2022年高中物理磁场部分知识点总结概况 2.docx
《2022年高中物理磁场部分知识点总结概况 2.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年高中物理磁场部分知识点总结概况 2.docx(17页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精品_精品资料_一、磁场高中物理磁场专题可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的,磁场和电场一样, 是物质存在的另一种形式, 是客观存在. 小磁针的指南指北说明的球是一个大磁体.磁体四周空间存在磁场. 电流四周空间也存在磁场.电流四周空间存在磁场, 电流是大量运动电荷形成的, 所以运动电荷四周空间也有磁场.静止电荷四周空间没有磁场.磁场存在于磁体、电流、运动电荷四周的空间.磁场是物质存在的一种形式.磁场对磁体、电流都有磁力作用.与用检验电荷检验电场存在一样,可以用小磁针来检验磁场的存在.如下列图为证明通电导线四周有磁场存在奥斯特试验,以及磁场对电流有
2、力的作用试验.1. 的磁场的球本身是一个磁体, 邻近存在的磁场叫的磁场,的磁的南极在的球北极邻近,的磁的北极在的球的南极邻近.2. 的磁体四周的磁场分布与条形磁铁四周的磁场分布情形相像.3. 指南针放在的球四周的指南针静止时能够指南北,就是受到了的磁场作用的结果.4. 磁偏角的球的的理两极与的磁两极并不重合,磁针并非精确的指南或指北,其间有一个交角, 叫的磁偏角,简称磁偏角.说明:的球上不同点的磁偏角的数值是不同的.磁偏角随的球磁极缓慢移动而缓慢变化.的磁轴和的球自转轴的夹角约为11.二、磁场的方向在电场中,电场方向是人们规定的,同理,人们也规定了磁场的方向.规定:在磁场中的任意一点小磁针北极
3、受力的方向就是那一点的磁场方向.确定磁场方向的方法是:将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置,当小磁针在该位置静止时, 小磁针 N极的指向即为该点的磁场方向.磁体磁场:可以利用同名磁极相斥,异名磁极相吸的方法来判定磁场方向.电流磁场:利用安培定就(也叫右手螺旋定就)判定磁场方向.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_三、磁感线在磁场中画出有方向的曲线表示磁感线,在这些曲线上, 每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同.( 1)磁感线上每一点切线方向跟该点磁场方向相同.( 2)磁感线特点( 1)磁感线的疏密反映磁场的强弱,磁感线越密的的方表示磁场越强,磁感线越疏的的方表示磁场越弱.(
4、 2)磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向.( 3)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线,在磁体外部由N 极到 S 极,在磁体内部由 S 极到 N 极.以下各图分别为条形磁体、蹄形磁体、直线电流、环行电流的磁场说明:磁感线是为了形象的描述磁场而在磁场中假想出来的一组有方向的曲线,并不是客观存在于磁场中的真实曲线.磁感线与电场线类似,在空间不能相交,不能相切,也不能中断.四、几种常见磁场1 通电直导线四周的磁场( 1)安培定就:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一样,弯曲的四指所指的方向就是磁感线围绕的方向,这个规律也叫右手螺旋定就.( 2)磁感线分布如下列图: 说明:通电直导线
5、四周的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆,实际上电流磁场应为空间可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图形.直线电流的磁场无磁极.磁场的强弱与距导线的距离有关,离导线越近磁场越强,离导线越远磁场越弱.图中的“”号表示磁场方向垂直进入纸面,“”表示磁场方向垂直离开纸面.2. 环形电流的磁场( 1)安培定就: 让右手弯曲的四指与环形电流的方向一样,伸直的拇指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.( 2)磁感线分布如下列图:(3)几种常用的磁感线不同画法.说明:环形电流的磁场类似于条形磁铁的磁场,其两侧分别是N 极和 S 极.由于磁感线均为闭合曲线,所以环内、外磁感线条数相等,故环内磁场强
