初二物理磁场公式及相关例题如下:
一、磁场基本概念:
1. 磁感线是为了形象描述磁场的方向和性质而画出来的,并不是真实存在的。
2. 同种材料的磁感线彼此平行。
二、磁场方向的规定:
小磁针静止时北极所指的方向或北极受到磁场力的方向就是该点磁场的方向。
三、磁场对通电直导线的作用力:
电流方向、磁场方向、导线运动方向三者的关系:当电流为恒定电流时,力的方向与导线运动方向垂直;当电流为变化电流时(例如通电螺线管),力的方向与导线上任意一点的运动方向垂直。
例题:一个长直导线中通以20A的恒定电流,导线向一个置于该导线上的小磁针放置的方向从上方插入土壤,当插入一定深度时,发现小磁针发生了偏转,以下说法正确的是( )
A. 导线中的电流一定为直流电
B. 小磁针所在处的磁场与地磁场相比略显减弱
C. 小磁针发生偏转的原因是因为小磁针所在处的磁场发生了变化
D. 导线中电流方向改变时,小磁针偏转方向也改变
【分析】
根据安培定则可知通电导线周围的磁场分布情况;小磁针发生偏转说明小磁针所在处的磁场发生了变化;地磁场的存在,导致通电导线周围存在磁场,从而产生安培力。
【解答】
A.根据安培定则可知通电导线周围的磁场分布情况,通电导线中的电流不一定是直流电,故A错误;
B.由于地磁场的存在,导致通电导线周围的磁场与地磁场相比略显减弱,故B正确;
C.小磁针发生偏转的原因是因为小磁针所在处的磁场发生了变化,故C正确;
D.根据左手定则可知,当电流方向发生改变时,小磁针的偏转方向不改变,故D错误。
故选BC。
四、安培力的大小:安培力的大小与导线长度、电流大小、磁感应强度有关。当B与I垂直时,安培力最大为$F = BIL$;当B与I平行时,安培力为零。
五、洛伦兹力:带电粒子在匀强磁场中运动时所受到的力。洛伦兹力的方向由左手定则来确定,洛伦兹力的大小与速度、磁感应强度有关。洛伦兹力始终不做功。
六、安培定律:对于一个长直导线中的恒定电流,在任何一点产生的磁场强度的公式是$H = frac{I}{2pi r}mathbf{cdot} times mathbf{cdot cdot}$。
例题:在匀强磁场中有一段长直导线,它通以由疏变密的直流电流时,导线上方有一小磁针处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A. 小磁针的N极一定向纸面内偏转
B. 小磁针的N极一定向纸面外偏转
C. 小磁针的N极一定向纸面内偏转又一定向纸面外偏转
D. 无法确定小磁针的N极如何偏转
【分析】
根据左手定则判断出安培力的方向,再根据安培力的大小判断出小磁针的运动情况。
【解答】
根据左手定则可知,通电导线周围的磁场方向垂直于纸面向外,则小磁针的$N$极一定向纸面外偏转,故B正确,ACD错误。
故选B。
初二物理磁场公式:
1. 安培力:F=BIL(适用条件:B与S相互垂直)
2. 洛伦兹力:F=Bqv(适用条件:运动电荷在磁场中运动)
相关例题:
1. 一条形磁铁从高处落下,穿过一个闭合线圈,线圈面积为0.2m^2,穿过线圈的磁通量发生了变化,线圈中是否有感应电流产生?
解析:磁铁穿过线圈的过程中,穿过线圈的磁通量发生了变化,根据法拉第电磁感应定律可知,线圈中会产生感应电动势。由于线圈是闭合的,故感应电动势会在线圈中产生感应电流。
答案:有感应电流产生。
2. 一条形磁铁放在匀强磁场中,磁铁的左端为N极,右端为S极,磁感线垂直穿过磁铁并从右端流出左端流入,有一根与磁铁长轴平行的导线,在离磁铁左端L处沿同一方向放置。求导线中感应电动势的大小。
解析:根据安培定则可知,导线中的感应电动势大小为E=BLV,其中V为导线中的电流方向与磁场方向垂直时的切割速度。在本题中,由于磁感线垂直穿过磁铁并从右端流出左端流入,故导线中的电流方向与磁场方向平行,即V=0,因此E=0。
答案:导线中感应电动势的大小为0。
初二物理磁场公式和相关例题常见问题
一、磁场基本概念
1. 磁感线:描述磁场分布的带箭头的曲线,实际并不存在。
2. 磁感应强度B:描述磁场强弱的物理量,定义为通电导线垂直于磁场放置时所受的安培力。
3. 磁通量:穿过磁场中某一平面的磁感线的条数。
二、磁场常用公式
1. 安培力公式:F = BIL,其中F为安培力,B为磁感应强度,I为导线中的电流,L为导线长度。
2. 磁通量公式:Φ = BS,其中S为有效面积,即垂直于磁场放置的平面。
三、常见问题
1. 磁场方向是如何规定的?
答:磁场方向是磁感应强度的方向,通常用小磁针在磁场中静止时北极所指的方向来规定。
2. 磁场强度与磁感应强度有何区别?
答:磁场强度是描述磁场强弱的物理量,而磁感应强度则是描述磁场分布的物理量。两者在数值上相等,但意义不同。
3. 如何判断通电导线在磁场中所受的安培力的方向?
答:根据左手定则,将通电导线放置于磁场中,让伸开的手指方向与电流方向一致,大拇指所指的方向即为安培力的方向。
例题:
问题:一个长为2cm、电流强度为2A的通电导线,放置在B=0.5T的匀强磁场中,与磁场垂直放置。求导线受到的安培力的大小和方向。
解:根据安培力公式F = BIL,可得到导线受到的安培力为F = 0.5 × 2 × 2N = 2N。因为导线与磁场垂直放置,所以安培力的方向垂直于导线向上。