物理必修3-1第三章-知識(shí)點(diǎn)+習(xí)題9頁(yè)

1、第三章 磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)一、磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)1、磁場(chǎng)：磁場(chǎng)是存在于磁體、運(yùn)動(dòng)電荷周?chē)囊环N物質(zhì)它的基本特性是：對(duì)處于其中的磁體、電流、運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用2、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：所有的磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷之間通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用二、磁感應(yīng)強(qiáng)度1、 表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量是矢量2、 大?。築=F/Il（電流方向與磁感線垂直時(shí)的公式）3、 方向：左手定則：是磁感線的切線方向；是小磁針N極受力方向；是小磁針靜止時(shí)N極的指向不是導(dǎo)線受力方向；不是正電荷受力方向；也不是電流方向 4、 單位：牛/安米，也叫特斯拉，國(guó)際單位制單位符號(hào)T5、 點(diǎn)定B定：就是說(shuō)磁場(chǎng)中某一點(diǎn)定了，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向都是定值6、

2、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等7、 磁場(chǎng)的疊加:空間某點(diǎn)如果同時(shí)存在兩個(gè)以上電流或磁體激發(fā)的磁場(chǎng),則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是各電流或磁體在該點(diǎn)激發(fā)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和,滿足矢量運(yùn)算法則.三、幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)（一）、 磁感線磁感線是徦想的，用來(lái)對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行直觀描述的曲線，它并不是客觀存在的。磁感線是閉合曲線磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。任何兩條磁感線都不會(huì)相交，也不能相切。5勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線平行且距離相等沒(méi)有畫(huà)出磁感線的地方不一定沒(méi)有磁場(chǎng)6安培定則：姆指指向電流方向，四指指向磁場(chǎng)的方向注意這里的磁感線是一個(gè)個(gè)同心圓，每點(diǎn)磁場(chǎng)方向是在該點(diǎn)切線方向7、 *熟記常用的

3、幾種磁場(chǎng)的磁感線：（二）、勻強(qiáng)磁場(chǎng)1、 磁感線的方向反映了磁感強(qiáng)度的方向，磁感線的疏密反映了磁感強(qiáng)度的大小。2、 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同的區(qū)域，叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)。其磁感線平行且等距。例：長(zhǎng)的通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)、兩個(gè)靠得很近的異名磁極間的磁場(chǎng)都是勻強(qiáng)磁場(chǎng)。3、 如用B=F/(IL)測(cè)定非勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，所取導(dǎo)線應(yīng)足夠短，以能反映該位置的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)。（三）、磁通量（）1磁通量：穿過(guò)某一面積磁力線條數(shù)，是標(biāo)量2磁通密度B：垂直磁場(chǎng)方向穿過(guò)單位面積磁力線條數(shù)，即磁感應(yīng)強(qiáng)度，是矢量3二者關(guān)系：B/S（當(dāng)B與面垂直時(shí)），BScos，Scos為面積垂直于B方向上的投影，是B與S法線的夾角四、磁場(chǎng)

4、對(duì)通電導(dǎo)線的作用力（一）、安培力：1、通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做安培力說(shuō)明:磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線中定向移動(dòng)的電荷有力的作用，磁場(chǎng)對(duì)這些定向移動(dòng)電荷作用力的宏觀表現(xiàn)即為安培力2、 安培力的計(jì)算公式：FBILsin（是I與B的夾角）；通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，即900，此時(shí)安培力有最大值；通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，即00，此時(shí)安培力有最小值，F(xiàn)=0N;00B900時(shí)，安培力F介于0和最大值之間.3、 安培力公式的適用條件:I1I2公式FBIL一般適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中IB的情況，對(duì)于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)只是近似適用（如對(duì)電流元），但對(duì)某些特殊情況仍適用如圖所示，電流I1/I2,如I1在I2處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，

5、則I1對(duì)I2的安培力FBI2L，方向向左，同理I2對(duì)I1，安培力向右，即同向電流相吸，異向電流相斥根據(jù)力的相互作用原理，如果是磁體對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用，則通電導(dǎo)體對(duì)磁體有反作用力兩根通電導(dǎo)線間的磁場(chǎng)力也遵循牛頓第三定律(二）、左手定則1.用左手定則判定安培力方向的方法：伸開(kāi)左手，使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，并使四指指向電流方向，這時(shí)手掌所在平面跟磁感線和導(dǎo)線所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向2.安培力F的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與通電導(dǎo)線垂直,即F跟BI所在的面垂直但B與I的方向不一定垂直3.安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流1三者的關(guān)

