選修3-1 磁場復(fù)習(xí)

1、知識網(wǎng)絡(luò)知識網(wǎng)絡(luò)q磁場的產(chǎn)生磁場的產(chǎn)生v磁體周圍產(chǎn)生磁場磁體周圍產(chǎn)生磁場v電流周圍產(chǎn)生磁場電流周圍產(chǎn)生磁場v安培分子電流假說安培分子電流假說q磁場的描述磁場的描述v定量描述：磁感應(yīng)強(qiáng)度定量描述：磁感應(yīng)強(qiáng)度ILFB v形象描述：磁感線形象描述：磁感線q幾種典型磁場幾種典型磁場的磁感線分布的磁感線分布v條形磁鐵條形磁鐵v蹄形磁鐵蹄形磁鐵v勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場v直線電流直線電流v環(huán)形電流環(huán)形電流v通電螺線管通電螺線管v地磁場地磁場磁磁 場場磁場對電流的作用磁場對電流的作用大小大小I B ，F(xiàn)安安=0I B ，F(xiàn)安安=BIL方向：左手定則方向：左手定則電流表的工作原理電流表的工作原理磁場對運動電荷的作用磁

2、場對運動電荷的作用大小大小vB，f洛洛=0vB， f洛洛=qvB方向：左手定則方向：左手定則帶電粒子在帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周做勻速圓周運動運動軌道半徑軌道半徑qBmvr 運動周期運動周期qBmT2重要應(yīng)用重要應(yīng)用質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀回旋加速器回旋加速器第一課時第一課時 磁場的描述、磁場對電流的作用磁場的描述、磁場對電流的作用1、磁場的產(chǎn)生、磁場的產(chǎn)生磁體的周圍存在磁場（與電場一樣是一種特殊物質(zhì)）磁體的周圍存在磁場（與電場一樣是一種特殊物質(zhì)）電流周圍存在磁場電流周圍存在磁場奧斯特實驗奧斯特實驗?zāi)媳狈胖媚媳狈胖脤?dǎo)線通電后導(dǎo)線通電后發(fā)生偏轉(zhuǎn)發(fā)生偏轉(zhuǎn)電流電流產(chǎn)生產(chǎn)生磁場磁場運動電運動電荷產(chǎn)生

3、荷產(chǎn)生磁場磁場2、磁場的基本性質(zhì)、磁場的基本性質(zhì)對放入其中的磁體、對放入其中的磁體、電流、運動電荷有力電流、運動電荷有力的作用的作用同名磁極相互排斥同名磁極相互排斥異名磁極相互吸引異名磁極相互吸引磁體磁體對電流對電流的作用的作用電流電流對電流對電流的作用的作用一、磁場的描述一、磁場的描述3、磁體間相互作用的本質(zhì)、磁體間相互作用的本質(zhì)磁體磁體磁場磁場磁體磁體磁體或電流磁體或電流磁體或電流磁體或電流4、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)安培分子安培分子電流假說：電流假說：在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在一種環(huán)形電流在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在一種環(huán)形電流分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小分子電

4、流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極。的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極。解釋磁化、解釋磁化、消磁現(xiàn)象消磁現(xiàn)象不顯磁性不顯磁性顯磁性顯磁性磁化磁化消磁消磁總結(jié)：一切磁現(xiàn)象都是由電荷的運動產(chǎn)生的總結(jié)：一切磁現(xiàn)象都是由電荷的運動產(chǎn)生的磁場磁場5、磁場的方向：、磁場的方向：規(guī)定為小磁針規(guī)定為小磁針N極在磁場中的受力方向。或極在磁場中的受力方向。或小磁針靜止時小磁針靜止時N極所指的方向！極所指的方向！6、磁感線、磁感線用來形象地描述磁場中各點的磁場方向和強(qiáng)弱的假想曲線用來形象地描述磁場中各點的磁場方向和強(qiáng)弱的假想曲線 磁感線上每一點的切線方向就是該點的磁場方向，即小磁針磁感線