6、, 环外磁场弱.环形电流的磁场在微观上可看成很多根很短的直线电流的磁场的叠加.3. 通电螺线管的磁场(1) 安培定就:用右手握住螺线管,让弯曲时四指的方向跟电流方向一样,大拇指所指的方向就是螺线管中心轴线上的磁感线方向.(2) 磁感线分布:如下列图.(3) 几种常用的磁感线不同的画法.说明:通电螺线管的磁场分布:外部与条形磁铁外部的磁场分布情形相同,两端分别为N极和 S 极.管内(边缘除外)是匀强磁场,磁场分布由S 极指向 N 极.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_环形电流宏观上其实就是只有一匝的通电螺线管,通电螺线管就是由很多匝环形电流串联而成的.因此,通电螺线管的磁场也就是这
7、些环形电流磁场的叠加.不管是磁体的磁场仍是电流的磁场,其分布都是在立体空间的, 要娴熟把握其立体图、纵截面图、横横面图的画法及转换.4. 匀强磁场( 1)定义:在磁场的某个区域内,假如各点的磁感应强度大小和方向都相同,这个区域内的磁场叫做匀强磁场.( 2)磁感线分布特点:间距相同的平行直线.( 3)产生:距离很近的两个异名磁极之间的磁场除边缘部格外可以认为是匀强磁场. 相隔肯定距离的两个平行放置的线圈通电时,其中间区域的磁场也是匀强磁场,如下列图:五、磁感应强度1、磁感应强度为了表征磁场的强弱和方向,我们引入一个新的物理量:磁感应强度. 描述磁场强弱和方向的物理量,用符号“B”表示.通过精确的
8、试验可以知道,当通电直导线在匀强磁场中与磁场方向垂直时,受到磁场对它的力的作用. 对于同一磁场, 当电流加倍时,通电导线受到的磁场力也加倍,这说明通电导线受到的磁场力与通过它的电流强度成正比. 而当通电导线长度加倍时, 它受到的磁场力也加倍, 这说明通电导线受到的磁场力与导线长也成正比. 对于磁场中某处来说, 通电导线在该处受的磁场力 F 与通电电流强度 I 与导线长度 L 乘积的比值是一个恒量, 它与电流强度和导线长度的大小均无关.在磁场中不同位置,这个比值可能各不相同,因此,这个比值反映了磁场的强弱.( 1)磁感应强度的定义电流元定义: 物理学中把很短一段通电导线中的电流I 与导线长度 L
9、 的乘积 IL 叫做电流元.懂得:孤立的电流元是不存在的,由于要使导线中有电流,就必需把它连到电源上.( 2)磁场对通电导线的作用力内容:通电导线与磁场方向垂直时,它受力的大小与I 和 L 的乘积成正比.公式:.说明: B 为比例系数,与导线的长度和电流的大小都无关.不同的磁场中,B 的值是不同的. B 应为与电流垂直的值,即式子成立条件为:B 与 I 垂直.磁感应强度定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线,受到的安培力的作用F,跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值,叫做通电直导线所在处的磁场的磁感应强度.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_公式: B=F / IL
10、.(2)磁感应强度的单位在国际单位制中,B 的单位是特斯拉( T),由 B 的定义式可知:1 特( T) =( 3)磁感应强度的方向磁感应强度是矢量,不仅有大小,而且有方向,其方向即为该处磁场方向.小磁针静止时 N 极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向,简称为磁场的方向.B 是矢量,其方向就是磁场方向,即小磁针静止时N 极所指的方向.2、磁通量磁感线和电场线一样也是一种形象描述磁场强度大小和方向分布的假想的线,磁感线上各点的切线方向即该点的磁感应强度方向,磁感线的密疏, 反映磁感应强度的大小. 为了定量的确定磁感线的条数跟磁感应强度大小的关系,规定 :在垂直磁场方向每平方米面积的磁感线的条
11、数与该处的磁感应强度大小(单位是特) 数值相同. 这里应留意的是一般画磁感线可以按上述规定的任意数来画图,这种画法只能帮忙我们明白磁感应强度大小.方向的分布, 不能通过每平方米的磁感线数来得出磁感应强度的数值.( 1)磁通量的定义穿过某一面积的磁感线的条数,叫做穿过这个面积的磁通量,用符号表示.物理意义:穿过某一面的磁感线条数.( 2)磁通量与磁感应强度的关系按前面的规定, 穿过垂直磁场方向单位面积的磁感线条数,等于磁感应强度 B ,所以在匀强磁场中,垂直于磁场方向的面积S 上的磁通量 =BS.如平面 S 不跟磁场方向垂直,就应把S 平面投影到垂直磁场方向上.当平面 S 与磁场方向平行时,=0
