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理想化模型、微元法、類比、比值定義。 一.磁感應(yīng)強(qiáng)度 通過實(shí)驗(yàn)展示不同磁鐵的磁性強(qiáng)弱。有小個(gè)頭“強(qiáng)磁性”的,有大塊頭“不中用”的,可以網(wǎng)購幾個(gè)“小而強(qiáng)”的磁鐵,一個(gè)小不點(diǎn)可以吸起一個(gè)凳子,大塊頭卻不能,開篇問題中實(shí)際應(yīng)用的電磁鐵,可吸引成噸的鋼鐵,省下了捆綁,搬用的人工、時(shí)間,大大提高了生產(chǎn)效率。 類似電荷的電場(chǎng)強(qiáng)弱,磁體(天然磁鐵、人造磁鐵、電磁鐵)的磁性也有強(qiáng)弱之分。類比研究電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向,來研究磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。 電場(chǎng)的研究方法:利用其性質(zhì)——對(duì)放入其中的電荷有力的作用,通過引入試探電荷,研究試探電荷的受力來了解電場(chǎng)。 類似的辦法,引入試探“磁荷”來研究磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。問題:有無一個(gè)磁荷?磁荷的“磁量”如何量化?類比法要特別注意不同之處。 磁荷不存在,小磁針還是可以實(shí)現(xiàn)的,但小磁針有一個(gè)弊端,無法量化“磁量”,通過上一節(jié)的學(xué)習(xí),知道了小磁針可以確定磁場(chǎng)的方向。 確定磁場(chǎng)的強(qiáng)弱需要可量化的“試探磁荷”,磁體無法量化。再來類比:場(chǎng)源電荷、試探電荷,都是電荷。天然磁鐵、人造磁鐵、電磁鐵,磁場(chǎng)的本質(zhì)來源都是電流,電流可以量化,引入“試探電流”,研究“場(chǎng)源電流”的磁場(chǎng),實(shí)現(xiàn)量化這一目的。 何種電流充當(dāng)“試探電流”合理呢?從最簡(jiǎn)單的直線電流來思考。對(duì)導(dǎo)線的電流有何要求?長(zhǎng)度有何要求? 直線電流無法單獨(dú)存在,是電路的一部分,因此,研究的是處于磁場(chǎng)中的那一段導(dǎo)線。還是從受力來研究。 實(shí)驗(yàn)時(shí)有意地變換導(dǎo)線的位置,得出導(dǎo)線放置的方位影響其受力的結(jié)論。結(jié)合閱讀課本得出導(dǎo)線方位和磁場(chǎng)方向的關(guān)系,有點(diǎn)“順我者昌,逆我者亡”的味道。 給出磁場(chǎng)強(qiáng)弱的表達(dá)式:B=F/IL;此式有內(nèi)涵,應(yīng)用需謹(jǐn)慎,三方互垂直,才能用得當(dāng)。 命名:本應(yīng)是磁場(chǎng)強(qiáng)度,歷史的造化,習(xí)慣的延續(xù),最后就叫為了磁感應(yīng)強(qiáng)度。單位又大又牛,紀(jì)念可以比肩愛迪生的電學(xué)應(yīng)用牛人:特斯拉。塞爾維亞裔美籍發(fā)明家、物理學(xué)家、電氣工程師、機(jī)械工程師。 總結(jié):小磁針、電流元,此二者是研究磁場(chǎng)的左右二使,一個(gè)刺探磁場(chǎng)方向,一個(gè)刺探磁場(chǎng)強(qiáng)弱,通力合作,完成任務(wù)。 勻強(qiáng)磁場(chǎng)就是磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定的磁場(chǎng),與勻強(qiáng)電場(chǎng)極其類似。 二.磁通量 顧名思義:磁場(chǎng)通過某個(gè)平面的量。磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,平面有法向量,兩向量點(diǎn)乘即可。曲面道理相同,運(yùn)用微元法解決問題。Φ = BS 形象意思,就是看通過某個(gè)曲面的磁感線條數(shù)。將磁感線的疏密與磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱按比例畫出,通過某個(gè)面的磁通量與磁感線條數(shù)就實(shí)現(xiàn)了無縫對(duì)接。 注意:平面或曲面的法向量正方向不一樣,磁通量就會(huì)有正有負(fù)。正負(fù)有別,手心手背都是肉,穿手心和穿手背不一樣。 Φ = BS 變形為B=Φ/S,有點(diǎn)像E=U/d。給一個(gè)新的定義式。 開篇的圖片,特斯拉電動(dòng)汽車與特斯拉本宗。鋼鐵俠向大俠致敬。 |
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