只是磁感线不再垂直穿过手心知识点二安培力大小注意磁感应强度优秀PPT.ppt

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1、第三章第三章 磁场章末复习磁场章末复习第一部分第一部分 基础学问梳理基础学问梳理一、磁现象一、磁现象 磁场磁场学问点一：学问点一：磁场、磁场的方向磁场、磁场的方向全部与磁现象有关的相互作用，都是通过磁场发生全部与磁现象有关的相互作用，都是通过磁场发生的，可与电荷间的相互作用相类比的，可与电荷间的相互作用相类比1定义：磁体或电流四周存在着一种特殊物质，能定义：磁体或电流四周存在着一种特殊物质，能够传递磁体与磁体之间、磁体和电流之间、电流和够传递磁体与磁体之间、磁体和电流之间、电流和电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫磁场电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫磁场2磁场的基本性质：对放入其中的磁极或

2、电流产生力磁场的基本性质：对放入其中的磁极或电流产生力的作用的作用3磁场的产生：磁场的产生：(1)永磁体四周存在磁场永磁体四周存在磁场(2)电流四周存在磁场电流四周存在磁场电流的磁效应电流的磁效应4磁场的方向磁场的方向在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向规定为该点在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向规定为该点的磁场方向的磁场方向5电流之间的相互作用：同向电流相互吸引；反向电电流之间的相互作用：同向电流相互吸引；反向电流相互排斥流相互排斥学问点二：学问点二：磁感线磁感线1定义：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的定义：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向一样，这

3、样的曲线就叫切线方向都与该点的磁场方向一样，这样的曲线就叫做磁感线做磁感线2几种常见磁体的磁场几种常见磁体的磁场3对磁感线的相识与理解对磁感线的相识与理解(1)磁感线是为了形象地探讨磁场而人为假想的曲磁感线是为了形象地探讨磁场而人为假想的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱磁感线较密的磁感线的疏密表示磁场的强弱磁感线较密的地方磁场较强，磁感线较疏的地方磁场较弱地方磁场较强，磁感线较疏的地方磁场较弱(3)磁感线不能相交，也不能相切磁感线不能相交，也不能相切(4)没有画磁感线的地方，并不表示那里就没有磁没有画磁感线的地方，并不表

4、示那里就没有磁场存在通过磁场中的随意一点总能而且只能画出场存在通过磁场中的随意一点总能而且只能画出一条磁感线一条磁感线(5)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线学问点三：学问点三：安培定律安培定律1电流与其四周的磁场方向：遵守右手螺旋定则即电流与其四周的磁场方向：遵守右手螺旋定则即安培定则安培定则2电流之间的相互作用：同向电流相互吸引；反向电流之间的相互作用：同向电流相互吸引；反向电流相互排斥电流相互排斥3几种常见磁场的区分几种常见磁场的区分.学问点四：学问点四：安培分子电流假说安培分子电流假说1安培分子电流假说的内容安培分子电流假说的内容安培认为，在原子、分子

5、等物质微粒的内部存在着一种环形电流安培认为，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于两个磁极(见右图见右图)2安培假说对有关磁现象的说明安培假说对有关磁现象的说明(1)磁化：在外磁场的作用下，各个分子电流的取向变得一样，对外显示磁化：在外磁场的作用下，各个分子电流的取向变得一样，对外显示出磁性出磁性(2)(2)退磁：在高温顺猛烈的撞击的状况下，各个分子电流的取向变得退磁：在高温顺猛烈的撞击的状况下，各个分子电流的取向变得杂乱无章，分子电流的磁场相互抵

6、消，对外显示出磁性杂乱无章，分子电流的磁场相互抵消，对外显示出磁性(3)(3)磁现象的电本质磁现象的电本质磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的的运动产生的学问点五：学问点五：地磁场地磁场1指南针的应用证明地磁场的存在指南针的应用证明地磁场的存在2地磁体：地球是一个大磁体，地球磁体的地磁体：地球是一个大磁体，地球磁体的N极极(北极北极)位于地理南极旁边，地球磁体的位于地理南极旁边，地球磁体的S极极(南极南极)位于地理北极旁边，但地磁极与地理极并不重合位于地理北极旁边，但地磁极与地理极并不重合3地磁场：地球由于本身具有磁性而在四周形成地磁场：地球

