磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)匯總

1、磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)匯總一、磁場(chǎng)1. 磁場(chǎng)是一種客觀物質(zhì)，存在于磁體和運(yùn)動(dòng)電荷（或電流）周圍。2. 磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度）的方向規(guī)定為磁場(chǎng)中小磁針N極的受力方向（磁感線的切線方 向）。3磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體、運(yùn)動(dòng)電荷（或電流）有力的作用。二、磁感線1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。2磁感線是閉合曲線/磁體的外部N極T S極i磁體的內(nèi)部S極t N極3. 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。4任何兩條磁感線都不會(huì)相交，也不能相切。三、安培定則是用來(lái)確定電流方向與磁場(chǎng)方向關(guān)系的法則卄砧血七匕”圭磁感線的環(huán)繞方向（直線電流）彎曲的四指代

2、表丿'7電流的方向（環(huán)形電流或通電螺線管）四、安培分子電流假說(shuō) 揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)， 即磁體的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣，都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。五、幾種常見(jiàn)磁場(chǎng)1直線電流的磁場(chǎng)：無(wú)磁極，非勻強(qiáng)，距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱2.通電螺線管的磁場(chǎng)：管外磁感線分布與條形磁鐵類似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。3地磁場(chǎng)（與條形磁鐵磁場(chǎng)類似）地磁場(chǎng)N極在地球南極附近，S極在地球北極附近。地磁場(chǎng)B的水平分量總是從地球南極指向北極，而豎直分量南北相反，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，距離地球表面相等的各點(diǎn)，磁感強(qiáng)度相等，且方向水平向北。六、磁感應(yīng)強(qiáng)度：定義式B二E （定義B時(shí)，I _ B B為矢量，

3、方向與磁場(chǎng)方向相同，并不是在該處電流的受力方向，運(yùn)算時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則。七、磁通量1定義一：$=BS , S是與磁場(chǎng)方向垂直的面積，即0=B S，如果平面與磁場(chǎng)方向不垂直，應(yīng)把面積投影到與磁場(chǎng)垂直的方向上，求出投影面積S_2. 定義二：表示穿過(guò)某一面積磁感線條數(shù)磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)，正、負(fù)號(hào)不代表方向，僅代表磁感線穿入或穿出。當(dāng)一個(gè)面有兩個(gè)方向的磁感線穿過(guò)時(shí)，磁通量的計(jì)算應(yīng)算 "純收入”，即©= 4 - © 2 （©1為正向磁感線條數(shù)，©2為反向磁感線條數(shù)。）八、安培力大小.公式 F = BLI sin q （ b為 B 與 | 夾角）F

4、0, BLI 丨2通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力最大F "IL3通電導(dǎo)線平行于磁場(chǎng)方向時(shí)，安培力F =04. B對(duì)放入的通電導(dǎo)線來(lái)說(shuō)是外磁場(chǎng)的 磁感應(yīng)強(qiáng)度5. 式中的L為導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向的有效長(zhǎng)度。例如，半徑為r的半圓形導(dǎo)線與磁場(chǎng) B垂直放置，導(dǎo)線的的等效長(zhǎng)度為2r，安培力F =2Blr。九、安培力的方向方向由左手定則來(lái)判斷。2安培力總是垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I所決定的平面，但 B、I不一定要垂直。十、物體在安培力作用下運(yùn)動(dòng)方向的判定方法1電流元分析法把整段電流等效分成很多電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向

5、，注意一般取對(duì)稱的電流元分析。例題如圖所示，兩根垂直紙面、平行且固定放置的直導(dǎo)線M和N，通有同向等值電流；沿紙面與直導(dǎo)線 M、N等距放置的另一根可自由移動(dòng)的通電導(dǎo)線ab ,則通電導(dǎo)線ab在安培力作用下運(yùn)動(dòng)的情況是A.沿紙面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B.沿紙面順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C.a端轉(zhuǎn)向紙外，b端轉(zhuǎn)向紙里D.a端轉(zhuǎn)向紙里，b端轉(zhuǎn)向紙外2等效分析法環(huán)形電流可以等效為小磁針（或條形磁鐵），條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流，通電螺線管可等效為多個(gè)環(huán)形電流或條形磁鐵。3利用結(jié)論法兩電流相互平行時(shí)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥。兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且方向相同的趨勢(shì)。1 一、洛倫茲力的大小當(dāng)電荷速度方向與磁

6、場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力的大小F = qvB2.當(dāng)v = °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。3當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向相同或相反，即v與B平行時(shí)，F(xiàn) =0。4.當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向夾角為B時(shí)，洛倫茲力的大小 F二qvB sin 0注意：以上公式中的v應(yīng)理解為電荷相對(duì)于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度。會(huì)推導(dǎo)洛倫茲力的公式。十二、洛倫茲力的方向1. 用左手定則來(lái)判斷： 讓磁感線穿過(guò)手心， 四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向（或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向的反方向），大拇指指向就是洛倫茲力的方向。2. 無(wú)論v與B是否垂直，洛倫茲力