5、上每一點的切線方向就是該點的磁場方向，即小磁針N N極在該點的受力方向或靜止時的指向極在該點的受力方向或靜止時的指向 磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱 磁感線是封閉曲線（和靜電場的電場線不同）磁感線是封閉曲線（和靜電場的電場線不同） 幾種磁場的磁感線幾種磁場的磁感線條形磁鐵條形磁鐵蹄形磁鐵蹄形磁鐵通電直導(dǎo)線通電直導(dǎo)線判斷方法：判斷方法：立體圖立體圖縱截面圖縱截面圖橫截面圖橫截面圖環(huán)形電流環(huán)形電流判斷方法：判斷方法：立體圖立體圖縱截面圖縱截面圖橫截面圖橫截面圖通電螺線管通電螺線管判斷方法判斷方法電流電流安培定則（二）安培定則（二）立體圖立體圖橫截面圖橫截面圖縱截面圖縱截面圖地

6、磁場地磁場7、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度 描述磁場的強(qiáng)弱與方向的物理量描述磁場的強(qiáng)弱與方向的物理量定義：在磁場中垂直磁場方向的通電導(dǎo)線，受到的安培力跟定義：在磁場中垂直磁場方向的通電導(dǎo)線，受到的安培力跟電流和導(dǎo)線長度的乘積的比值。電流和導(dǎo)線長度的乘積的比值。表達(dá)式：表達(dá)式：ILFB 單位：特斯拉（單位：特斯拉（T）矢量：方向為該點的磁場方向，即通過該點的磁感線的切線方向矢量：方向為該點的磁場方向，即通過該點的磁感線的切線方向8、理解與鞏固、理解與鞏固電流磁場方向的判斷電流磁場方向的判斷在地球赤道上空有一小磁針處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，突然發(fā)現(xiàn)小在地球赤道上空有一小磁針處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，突然發(fā)現(xiàn)小磁針磁針N

7、極向東偏轉(zhuǎn)，由此可知（極向東偏轉(zhuǎn)，由此可知（ ）A一定是小磁針正東方向上有一條形磁鐵的一定是小磁針正東方向上有一條形磁鐵的N極靠近小磁針極靠近小磁針B一定是小磁針正東方向上有一條形磁鐵的一定是小磁針正東方向上有一條形磁鐵的S極靠近小磁針極靠近小磁針C可能是小磁針正上方有電子流自南向北水平通過可能是小磁針正上方有電子流自南向北水平通過D可能是小磁針正上方有電子流自北向南水平通過可能是小磁針正上方有電子流自北向南水平通過 二、磁場對電流的作用力二、磁場對電流的作用力1、磁場對電流的作用力、磁場對電流的作用力安培力安培力方向：左手定則方向：左手定則磁場方向磁場方向電流方向電流方向電流方向電流方向判斷

8、下列通電導(dǎo)線的受力方向判斷下列通電導(dǎo)線的受力方向 安培力方向安培力方向判斷下列導(dǎo)線的電流方向或磁場方向或受力方向判斷下列導(dǎo)線的電流方向或磁場方向或受力方向 大小大小F=BILBI如如BI則則F=0如如B與與I成任意角則把成任意角則把L投影投影到與到與B垂直和平行的方向上垂直和平行的方向上與與B垂垂直的為直的為有效有效L為為在磁場中在磁場中的的有效長度有效長度F=BILsinB與與I的夾角的夾角2、通電導(dǎo)線在安培力作用下運動的定性判斷、通電導(dǎo)線在安培力作用下運動的定性判斷第二課時第二課時 磁場對運動電荷的作用磁場對運動電荷的作用一、洛侖茲力一、洛侖茲力磁場對運動電荷的作用力磁場對運動電荷的作用力