12、.公式( 1)公式: =BS .( 2)公式运用的条件:a匀强磁场. b磁感线与平面垂直.( 3)在匀强磁场 B 中,如磁感线与平面不垂直,公式=BS 中的 S 应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积.此时,式中即为面积 S 在垂直于磁感线方向的投影, 我们称为“有效面积”.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_( 3)磁通量的单位在国际单位中,磁通量的单位是韦伯(Wb ),简称韦.磁通量是标量,只有大小没有方向.4磁通密度磁感线越密的的方,穿过垂直单位面积的磁感线条数越多,反之越少, 因此穿过单位面积的磁通量磁通密度,它反映了磁感应强度的大小,在数值上等于磁感应强度的大小,B =
13、/S.六、磁场对电流的作用1. 安培分子电流假说的内容安培认为, 在原子、 分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,分子的两侧相当于两个磁极.2. 安培假说对有关磁现象的说明( 1)磁化现象:一根软铁棒,在未被磁化时,内部各分子电流的取向杂乱无章,它们的磁场相互抵消, 对外不显磁性. 当软磁棒受到外界磁场的作用时,各分子电流取向变得大致相同时,两端显示较强的磁性作用,形成磁极,软铁棒就被磁化了.( 2)磁体的消磁:磁体的高温或猛烈敲击,即在猛烈的热运动或机械运动影响下,分子电流取向又变得杂乱无章,磁体磁性消逝.磁现象的电本质磁铁的磁场和电流的磁场
14、一样,都是由运动的电荷产生的.说明:依据物质的微观结构理论,原子由原子核和核外电子组成,原子核带正电, 核外电子带负电,核外电子在库仑引力作用下绕核高速旋转,形成分子电流.在安培生活的时代,由于人们对物质的微观结构尚不清晰,所以称为“假说”.但是现在, “假设”已成为真理.分子电流假说揭示了电和磁的本质联系,指出了磁性的起源: 一切磁现象都是由运动的电荷产生的.安培力通电导线在磁场中受到的力称为安培力.3. 安培力的方向左手定就( 1)左手定就伸开左手, 使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,把手放入磁场, 让磁感线穿过手心,让伸开的四指指向电流方向,那么大拇指所指方向即为安培
15、力方向.( 2)安培力 F、磁感应强度 B、电流 I 三者的方向关系:,即安培力垂直于电流和磁感线所在的平面,但B 与 I 不肯定垂直.判定通电导线在磁场中所受安培力时,留意肯定要用左手,并留意各方向间的关系.如已知 B 、I 方向,就方向确定.但如已知B(或 I)和方向,就 I(或 B)方向不确定.4. 电流间的作用规律可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_同向电流相互吸引,异向电流相互排斥.安培力大小的公式表述( 1)当 B 与 I 垂直时, F=BIL .( 2)当 B 与 I 成 角时, 是 B 与 I 的夹角.推 导过 程 : 如 图 所 示 , 将 B分 解 为 垂 直
16、电 流 的和 沿 电 流 方 向 的, B对 I的 作 用 可 用 B1 、 B2对 电 流 的 作 用 等 效 替 代 ,.5. 几点说明( 1)通电导线与磁场方向垂直时,F=BIL最大.平行时最小, F=0 .( 2)B 对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度.( 3)导线 L 所处的磁场应为匀强磁场.在非匀强磁场中,公式仅适用于很短的通电导线(我们可以把这样的直线电流称为直线电流元).( 4)式中的 L 为导线垂直磁场方向的有效长度.如下列图,半径为r 的半圆形导线与磁场 B 垂直放置,当导线中通以电流I 时,导线的等效长度为2 r,故安培力 F=2BIr .七、磁电式电流表1. 电流