6、系已知I,B的方向，可惟一確定F的方向；已知F、B的方向，且導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可惟一確定I的方向；已知F,1的方向時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不能惟一確定4.由于B,I,F的方向關(guān)系常是在三維的立體空間，所以求解本部分問(wèn)題時(shí)，應(yīng)具有較好的空間想象力，要善于把立體圖畫(huà)變成易于分析的平面圖，即畫(huà)成俯視圖，剖視圖，側(cè)視圖等(三)、安培力的性質(zhì)和規(guī)律；1、 公式F=BIL中L為導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，即導(dǎo)線兩端點(diǎn)所連直線的長(zhǎng)度，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端如圖示，甲中：，乙中：L/=d(直徑）2R（半圓環(huán)且半徑為R)2、 安培力的作用點(diǎn)為磁場(chǎng)中通電導(dǎo)體的幾何中心；（四）、分析在安培力作用下通電導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的一般

7、步驟1、 畫(huà)出通電導(dǎo)線所在處的磁感線方向及分布情況2、 用左手定則確定各段通電導(dǎo)線所受安培力3、 據(jù)初速方向結(jié)合牛頓定律確定導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況五、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（一）、洛侖茲力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力1、 洛倫茲力的公式: f=qvB sin，是V、B之間的夾角.2、 當(dāng)電荷速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力的大小F=qvB3、 當(dāng)v=0時(shí)，F(xiàn)=0，即磁場(chǎng)對(duì)靜止的電荷無(wú)作用力，磁場(chǎng)只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力，這與電場(chǎng)對(duì)其中的靜止電荷或運(yùn)動(dòng)電荷總有電場(chǎng)力的作用是不同的。4、 當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向相同或相反，即與平行時(shí)，F(xiàn)=0。5、 當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向夾角為時(shí)，洛倫茲力的大小F=qvBsin6

8、、 只有運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中才有可能受到洛倫茲力作用，靜止電荷在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力一定為0（二）、洛倫茲力的方向1.洛倫茲力F的方向既垂直于磁場(chǎng)B的方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)電荷的速度v的方向，即F總是垂直于B和v所在的平面2.使用左手定則判定洛倫茲力方向時(shí)，伸出左手，讓姆指跟四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，讓磁感線穿過(guò)手心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)方向（當(dāng)是負(fù)電荷時(shí)，四指指向與電荷運(yùn)動(dòng)方向相反）則姆指所指方向就是該電荷所受洛倫茲力的方向（三）、洛倫茲力與安培力的關(guān)系1.洛倫茲力是單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向稱(chēng)動(dòng)的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2.洛倫茲力一定不做功，它不改變

9、運(yùn)動(dòng)電荷的速度大小;但安培力卻可以做功六、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、 不計(jì)重力的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可分三種情況：一是勻速直線運(yùn)動(dòng)；二是勻速圓周運(yùn)動(dòng)；三是螺旋運(yùn)動(dòng)2、 不計(jì)重力的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑r=mv/qB；其運(yùn)動(dòng)周期T=2m/qB（與速度大小無(wú)關(guān)）3、 不計(jì)重力的帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)都做曲線運(yùn)動(dòng)，但有區(qū)別：帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)（類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)）；垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則做變加速曲線運(yùn)動(dòng)（勻速圓周運(yùn)動(dòng)）4、 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)當(dāng)B時(shí)，所受洛侖茲力為零，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)B時(shí)，所受洛侖力充分向心力，做半