7、由于本身具有磁性而在四周形成的磁场叫地磁场，地磁场很弱的磁场叫地磁场，地磁场很弱4磁偏角：小磁针的指向与正南北方向之间的夹磁偏角：小磁针的指向与正南北方向之间的夹角叫磁偏角角叫磁偏角5虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大因此，一般我们认为：位置相对来说差别不是很大因此，一般我们认为：(1)地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下正上方磁场方向竖直向下(2)在赤道正上方，地磁场方向水平向北在赤道正上方，地磁场方向水平向北(3)在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，

8、在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方地磁场方向指向北下方学问点一学问点一 安培力的方向安培力的方向1安培力：磁场对电流的作用力安培力：磁场对电流的作用力2确定安培力方向因素：电流方向和磁感应强度方向确定安培力方向因素：电流方向和磁感应强度方向(用左手定则推断用左手定则推断)3左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指

9、所指方向就是通电导线在磁场中所受的安培么，大拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向力的方向二、磁场对电流的作用力-安培力(1)安培力方向的特点：安培力方向的特点：FB，FI，即，即F垂直垂直B、I确定的平面确定的平面(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所确定的平面，所以仍可以用左手仍垂直电流与磁场所确定的平面，所以仍可以用左手定则来推断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过定则来推断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心手心学问点二学问点二 安培力大小安培力大小留意：磁感应强度反映磁场本身的特征，其值确定于留意：

10、磁感应强度反映磁场本身的特征，其值确定于磁场其值与放入的检验电流的电流大小、导线长度、磁场其值与放入的检验电流的电流大小、导线长度、摆放方向、检验电流是否受到磁场力及检验电流是否摆放方向、检验电流是否受到磁场力及检验电流是否存在等均无关系存在等均无关系2安培力大小计算安培力大小计算(1)当当B、I、L两两垂直时，两两垂直时，FBIL.(2)若若B与与I(L)夹角为夹角为，则，则FBILsin.当通电导线与当通电导线与磁场垂直时，导线所受安培力最大，磁场垂直时，导线所受安培力最大，FmaxBIL，当，当通电导线与磁场平行时，导线所受的安培力最小，通电导线与磁场平行时，导线所受的安培力最小，Fmi

11、n0.(3)弯曲导线的有效长度弯曲导线的有效长度L，等于两端点所连直线的，等于两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿长度，相应的电流方向沿L由始端流向末端由始端流向末端如图如图(1)所示所示；随意形态的闭合线圈，其有效长度；随意形态的闭合线圈，其有效长度L0，所，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和确定以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和确定为零为零如图如图(2)所示所示学问点一学问点一 磁感应强度磁感应强度 磁感应强度是反映磁场力的性质的物理量，是接受比值磁感应强度是反映磁场力的性质的物理量，是接受比值的方法来定义的，该公式是定义式而不是确定式，磁场的方法来定义的，该公式是定义

12、式而不是确定式，磁场中各处的中各处的B值是唯一确定的，与放入该点的检验电流的大值是唯一确定的，与放入该点的检验电流的大小、方向等无关试验表明：磁场力方向是与磁场方向小、方向等无关试验表明：磁场力方向是与磁场方向垂直的垂直的三、磁感应强度三、磁感应强度 磁通量磁通量解析：依据磁感应强度的定义，通电导线应为解析：依据磁感应强度的定义，通电导线应为“在在磁场中垂直于磁场方向的通电导线磁场中垂直于磁场方向的通电导线”，只有在这个，只有在这个方向导线所受磁场力才最大，本题选项方向导线所受磁场力才最大，本题选项A未注明导未注明导线放置的方向，所以是错误的，若通电导线放置方线放置的方向，所以是错误的，若通电