17、表的构造磁电式电流表的构造如下列图.在蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯,铁芯外面套有一个可以转动的铝框,在铝框上绕有线圈. 铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针,线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上,被测电流经过这两个弹簧流入线圈.2. 电流表的工作原理可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_如下列图,设线圈所处位置的磁感应强度大小为B ,线圈长度为 L,宽为 d,匝数为 n,当线圈中通有电流I 时, 安培力对转轴产生力矩:,安培力的大小为: F=nBIL .故安培力的力矩大小为M1=nBILd .当线圈发生转动时,不论通过电线圈转到什么位置,它的平面都跟磁感线平行,安培力的力矩
18、不变.当线圈转过角时, 这时指针偏角为角,两弹簧产生阻碍线圈转动的扭转力矩为M2 , 对线圈,依据力矩平稳有M1=M2 .设弹簧材料的扭转力矩与偏转角成正比,且为M2=k.由 nBILd=k得.其中 k、n、 B、 I、d 是肯定的,因此有.由此可知:电流表的工作原理是指针的偏角的值可以反映 I 值的大小,且电流表刻度是匀称的,对应不同的在刻度盘上标出相应的电流值,这样就可以直接读取电流值了.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_基础学问一、安培力磁场对电流的作用可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1. 安培力:通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力说明 :磁场对通电导线
19、中定向移动的电荷有力的作用,磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力2. 安培力的运算公式: F BILsin (是 I 与 B 的夹角).通电导线与磁场方向垂直时,即 900,此时安培力有最大值.通电导线与磁场方向平行时,即 00,此时安培力有最小值, F=0N;0 0 B 900 时,安培力F 介于 0 和最大值之间 .3. 安培力公式的适用条件:公式 F BIL一般适用于匀强磁场中I B 的情形,对于非匀强磁场只是近似适用(如对电流元),但对某些特别情形仍适用如下列图,电流 I 1/I 2,如 I1 在 I 2 处磁场的磁感应强度为B,就 I1 对 I 2 的安培力 F BI 2
20、L ,方向向左,同理 I2 对 I1,安培力向右,即同向电流相吸,异向电流相斥依据力的相互作用原理,假如是磁体对通电导体有力的作用,就通电导体对磁体有反作用力两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三定律 二、左手定就I 1I 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1. 用左手定就判定安培力方向的方法:伸开左手,使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内, 让磁感线垂直穿过手心, 并使四指指向电流方向,这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直,大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向2. 安培力 F 的方向既与磁场方向垂直,又与通电导线垂直,即 F 跟 BI 所在的面垂直 但 B
21、 与I 的方向不肯定垂直3. 安培力 F、磁感应强度 B、电流 1 三者的关系已知 I,B 的方向,可惟一确定F 的方向.已知 F、B 的方向,且导线的位置确定时,可惟一确定I 的方向.已知 F,1 的方向时,磁感应强度B 的方向不能惟一确定4. 由于 B,I,F 的方向关系常是在三维的立体空间,所以求解本部分问题时,应具有较好的空间想象力,要善于把立体图画变成易于分析的平面图,即画成俯视图,剖视图,侧视图等 规律方法 1 .安培力的性质和规律.公式 F=BIL 中 L 为导线的有效长度, 即导线两端点所连直线的长度, 相应的电流方向沿 L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由始端
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022年高中物理磁场部分知识点总结概况 2022 年高 物理 磁场 部分 知识点 总结 概况
限制150内