電流事實上是由原子內(nèi)部電子的繞核運動形成的),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)相當于兩個磁極。(如圖所示)下列將分子電流(箭頭表示電子運動方向)等效為小磁體的圖示中正確的是 ()【解析】選B。做圓周運動的電荷帶負電,則環(huán)形電流方向相反,依據(jù)安培定則可知,其左側(cè)為N極,選項B正確。二、磁感應強度與電場強度的比較【典例】下列關(guān)于磁感應強度的方向和電場強度的方向的說法中,不正確的是 ()A.電場強度的方向與電荷所受電場力的方向相同B.電場強度的方向與正電荷所受電場力的方向相同C.磁感應強度的方向與小磁針N極所受磁場力的方向相同D.磁感應強度的方向與小磁針靜止時N極所指的方向相同【解析】選A。電場強度的方向就是正電荷受的電場力的方向,磁感應強度的方向是小磁針N極所受磁場力的方向或小磁針靜止時N極所指的方向。故只有A項錯誤。【方法技巧】電場強度與磁感應強度的對比分析電場強度E磁感應強度B定義式E=B=物理意義描述電場的強弱和方向描述磁場的強弱和方向方向該點正電荷的受力方向小磁針N極的受力方向場的疊加遵循矢量的平行四邊形定則遵循矢量的平行四邊形定則單位1N/C=1V/m1T=1N/(A·m)【素養(yǎng)訓練】關(guān)于電場強度和磁感應強度,下列說法正確的是 ()A.由真空中點電荷的電場強度公式E=知,當r→0時,其電場強度趨近于無窮大B.電場強度的定義式E=適用于任何電場C.由公式B=知,一小段通電導體在某處不受磁場力,說明此處肯定無磁場D.磁感應強度的方向就是置于該處的通電導線所受的安培力方向【解析】選B。電場強度公式E=適用于真空中點電荷,當r→0時,就不能看作點電荷了,公式不適用,選項A錯誤;電場強度的定義式E=適用于任何電場,選項B正確;一小段通電導體在某處不受磁場力,可能是導線與磁場方向平行,此處不肯定無磁場,選項C錯誤;磁感應強度的方向與該處的通電導線所受的安培力方向垂直,選項D錯誤。三、感應電流是否產(chǎn)生的推斷【典例】如圖所示,起先時矩形線圈與磁場垂直,且一半在勻強磁場內(nèi),一半在勻強磁場外,下列狀況中不產(chǎn)生感應電流的是 ()A.將線圈向左平移一小段距離B.線圈以ab為軸轉(zhuǎn)動(小于90°)C.線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)D.線圈以bd為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)【解析】選D。將線圈向左平移一小段距離,則磁通量減小,產(chǎn)生感應電流,選項A不符合題意;線圈以ab為軸轉(zhuǎn)動(小于90°),磁通量減小,有感應電流產(chǎn)生,故B不符合題意;線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動(小于60°),磁通量減小,故有感應電流產(chǎn)生,故C不符合題意;線圈以bd為軸轉(zhuǎn)動(小于60°),磁通量不變,則不產(chǎn)生感應電流,故選項D符合題意。故選D。【方法技巧】推斷產(chǎn)生感應電流的技巧(1)磁通量有改變,但回路沒閉合,不產(chǎn)生感應電流。(2)閉合回路切割磁感線,但磁通量沒變,不產(chǎn)生感應電流。(3)初、末位置磁通量相同,但過程中閉合回路磁通量有改變,產(chǎn)生感應電流。(4)線圈有正反兩面,磁感線穿過的方向不同,磁通量發(fā)生改變,產(chǎn)生感應電流。總之,不論什么狀況,只要同時滿意電路閉合和磁通量發(fā)生改變這兩個條件,就必定產(chǎn)生感應電流;反過來說,只要產(chǎn)生了感應電流,那么電路肯定是閉合的,穿過該電路的磁通量也肯定發(fā)生了改變。【素養(yǎng)訓練】(多選)如圖均為閉合線框在磁場中運動,請推斷