13、导线放置方向与电流平行时，也不受磁场力作用，所以选项向与电流平行时，也不受磁场力作用，所以选项B也是错误的，在磁场场源稳定的状况下，磁场内各也是错误的，在磁场场源稳定的状况下，磁场内各点的磁感应强度点的磁感应强度(含大小和方向含大小和方向)都是唯一确定的，都是唯一确定的，与放入该点的检验电流的大小、方向等无关，选项与放入该点的检验电流的大小、方向等无关，选项C正确，依据左手定则，磁场力方向与磁感应强度正确，依据左手定则，磁场力方向与磁感应强度的方向垂直，选项的方向垂直，选项D错误错误答案：答案：C1定义：磁感应强度定义：磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积与垂直于磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这

14、个面的磁通量的乘积叫做穿过这个面的磁通量2定义式：定义式：BS.留意：公式留意：公式BS中的中的B应是匀强磁场的磁感应强应是匀强磁场的磁感应强度，度，S是与磁场方向垂直的面积，因此可以理解为是与磁场方向垂直的面积，因此可以理解为BS.假如平面与磁场方向不垂直，应把面积假如平面与磁场方向不垂直，应把面积S投影到与磁场垂直的方向上，求出投影面积投影到与磁场垂直的方向上，求出投影面积S，代入到代入到BS中计算，应避开硬套公式中计算，应避开硬套公式BSsin 或或BScos.学问点二学问点二 磁通量磁通量3单位单位在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦符号

15、：符号：Wb，1 Wb1 Tm2.4磁通密度：由磁通密度：由BS得得B，B叫做磁通密度叫做磁通密度单位：单位：Wb/m2，单位关系：，单位关系：1 T1 Wb/m21 N/(Am)留意：留意：(1)磁通量是标量，但有正、负；当磁感线从某一平面磁通量是标量，但有正、负；当磁感线从某一平面穿入时，若规定穿入时，若规定为正值，则磁感线从另一面穿入时，为正值，则磁感线从另一面穿入时，为为负值负值(2)磁通量是表示穿过某平面的磁感线的条数的多少，在今后磁通量是表示穿过某平面的磁感线的条数的多少，在今后的应用中往往会依据穿过平面的净磁感线条数的多少来定性的应用中往往会依据穿过平面的净磁感线条数的多少来定性

16、推断穿过该面的推断穿过该面的的大小的大小1洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力2洛伦兹力的大小：洛伦兹力的大小：f=qvBsin,为速度方向与磁场方向的夹角。为速度方向与磁场方向的夹角。3洛伦兹力的方向：由左手定则确定洛伦兹力的方向：由左手定则确定伸出左手，拇指和四指垂直且伸出左手，拇指和四指垂直且在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向(或负或负电荷运动的反方向电荷运动的反方向)，则大拇指指示的就是运动电荷受力的方向，则大拇指指示的就是运动电荷受力的

17、方向4确定洛伦兹力方向的因素有三个，电荷的电性确定洛伦兹力方向的因素有三个，电荷的电性(正、负正、负)、速度方向、磁、速度方向、磁感应强度的方向推断负电荷在磁场中运动受到的洛伦兹力的方向时，四感应强度的方向推断负电荷在磁场中运动受到的洛伦兹力的方向时，四指要指向负电荷的相反方向，也就是电流的方向指要指向负电荷的相反方向，也就是电流的方向四、磁场对运动电荷的作用力四、磁场对运动电荷的作用力-洛伦兹力洛伦兹力学问点一学问点一 洛伦兹力洛伦兹力学问点二学问点二 带电离子在磁场中的运动带电离子在磁场中的运动其次部分其次部分 专题学问分析专题学问分析专题一安培力的分析与计算问题专题一安培力的分析与计算问

