2023年物理选修3-1磁场知识归纳.doc
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1、电场、恒定电流、磁场知识点汇总(一)磁场知识点汇总一、 磁场磁场是一种客观物质,存在于磁体和运动电荷(或电流)周边。磁场(磁感应强度)方向规定为磁场中小磁针N极受力方向(磁感线切线方向)。磁场基本性质是对放入其中磁体、运动电荷(或电流)有力作用。二、 磁感线磁感线是徦想,用来对磁场进行直观描述曲线,它并不是客观存在。磁感线是闭合曲线磁感线疏密表达磁场强弱,磁感线上某点切线方向表达该点磁场方向。任何两条磁感线都不会相交,也不能相切。三、 安培定则是用来拟定电流方向与磁场方向关系法则弯曲四指代表四、 安培分子电流假说揭示了磁现象电本质,即磁体磁场和电流磁场同样,都是由电荷运动产生。五、 几种常用磁
2、场直线电流磁场:无磁极,非匀强,距导线越远处磁场越弱通电螺线管磁场:管外磁感线分布与条形磁铁类似,管内为匀强磁场。地磁场(与条形磁铁磁场类似)地磁场N极在地球南极附近,S极在地球北极附近。地磁场B水平分量总是从地球南极指向北极,而竖直分量南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下在赤道平面上,距离地球表面相等各点,磁感强度相等,且方向水平向北。假如地磁场是由地球表面所带电荷产生,则地球表面所带电荷为负电荷(依照安培定则、地磁场方向与地球自转方向判断)。六、 磁感应强度:定义式(定义B时,)B为矢量,方向与磁场方向相似,并不是在该处电流受力方向,运算时遵循矢量运算法则。七、 磁通量定义
3、一:=BS,S是与磁场方向垂直面积,即=B,假如平面与磁场方向不垂直,应把面积投影到与磁场垂直方向上,求出投影面积定义二:表达穿过某一面积磁感线条数磁通量是标量,但有正、负,正、负号不代表方向,仅代表磁感线穿入或穿出。当一种面有两个方向磁感线穿过时,磁通量计算应算“纯收入”,即=-(为正向磁感线条数,为反向磁感线条数。)八、 安培力大小公式sin(为B与I夹角)九、 通电导线与磁场方向垂直时,安培力最大通电导线平行于磁场方向时,安培力B对放入通电导线来说是外磁场磁感应强度式中L为导线垂直于磁场方向有效长度。例如,半径为r半圆形导线与磁场B垂直放置,导线等效长度为2r,安培力。十、 安培力方向方
4、向由左手定则来判断。安培力总是垂直于磁感应强度B和电流I所决定平面,但B、I不一定要垂直。十一、 物体在安培力作用下运动方向鉴定办法电流元分析法把整段电流等效提成诸多电流元,先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力方向,从而判断出整段电流所受合力方向,最后拟定运动方向,注意普通取对称电流元分析。例题如图所示,两根垂直纸面、平行且固定放置直导线M和N,通有同向等值电流;沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动通电导线ab,则通电导线ab在安培力作用下运动状况是A.沿纸面逆时针转动B.沿纸面顺时针转动C.a端转向纸外,b端转向纸里 D.a端转向纸里,b端转向纸外等效分析法环形电流可以等效为小磁
5、针(或条形磁铁),条形磁铁也可等效成环形电流,通电螺线管可等效为各种环形电流或条形磁铁。运用结论法两电流互相平行时无转动趋势,同向电流互相吸引,反向电流互相排斥。两电流不平行时,有转动到互相平行且方向相似趋势。例题如图所示,在水平放置光滑绝缘杆ab上,挂有两个相似金属环M和N当两环均通以图示相似方向电流时,分析下列说法中,哪种说法对的 A两环静止不动 B两环互相接近C两环互相远离 D两环同步向左运动特殊位置分析法依照通电导体在特殊位置所受安培力方向,判断其运动方向,然后推广到普通位置。十二、 通电导体在磁场重力场中平衡与加速运动问题解题思绪:与力学平衡与加速运动问题完全相似,对物体进行对的、全
6、面受力分析是解题核心,同步要注意受力分析时,先将立体图转换为平面图。分析通电导体在平行导轨上受力题目,重要应用:闭合电路欧姆定律、安培力公式、物体平衡条件等知识。十三、 洛伦兹力大小当电荷速度方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力大小当时,即磁场对静止电荷无作用力,磁场只对运动电荷有作用力,这与电场对其中静止电荷或运动电荷总有电场力作用是不同。当电荷运动方向与磁场方向相似或相反,即与平行时,。当电荷运动方向与磁场方向夹角为时,洛伦兹力大小 sin注意:以上公式中v应理解为电荷相对于磁场运动速度。会推导洛伦兹力公式。十四、 洛伦兹力方向用左手定则来判断:让磁感线穿过手心,四指指向正电荷运动方向(或负电荷
7、运动方向反方向),大拇指指向就是洛伦兹力方向。无论与与否垂直,洛伦兹力总是同步垂直于电荷运动方向与磁场方向。例题 阴极射线是从阴极射线管阴极发出高速运动粒子流,这些微观粒子是若在如图所示阴极射线管中部加上垂直于纸面向里磁场,阴极射线将(填“向上”“向下”“向里”“向外”)偏转十五、 洛伦兹力特点洛伦兹力方向总与粒子运动方向垂直,洛伦兹力只变化速度方向,不变化速度大小,故洛伦兹力永不做功。十六、 安培力和洛伦兹力关系安培力是洛伦兹力宏观体现,洛伦兹力是安培力微观实质。方向都由左手定则判断。洛伦兹力不做功,安培力可以做功。MNabcde十七、 洛伦兹力作用下运动当带电粒子垂直进入磁场时,洛伦兹力不
8、做功,粒子做匀速圆周运动。由牛顿第二定律可得:,因此,粒子运动周期例题 如图,MN是匀强磁场中一块薄金属板,带电粒子(不计重力)在匀强磁场中运动并穿过金属板,虚线表达其运动轨迹,由图知:A、粒子带负电B、粒子运动方向是abcdeC、粒子运动方向是edcbaD、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长十八、 带电粒子在互相垂直电场和磁场中运动速度选取器作用:可以把具有某一特定速度粒子选取出来。粒子受力特点:同步受相反方向电场力和磁场力作用。粒子匀速通过速度选取器条件:电场力和洛伦兹力平衡:,即速度大小只有满足粒子才干沿直线匀速通过。速度选取器对正、负电荷均合用,带电粒子能否匀速通过电、磁场与粒子所
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