内蒙古包头地区高二物理磁场复习课件 人教.ppt
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1、高二高二物理物理 磁场复习磁场复习一、基本概念一、基本概念1.磁场的产生磁场的产生磁极周围有磁场。磁极周围有磁场。电流周围有磁场（奥斯特）。电流周围有磁场（奥斯特）。安培提出分子电流假说（又叫磁性起安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。（但这并场都是由电荷的运动产生的。（但这并不等于说所有磁场都是由运动电荷产生不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的，因为麦克斯韦发现变化的电场也能的，因为麦克斯韦发现变化的电场也能产生磁场。）产生磁场。）变化的电场在周围空间产生磁场。变化的电场在周围空间产生磁场。2.磁场的基本
2、性质磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用的作用(对磁极一定有力的作用；对电流对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用行时不受磁场力作用)。3.磁场力的方向的判定磁场力的方向的判定 磁极和电流之间的相互作用力（包括磁极磁极和电流之间的相互作用力（包括磁极与磁极、电流与电流、磁极与电流），都是与磁极、电流与电流、磁极与电流），都是运动电荷之间通过磁场发生的相互作用。运动电荷之间通过磁场发生的相互作用。“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥同向电流互相吸引，反向电流互相排
3、斥”，或用左手定则判定。或用左手定则判定。4.磁感线磁感线 用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。同）。要熟记常见的几种磁场的磁感线：要熟记常见的几种磁场的磁感线：安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方
4、向；对环行电流，大拇指指中四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。指螺线管内部的磁感线方向。1.安培力方向的判定用左手定则。用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间 或磁体位于螺线管外部时）。用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管二、安培力二、安培力（磁场对电流的作用力）（磁场对电流的作用力）例例1.如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流，不计通电导线的重力，仅在磁场力作用下的电流，不计通
5、电导线的重力，仅在磁场力作用下，导线将如何移动？下，导线将如何移动？解：先画出导线所在处的磁感线，上下两部分导线所解：先画出导线所在处的磁感线，上下两部分导线所受安培力的方向相反，使导线从左向右看顺时针转动；受安培力的方向相反，使导线从左向右看顺时针转动；同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动.(分析分析的关键是画出相关的磁感线的关键是画出相关的磁感线)。SNI例例2.如图在条形磁铁如图在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈，当线圈极附近悬挂一个线圈，当线圈中通有逆时针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转中通有逆时针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转？解：用解：
6、用“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”最简最简单：条形磁铁的等效螺线管的电流在正面是向下的，与单：条形磁铁的等效螺线管的电流在正面是向下的，与线圈中的电流方向相反，互相排斥，而左边的线圈匝数线圈中的电流方向相反，互相排斥，而左边的线圈匝数多所以线圈向右偏转。（本题如果用多所以线圈向右偏转。（本题如果用“同名磁极相斥，同名磁极相斥，异名磁极相吸异名磁极相吸”将出现判断错误，因为那只适用于线圈将出现判断错误，因为那只适用于线圈位于磁铁外部的情况。）位于磁铁外部的情况。）NS2.安培力大小的计算安培力大小的计算:F=BILsin（为为B、L间的夹角）高中只要求间的
7、夹角）高中只要求会计算会计算=0（不受安培力）和（不受安培力）和=90两种情况。两种情况。例例3.如图所示，光滑导轨与水平面成如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽角，导轨宽L。匀强。匀强磁场磁感应强度为磁场磁感应强度为B。金属杆长也为。金属杆长也为L，质量为，质量为m，水平放，水平放在导轨上。当回路总电流为在导轨上。当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止。求：时，金属杆正好能静止。求：B至少多大？这时至少多大？这时B的方向如何？的方向如何？若保持若保持B的大小不变的大小不变而将而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大调到多大才能使金属杆保持静止？
8、才能使金属杆保持静止？例例4.如图所示，质量为如图所示，质量为m的铜棒搭在的铜棒搭在U形导线框形导线框右端，棒长和框宽均为右端，棒长和框宽均为L，磁感应强度为，磁感应强度为B的匀强的匀强磁场方向竖直向下。电键闭合后，在磁场力作用磁场方向竖直向下。电键闭合后，在磁场力作用下铜棒被平抛出去，下落下铜棒被平抛出去，下落h后的水平位移为后的水平位移为s。求。求闭合电键后通过铜棒的电荷量闭合电键后通过铜棒的电荷量Q。Bhs解：闭合电键后的极短时间内，铜解：闭合电键后的极短时间内，铜棒受安培力向右的冲量棒受安培力向右的冲量Ft=mv0而被而被平抛出去，其中平抛出去，其中F=BIL，而瞬时电流，而瞬时电流和
9、时间的乘积等于电荷量和时间的乘积等于电荷量Q=I t，由平抛规律可算铜棒离开导线框时由平抛规律可算铜棒离开导线框时的初速度，最终可得的初速度，最终可得三、洛伦兹力三、洛伦兹力1.洛伦兹力洛伦兹力 运动电荷在磁场中受到的磁场力叫运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力，它是安培力的微观表现。洛伦兹力，它是安培力的微观表现。计算公式的推导：如图所示，整个计算公式的推导：如图所示，整个导线受到的磁场力（安培力）为导线受到的磁场力（安培力）为F安安 =BIL；其中；其中I=nesv；设导线中共；设导线中共有有N个自由电子个自由电子N=nsL；每个电子；每个电子受的磁场力为受的磁场力为F，则，则F安安=N
10、F。由以。由以上四式可得上四式可得f=qvB。条件是。条件是v与与B垂垂直。当直。当v与与B成成角时，角时，f=qvBsin。IBF安安F2.洛伦兹力方向的判定洛伦兹力方向的判定在用左手定则时，四指必须指电流方向（不是速度在用左手定则时，四指必须指电流方向（不是速度方向），即正电荷定向移动的方向；对负电荷，四方向），即正电荷定向移动的方向；对负电荷，四指应指负电荷定向移动方向的反方向。指应指负电荷定向移动方向的反方向。3.洛伦兹力大小的计算洛伦兹力大小的计算带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力，由此可以推导出该运动时
11、，洛伦兹力充当向心力，由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式：圆周运动的半径公式和周期公式：例例5.如图直线如图直线MN上方有磁感应强度为上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、的匀强磁场。正、负电子同时从同一点负电子同时从同一点O以与以与MN成成30角的同样速度角的同样速度v射入射入磁场（电子质量为磁场（电子质量为m，电荷为，电荷为e），它们从磁场中射出时），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？相距多远？射出的时间差是多少？MNBOv解：由公式知，它们的半径和周解：由公式知，它们的半径和周期是相同的。只是偏转方向相反。期是相同的。只是偏转方向相反。先确定圆心，画出半径，由对称先
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