18、题1.分析在安培力作用下通电导体运动状况的一般步骤分析在安培力作用下通电导体运动状况的一般步骤画出通电导线所在处的磁感线方向及分布状况画出通电导线所在处的磁感线方向及分布状况用左手定则确定各段通电导线所受安培力用左手定则确定各段通电导线所受安培力据初速度方向结合牛顿定律确定导体运动状况据初速度方向结合牛顿定律确定导体运动状况2留意事项：留意事项：(1)通电导线在磁场中受到的安培力的大小与导线放置的角通电导线在磁场中受到的安培力的大小与导线放置的角度有关，导线的长度应取导线垂直于磁场方向的长度即有度有关，导线的长度应取导线垂直于磁场方向的长度即有效长度效长度(2)安培力的方向总垂直于安培力的方向

19、总垂直于B和和L所确定的平面因此在将所确定的平面因此在将立体图转化为平面图时应正确画出各力的方向立体图转化为平面图时应正确画出各力的方向例例1如图所示，在与水平方向成如图所示，在与水平方向成60角的光滑金属导轨间角的光滑金属导轨间连一电源，在相距连一电源，在相距1 m的平行导轨上放一重为的平行导轨上放一重为3 N的金属棒的金属棒ab，棒上通过，棒上通过3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止求：好静止求：(1)匀强磁场的磁感应强度大小匀强磁场的磁感应强度大小(2)ab棒对导轨的压力大小棒对导轨的压力大小(3)若要使若要使B取值最小，其方向应如何调整？并求

20、出最小值取值最小，其方向应如何调整？并求出最小值解：解：(1)棒静止时，其受力如图所示棒静止时，其受力如图所示则有：则有：FGtan 60，即，即BILGtan 60，B1.73T.(2)ab棒对导轨的压力棒对导轨的压力N与与N大小相等，大小相等，Ncos600G，所以，所以NN6 N.(3)若要使若要使B取值最小，即安培力取值最小，即安培力F最小，明显当最小，明显当F平行于平行于斜面对上时，斜面对上时，F有最小值，此时有最小值，此时B应垂直斜面对上，且有：应垂直斜面对上，且有：FGsin 60.所以所以BminILGsin 60，Bmin=0.86T.专题二专题二 磁场对运动电荷的作用磁场对

21、运动电荷的作用1带电粒子在无界匀强磁场中的运动：完整的圆周运动带电粒子在无界匀强磁场中的运动：完整的圆周运动2带电粒子在有界匀强磁场中的运动：部分圆周运动带电粒子在有界匀强磁场中的运动：部分圆周运动(偏转偏转)解题一般思路和步骤：解题一般思路和步骤：利用协助线确定圆心利用协助线确定圆心利用几何关系确定和计算轨道半径利用几何关系确定和计算轨道半径利用有关公式列方程求解利用有关公式列方程求解例题例题2：(2013广东高考广东高考)(多选多选)两个初速度大小相同的两个初速度大小相同的同种离子同种离子a和和b，从，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最终打到屏终打到屏P上

22、不计重力，下列说法正确的有上不计重力，下列说法正确的有()Aa、b均带正电均带正电Ba在磁场中飞行的时间比在磁场中飞行的时间比b的短的短Ca在磁场中飞行的路程比在磁场中飞行的路程比b的短的短Da在在P上的落点与上的落点与O点的距离比点的距离比b的近的近AD专题三专题三 带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动1复合场：电场、磁场、重力场共存，或其中两场共存复合场：电场、磁场、重力场共存，或其中两场共存2组合场：电场和磁场各位于确定的区域内，并不重叠组合场：电场和磁场各位于确定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场交替出现或在同一区域，电场、磁场交替出现3三种场的比较：三种场的比较：

23、4.复合场中粒子重力是否考虑的三种状况复合场中粒子重力是否考虑的三种状况.（1）对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重）对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般状况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽视；而力一般状况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽视；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般考对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般考虑其重力虑其重力.（2）在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种状况）在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种状况按题目要求处理比较正规，也比较简洁按题目要求处理比较正规，也比较简洁.（3）不能干脆推断是否要考虑重力的，在受力分析