10、徑和周期分別為 R=，T= 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)與B夾一般角度時(shí)，由于可以將正交分解為和（分別平行于和垂直于）B，此時(shí)，電荷的合運(yùn)動(dòng)在中學(xué)階段一般不要求定量掌握。（二）、帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓心、半徑及時(shí)間的確定（1)用幾何知識(shí)確定圓心并求半徑 因?yàn)镕方向指向圓心，根據(jù)F一定垂直v，畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)（大多是射入點(diǎn)和出射點(diǎn)）的F或半徑方向，其延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為圓心，再用幾何知識(shí)求其半徑與弦長(zhǎng)的關(guān)系 (2)確定軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角，求運(yùn)動(dòng)時(shí)間 先利用圓心角與弦切角的關(guān)系，或者是四邊形內(nèi)角和等于3600（或2）計(jì)算出圓心角的大小，再由公式t=T/3600（或T/24）可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間(3)注意圓

11、周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)對(duì)稱(chēng)的規(guī)律 如從同一邊界射入的粒子，從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出第三章 磁場(chǎng)單元測(cè)試一、不定項(xiàng)選擇題：(每小題4分，全部選對(duì)得4分，部分選對(duì)得2分，共48分)關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，正確的說(shuō)法是 ( )(A)根據(jù)定義式，磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F成正比，與IL成反比(B)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，方向與電流所受安培力的方向相同(C)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，方向與通過(guò)該點(diǎn)的磁感線的切線方向相同(D)在確定的磁場(chǎng)中，同一點(diǎn)的B是確定的，不同點(diǎn)的B可能不同.下列單位中與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位T不相當(dāng)?shù)氖? )(A)Wb/m2 (B)N/Am (C)

12、N/Cm (D)Vs/m2首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)的科學(xué)家是 ( )(A)安培 (B)奧斯特 (C)庫(kù)倫 (D)麥克斯韋如下左圖所示，在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置著一根長(zhǎng)直流導(dǎo)線，電流方向指向讀者，、是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn)，在這四點(diǎn)中( )(A)、兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同(B)點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大(C)、兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等(D)b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大如上右圖所示，直角三角形通電閉合線圈ABC處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)垂直紙面向里，則線圈所受磁場(chǎng)力的合力為( )(A)大小為零 (B)方向豎直向上 (C)方向豎直向下 (D)方向垂直紙面向里.用安培提出的分子電流假說(shuō)可以解釋下列哪些現(xiàn)象 ( )(A)

13、永久磁鐵的磁場(chǎng) (B)直線電流的磁場(chǎng) (C)環(huán)形電流的磁場(chǎng) (D)軟鐵棒被磁化的現(xiàn)象兩個(gè)相同的圓形線圈，通以方向相同但大小不同的電流I1和I2，如圖所示。先將兩個(gè)線圈固定在光滑絕緣桿上，問(wèn)釋放后它們的運(yùn)動(dòng)情況是 ( )(A)相互吸引，電流大的加速度大(B)相互吸引，加速度大小相等(C)相互排斥，電流大的加速度大(D)相互排斥，加速度大小相等如圖所示，要使線框在受到磁場(chǎng)力作用后，邊向紙外，邊向紙里轉(zhuǎn)動(dòng)，可行的方法是( )(A)加方向垂直紙面向外的磁場(chǎng)，通方向?yàn)榈碾娏?B)加方向平行紙面向上的磁場(chǎng)，通方向?yàn)殡娏?C)加方向平行于紙面向下的磁場(chǎng)，通方向?yàn)榈碾娏?D)加方向垂直紙面向內(nèi)的磁場(chǎng)，通方向?yàn)?/p>

14、的電流一質(zhì)子以速度V穿過(guò)互相垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域而沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)則( )(A)若電子以相同速度V射入該區(qū)域，將會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)(B)無(wú)論何種帶電粒子(不計(jì)重力)，只要都以速度V射入都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)(C)若質(zhì)子的速度VV，它將向上偏轉(zhuǎn)，其運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓 弧也不是拋物線。長(zhǎng)方體金屬塊放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有電流通過(guò)金屬塊，如圖所示，則下面關(guān)于金屬塊上下表面電勢(shì)高低的說(shuō)法中，正確的是( )(A)金屬塊上、下表面電勢(shì)相等(B)金屬塊上表面電勢(shì)高于下表面電勢(shì)(C)金屬塊上表面電勢(shì)低于下表面電勢(shì)(D)無(wú)法比較上、下表面的電勢(shì)高低如圖所示，在加有勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域中，一垂直于磁場(chǎng)方向射入的帶電粒子軌跡如圖所示，由于帶電粒子與

