2、磁场的方向　 磁感线

(1)磁场的方向：物理学规定，在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向。

(2)磁感线：

①磁感线所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上。

②磁感线的可以用实验来模拟

　(3)几种典型磁体周围的磁感线分布

①条形磁铁磁场的磁感线

②条形磁铁磁场的磁感线

③直线电流磁场的磁感线

直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。

直线电流的方向和磁感线方向之间的关系可用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判定：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

④环形电流磁场的磁感线　　　　　　　　

环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线。在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直。

环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。

⑤通电螺线管磁场的磁感线

通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似，一端相当于南极，一端相当于北极。

通电螺线管内部的磁感线和螺线管的轴线平行，方向由南极指向北极，并和外部的磁感线连接，形成一些环绕电流的闭合曲线。通电螺线管内部的磁场比两极处的磁场更强。

通电螺线管的电流方向和它的磁感线方向之间的关系，也可用安培定则来判定：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向和电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。也就是说，大拇指指向通电螺线管的北极。

(4)磁感线的物理意义

①磁感线上任意一点的切线方向表示该位置的磁场方向，亦即小磁针在该位置时N极的受力方向，或小磁针在该位置静止时N极的指向。

②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。磁感线密集处磁场强，稀疏处磁场弱。

(5)磁感线的特点

①磁感线为闭合曲线，无起点和终点。在磁体的外部磁感线由N极发出，回到S极。在磁体的内部磁感线则由S极指向N极。

②在稳定的磁场中，某一点只有惟一确定的磁场方向，所以两条磁感线不能相交。

③磁感线也不相切。若磁感线相切，则切点处的磁场将趋近于无穷大，这是不可能的。

1、磁场

(1)磁场的来源

①磁体的周围存在磁场

②电流的周围存在磁场：丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场。

把一条导线平行地放在小磁针的上方，给导线中通入电流。当导线中通入电流，导线下方的小磁针发生转动。

(2)磁体与电流间的相互作用通过磁场来完成

(3)磁场

①磁场：磁体和电流周围，运动电荷周围存在的一种特殊物质，叫磁场。

②磁场的基本性质：对处于其中的磁极或电流有力的作用。

③磁场的物质性：虽然磁场看不见摸不着，对于我们初学者感到很抽象，其实磁场和电场一样是客观存在的，是物质存在的一种特殊形式。

26、电波的接收

(1)电谐振

接收电磁波时，首先要从诸多的电磁波中把我们需要的选出来，通常叫做选台。这就要设法使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强。在无线电技术里，是利用电谐振来达到这个目的的。当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强．这种现象叫做电谐振，相当于机械振动中的共振。

当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫电谐振。

(2)调谐和调谐电路

使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路。

　(3)检波和检波电路

由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频振荡电流，还不能使我们直接感受到所需要的信号。例如在收音机中，这种高频振荡电流不能使耳机或扬声器的振动片振动发声。要听到声音，必须从高频振荡电流中“检”出声音信号，使扬声器(或耳机)中的动片随声音信号振动。

从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号，叫做检波。检波是调制的逆过程，因此也叫解调。

右图中L₂、D、C₂和耳机共同组成检波电路。

检波之后的信号再经过放大、重现，我们就可以听到或看到了。

现在移动电话的使用十分普遍、无绳电话、寻呼机也走入人们的生活，这些都是借助电磁波来传递信息的。

例题：调谐电路中可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率电台发出的电信号，要收到该电台的信号，应该怎么办？C

A．增加调谐电路线圈的匝数　　　　　　　　　　　　　 B．加大电源电压

C．减少调谐电路线圈的匝数　　　　　　　　　　　　　 D．减小电源电压

例题： 电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的。在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室，用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的电场，使电子加速。被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动。设法把高能电子引入靶室，能使其进一步加速。在一个半径为r=0.84m的电子感应加速器中，电子在被加速的4.2ms内获得的能量为120MeV。这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的，磁通量从零增到1.8Wb，求电子共绕行了多少周？

解：根据法拉第电磁感应定律，环形室内的感应电动势为E== 429V，设电子在加速器中绕行了N周，则电场力做功NeE应该等于电子的动能E_K，所以有N= E_K/Ee，带入数据可得N=2.8×10⁵周。　