24、与运）不能干脆推断是否要考虑重力的，在受力分析与运动分析时，要结合运动状态确定是否要考虑重力动分析时，要结合运动状态确定是否要考虑重力.5.具体应用具体应用(1)速度选择器速度选择器.平行板中电场强度平行板中电场强度E和磁感应强度和磁感应强度B相互垂直，相互垂直，这种装置能把具有确定速度的粒子选择出来，所这种装置能把具有确定速度的粒子选择出来，所以叫速度选择器以叫速度选择器带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是：件是：qvBqE即即vE/B（2）磁流体发电机）磁流体发电机.磁流体发电机是一项新兴技术，它可以把内能干脆转化磁流体发电机是一项新兴技术，

25、它可以把内能干脆转化为电能为电能.依据左手定则，如下图可知依据左手定则，如下图可知B是发电机的正极是发电机的正极.磁流体发电机两极间的距离为磁流体发电机两极间的距离为L，等离子体的速度为，等离子体的速度为v，磁场的磁感应强度为磁场的磁感应强度为B，则两极板间能达到的最大电势差，则两极板间能达到的最大电势差UBLv.（3）电磁流量计）电磁流量计.工作原理：如图所示，圆形导管直径为工作原理：如图所示，圆形导管直径为d，用非磁性材料，用非磁性材料制成，导电液体在管中向左流淌，导电液体中的自由电荷制成，导电液体在管中向左流淌，导电液体中的自由电荷（正、负离子），在洛伦兹力的作用下横向偏转，（正、负离子

26、），在洛伦兹力的作用下横向偏转，a、b间间出现电势差，形成电场，当自由电荷所受的电场力和洛伦出现电势差，形成电场，当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定，即间的电势差就保持稳定，即qvBqEqu/d，所以，所以vU/(Bd)，因此液体流量：即，因此液体流量：即QSvdU/4B.(4)质谱仪质谱仪构造：如图由离子源、加速电场、偏转电场和照相底构造：如图由离子源、加速电场、偏转电场和照相底片等构成片等构成(5)(5)回旋加速器原理与应用回旋加速器原理与应用构造：如图所示，构造：如图所示，D1、D2是半圆金属盒，是半圆金属盒，D形盒的缝隙处接形盒的缝隙处接沟通

27、电源处于匀强磁场中沟通电源处于匀强磁场中例题例题3：.如下图，在平面直角坐标系如下图，在平面直角坐标系xOy内，第内，第象限存象限存在沿在沿y轴负方向的匀强电场，第轴负方向的匀强电场，第象限以象限以ON为直径的半圆为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面对外的匀强磁场，磁感应形区域内，存在垂直于坐标平面对外的匀强磁场，磁感应强度为强度为B.一质量为一质量为m、电荷量为、电荷量为q的带正电粒子，从的带正电粒子，从y轴正轴正半轴上半轴上y h处的处的M点，以速度点，以速度v0垂直于垂直于y轴射入电场，经轴射入电场，经x轴上轴上x 2h处的处的P点进入磁场，最终以垂直于点进入磁场，最终以垂直于y轴的

28、方向轴的方向射出磁场射出磁场.不计粒子重力不计粒子重力.求：求：（1）电场强度的大小）电场强度的大小E.（2）粒子在磁场中运动的轨）粒子在磁场中运动的轨道半径道半径r.（3）粒子从进入电场到离开）粒子从进入电场到离开磁场经验的总时间磁场经验的总时间t.解析：粒子的运动轨迹如下图所示：解析：粒子的运动轨迹如下图所示：（1）设粒子在电场中运动的时间为）设粒子在电场中运动的时间为t1，x、y方向：方向：2hv0t1，hat2/2，依据牛顿其次定律，依据牛顿其次定律Eqma，求出求出Emv02/(2qh)（2）依据动能定理：）依据动能定理：Eqhmv2/2mv02/2.设粒子进入磁场时速度为设粒子进入磁场时速度为v，依据，依据Bqvmv2/r得：得：（3）粒子在电场中运动的时间：）粒子在电场中运动的时间：粒子在磁场中运动的周期：粒子在磁场中运动的周期：设粒子在磁场中运动的时间为：设粒子在磁场中运动的时间为：t2求出求出tt1t2答案：见解析答案：见解析