15、沿途的氣體分子發(fā)生碰撞，帶電粒子的動(dòng)能逐漸減小，則下列說(shuō)法中正確的是-( )(A)帶電粒子帶正電，是從B點(diǎn)射入的(B)帶電粒子帶負(fù)電，是從B點(diǎn)射入的(C)帶電粒子帶負(fù)電，是從A點(diǎn)射入的(D)帶電粒子帶正電，是從A點(diǎn)射入的如圖所示，在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上，有兩個(gè)質(zhì)量和電量均相同的正、負(fù)離子(不計(jì)重力)，從點(diǎn)O以相同的速度先后射入磁場(chǎng)中，入射方向與邊界成q角，則正、負(fù)離子在磁場(chǎng)中( )(A)運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同(B)運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑相同(C)重新回到邊界時(shí)速度的大小和方向相同(D)重新回到邊界的位置與O點(diǎn)距離相等二 填空題：（每空3分，共24分）在B=0.8 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放一根與磁場(chǎng)方向垂直、長(zhǎng)

16、度是0.5 m的通電直導(dǎo)線，若使導(dǎo)線沿磁感應(yīng)強(qiáng)度方向移動(dòng)了20 cm.若導(dǎo)線中電流為10 A，那么磁場(chǎng)力對(duì)通電導(dǎo)線所做的功是_ J.如圖所示，若閉合電路abcd和ABCD所在平面均與勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直，面積分別為S1和S2，且S1S2，但磁場(chǎng)區(qū)域恰好只有ABCD那么大，則閉合電路abcd的磁通量1和閉合電路ABCD的磁通量2的大小關(guān)系為1_2(填) 第14題 第15題如圖所示,a、b、c、d四種離子,它們帶等量同種電荷,質(zhì)量為ma=mbmc=md,以不等的速率vavb=vcvd進(jìn)入速度選擇器后,有兩種離子從選擇器中射出,進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的磁場(chǎng).由此可以判斷射向D1的是_離子.(不計(jì)重力) 第1

17、6題 第17題 第18題邊長(zhǎng)為a的正方形，處于有界磁場(chǎng)如圖所示，一束電子以水平速度射入磁場(chǎng)后，分別從A處和C處射出，則vA：vC=_;所經(jīng)歷的時(shí)間之比tA：tC=_如圖所示，電子射線管（A為其陰極），放在蹄形磁軼的N、S兩極間，射線管的陰極A接在直流高壓電源的_填(正或負(fù))極，此時(shí)，熒光屏上的電子束運(yùn)動(dòng)徑跡_偏轉(zhuǎn)。（填“向上”、“向下”“不”）。某一回旋加速器，兩半圓形金屬盒的半徑為R，它們之間的電壓為U，所處的磁場(chǎng)的感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，則帶電粒子所能獲得的最大動(dòng)能為_(kāi)三、計(jì)算題（本題共2小題，共28分。要求寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟） 兩條相距為1m的

18、水平金屬導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)電棒ab，處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖示，導(dǎo)電棒的質(zhì)量是1.2kg，當(dāng)棒中通入2安培的電流時(shí)（電流方向是從a到b），它可在導(dǎo)軌上向右勻速滑動(dòng)，如電流增大到4A時(shí)，棒可獲得0.5m/s2的加速度。求磁場(chǎng)的方向？(4分)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度的大小和摩擦力大小(8分) 如圖所示，在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E。一質(zhì)量為m，電荷量為-q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿著y軸正方向射出。射出之后，第三次到達(dá)x軸時(shí)，它與點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)。帶電粒子在磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)？(2分)帶電粒子在電場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)？(2分)求此粒子射出時(shí)的速度v (6分)運(yùn)動(dòng)的總路程s（重力不計(jì)）。(6分)物理選修3-1單元測(cè)試參考答案第三章 磁 場(chǎng)一、不定項(xiàng)選擇題：(每小題4分，全部選對(duì)得4分，部分選對(duì)得2分，共48分)題號(hào)123456789101112答案CDCBCDAADBBBDCBBCD二、填空題：(每空格3分，共24分)_0_ _=_ _C_ _12_、_21_負(fù)_、_向下_