7、總是同時(shí)垂直于電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向。洛倫茲力的特點(diǎn)洛倫茲力的方向總與粒子運(yùn)動(dòng)的方向垂直，洛倫茲力只改變速度的方向， 不改變速度的大小，故洛倫茲力永不做功。十三、安培力和洛倫茲力的關(guān)系安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)， 洛倫茲力是安培力的微觀實(shí)質(zhì)。方向都由左手定則判斷。洛倫茲力不做功，安培力可以做功。十四、洛倫茲力作用下的運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子垂直進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),洛倫茲力不做功，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 由牛頓第二定律可得:2mvmv , 一qvB，所以r，粒子運(yùn)動(dòng)的周期rqB2 二mqBN例題 如圖，MN是勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一塊薄金屬板，帶電粒子（不計(jì)重力）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)并穿過(guò)金屬板，虛線表示其運(yùn)動(dòng)軌跡，由圖知:A、

8、粒子帶負(fù)電B、粒子運(yùn)動(dòng)方向是 abcdeC、粒子運(yùn)動(dòng)方向是 edcbaD、粒子在上半周所用時(shí)間比下半周所用時(shí)間長(zhǎng)卜五、帶電粒子在相互垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)IT< c 汽U =Ed 電壓 =E 源=U = Bdvi.速度選擇器作用：可以把具有某一特定速度的粒子選擇出來(lái)。粒子受力特點(diǎn)：同時(shí)受相反方向的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力作 用。粒子勻速通過(guò)速度選擇器的條件：電場(chǎng)力和洛倫茲力平E衡：qE二qvB，即速度大小只有滿足 v的粒子才能沿B直線勻速通過(guò)。速度選擇器對(duì)正、負(fù)電荷均適用，帶電粒子能否勻速通過(guò)電、磁場(chǎng)與粒子所帶電荷量、電性、粒子的質(zhì)量無(wú)關(guān)，僅取決于粒子的速度（不是速率）EE若v 或v，粒子都將偏

9、離直線運(yùn)動(dòng)。BB粒子若從右側(cè)射入，則不可能勻速通過(guò)電磁場(chǎng)，這說(shuō)明速度選擇器不僅對(duì)速度大小有選擇，而且對(duì)速度方向也有選擇。2磁流體發(fā)電機(jī)作用：可以把等離子體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能。原理：高速的等離子體 （即高溫下電離的氣體， 含有大量帶正電和負(fù)電的微粒，而從整體來(lái)說(shuō)呈中性）噴射入磁場(chǎng)，在洛倫茲力作用下分別聚集在A板和B板，于是在板間形成電場(chǎng)，當(dāng)板間電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力等于電荷所受洛倫茲力，兩板間形成一定的電勢(shì)差，合上開(kāi)關(guān)K后，就能對(duì)負(fù)載供電。磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)：E二Bdv，推導(dǎo)：當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，電源電動(dòng)勢(shì)等于路端qvB = qE,帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)三個(gè)問(wèn)題1.圓心的確定：圓心一定在與速

10、度方向垂直的直線上，根據(jù)入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的速度方向做出垂線，交點(diǎn)即為圓心。2半徑的計(jì)算：一般是利用幾何知識(shí)解直角三角形。3. 帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定：禾U用圓心角和弦切角的關(guān)系或四邊形內(nèi)角和等于360度或速度的偏向角（帶電粒子射出磁場(chǎng)的速度方向與射入磁場(chǎng)的速度方向之e間的夾角）等于圓弧軌道所對(duì)的圓心角，再由公式t T求運(yùn)動(dòng)時(shí)間。2兀卜六、質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀主要用于分析同位素，測(cè)定其質(zhì)量、荷質(zhì)比下圖為一種常見(jiàn)的質(zhì)譜儀，由粒子B.甲丁乙丙D.甲乙丁丙源、加速電場(chǎng)（U）、速度選擇器（E、Bi）和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（B2）組成若測(cè)得粒子在回旋中的軌道直徑為d，求粒子的荷質(zhì)比.（E一）mB1B2d例題如圖15

11、-6所示為質(zhì)譜儀測(cè)定帶電粒子質(zhì)量的裝置的示意圖.速度選擇器（也稱濾速器）中場(chǎng)強(qiáng) E的方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi的方向垂直紙面向里， 分離器中磁感應(yīng)強(qiáng)度 B2的方向垂直紙面向外. 在S處有 甲、乙、丙、丁四個(gè)一價(jià)正離子垂直于E和Bi入射到速度選擇器中，若 m甲二m乙：:：m丙二m丁，v甲：:：v乙二v丙：:v丁，在不計(jì)重力的情況下，則分別打在Pi、P2、P3、P4四點(diǎn)的離子分別是（）A .甲乙丙丁C.丙丁乙甲十七、回旋加速器1工作原理磁場(chǎng)的作用：帶電粒子以某一速度垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)后，并在洛倫茲力作用下做勻2 rm速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期和速率、半徑均無(wú)關(guān)（ T = 一 ）帶電粒子每次進(jìn)入 D形盒都qB運(yùn)動(dòng)相等的時(shí)間（半個(gè)周期）后平行電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)中加速。交流電壓：為了保證每次帶電粒子經(jīng)過(guò)狹縫時(shí)均被加速，使之能量不斷提高， 要在狹縫處加一個(gè)周期與帶電粒子在 D形盒中運(yùn)動(dòng)周期相同的交變電壓。2帶電粒子的最終能量mv ,