例题：如图所示，半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为 e，质量为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B₀+kt(k>0)。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，使其得到加速。设t=0时刻电子的初速度大小为v₀，方向顺时针，从此开始后运动一周后的磁感应强度为B₁，则此时电子的速度大小为　

A.　 B.　　 C.　　 D.

解：感应电动势为E=kπr²，电场方向逆时针，电场力对电子做正功。在转动一圈过程中对电子用动能定理：，B正确；由半径公式知，A也正确，答案为AB。

例题：如图所示，平行板电容器和电池组相连。用绝缘工具将电容器两板间的距离逐渐增大的过程中，关于电容器两极板间的电场和磁场，下列说法中正确的是

　　 A.两极板间的电压和场强都将逐渐减小　　

　　 B.两极板间的电压不变，场强逐渐减小

　　 C.两极板间将产生顺时针方向的磁场

D.两极板间将产生逆时针方向的磁场

解：由于极板和电源保持连接，因此两极板间电压不变。两极板间距离增大，因此场强E=U/d将减小。由于电容器带电量Q=UC，d增大时，电容C减小，因此电容器带电量减小，即电容器放电。放电电流方向为逆时针。在引线周围的磁场方向为逆时针方向，因此在两极板间的磁场方向也是逆时针方向。选BD。

24、无线电波的分段

(1)无线电波：无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波。

(2)无线电波的分段

无线电波的波长从几毫米到几十千米。通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，如下表所示：

25无线电波的发射

在无线电波的发射过程中，需要将被传递的信号如声音、图象等信号附加到高频振荡信号上向外发射出去，下面就学习无线电波的发射。

(1)发射电路

实际应用中的开放电路，线圈下部用导线接地，这条导线叫做地线；线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线(图示右部)。

无线电波就由这样的开放电路发射出去。电视发射塔建得很高，是为了使无线电波发射得较远。

在实际发射无线电波的装置中，在上面所说的开放电路旁还需加一个振荡器电路与之耦合(图示左部)。LC振荡器电路产生的高频振荡电流通过L₂与L₁的互感作用，使L₁也产生同频率的振荡电流，振荡电流在开放电路中激发出无线电波，向四周发射。

(2)调制

①调制：要传递的信号附加到高频等幅振荡电流上的过程叫调制。

②调制的两种方式：制分调幅和调频两种方式。

a．调幅

使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅。

调幅广播(AM)一般使用中波和短波的波段。

b．调频

使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频。

调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法来调制，通常使用微波中的甚高频(VHF)和超高频(UHF)波段。

23、电磁波与机械波的比较

(1)电磁波与机械波有本质的不同

前者是电磁现象，后者是力学现象。机械波传播需要介质，电磁波在真空中也可以传播。

(2)二者具有波动的共性

机械波是位移这个物理量随时间和空间做周期性的变化，电磁波则是E和B这两个物理量随时间和空间做周期性的变化。二者都能产生反射、折射、衍射和干涉等现象。

22、电磁波的特点

(1)电磁波中的电场和磁场互相垂直，并且都与波的传播方向垂直，即电磁波是横波。

(2)三个特征量的关系

v＝λ/T＝λf

(3)电磁波可以在真空中传播，向周围空间传播电磁能，在传播过程中，电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射。

21、电磁波的产生

(1)电磁波：电磁场由近及远地传播，就形成电磁波。

(2)发射电磁波的条件

第一，要有足够高的振荡频率。

第二，振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传播出去。

20、电磁场

(1)麦克斯韦的电磁场理论

①变化的磁场产生电场；

②变化的电场产生磁场。

(2)电磁场

变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场。

19、变化的电场产生磁场

(1)变化的电场产生磁场。

(2)均匀变化的电场将产生恒定的磁场。周期性变化的电场将产生同频率周期性变化的磁场。

18、变化的磁场产生电场

(1)变化的磁场产生电场。

(2)均匀变化的磁场将产生恒定的电场，周期性变化的磁场将产生同频率周期性变化的电场。