9、1、大?。?、大小：F洛洛=qvB當(dāng)當(dāng)v B時，電荷不受洛侖茲力時，電荷不受洛侖茲力當(dāng)當(dāng)v B時，電荷所受洛侖茲力最大時，電荷所受洛侖茲力最大當(dāng)當(dāng)v與與B成成角時，角時，F(xiàn)洛洛=qvBsin2、方向：用左手定則判斷、方向：用左手定則判斷F洛洛+v注意：注意：四指的方向為正電荷的運動方向，或負(fù)電荷運動的反方向。四指的方向為正電荷的運動方向，或負(fù)電荷運動的反方向。3、特點：洛侖茲力始終與電荷運動方向垂直，只改變速度的方、特點：洛侖茲力始終與電荷運動方向垂直，只改變速度的方向，而不改變速度的大小，所以洛侖茲力不做功。向，而不改變速度的大小，所以洛侖茲力不做功。4、洛侖茲力與安培力的關(guān)系、洛侖茲力與安培

10、力的關(guān)系洛侖茲力是安培力的微觀本質(zhì)，安培力是洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)洛侖茲力是安培力的微觀本質(zhì)，安培力是洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)2、運動方向與磁場方向垂直，做勻速圓周運動、運動方向與磁場方向垂直，做勻速圓周運動洛侖茲力提供向心力洛侖茲力提供向心力rvmqvB2軌道半徑：軌道半徑：Bqmvr qBmT2周期：周期：與與v、r無關(guān)無關(guān)二、帶電粒子（不計重力）在勻強(qiáng)磁場中的運動二、帶電粒子（不計重力）在勻強(qiáng)磁場中的運動1、運動方向與磁場方向平行，做勻速直線運動、運動方向與磁場方向平行，做勻速直線運動圓心、半徑、運動時間的確定圓心、半徑、運動時間的確定圓心的確定圓心的確定a、兩個速度方向垂直線的交點。、兩個速度方

11、向垂直線的交點。（常用在有界磁場的入射與出射（常用在有界磁場的入射與出射方向已知的情況下）方向已知的情況下）VOb、一個速度方向的垂直線和一條弦、一個速度方向的垂直線和一條弦的中垂線的交點的中垂線的交點O半徑的確定半徑的確定應(yīng)用幾何知識來確定！應(yīng)用幾何知識來確定！運動時間：運動時間：Tt03604 4、帶電粒子在有界磁場中運動問題分類解析、帶電粒子在有界磁場中運動問題分類解析OBSVP圖1一、帶電粒子一、帶電粒子在半無界磁場在半無界磁場中的運動中的運動MNO,LAO圖3P二、帶電粒子二、帶電粒子在圓形磁場中在圓形磁場中的運動的運動BABdVV300O圖5三、帶電粒子在三、帶電粒子在長足夠大的長

12、方長足夠大的長方形磁場中的運動形磁場中的運動llr1OV+qV圖6四、帶電粒子在正方四、帶電粒子在正方形磁場中的運動形磁場中的運動三、三、帶電體在復(fù)合場中的運動帶電體在復(fù)合場中的運動1 1、帶電粒子在電場、磁場、重力場中的運動，簡稱帶電粒子在、帶電粒子在電場、磁場、重力場中的運動，簡稱帶電粒子在復(fù)合場中的運動，一般具有較復(fù)雜的運動圖景。這類問題本質(zhì)復(fù)合場中的運動，一般具有較復(fù)雜的運動圖景。這類問題本質(zhì)上是一個力學(xué)問題，應(yīng)順應(yīng)力學(xué)問題的研究思路和運用力學(xué)的上是一個力學(xué)問題，應(yīng)順應(yīng)力學(xué)問題的研究思路和運用力學(xué)的基本規(guī)律?；疽?guī)律。分析帶電粒子在電場、磁場中運動，主要是兩條線索：分析帶電粒子在電場、

13、磁場中運動，主要是兩條線索：力和運動的關(guān)系。根據(jù)帶電粒子所受的力，運用牛頓第二定力和運動的關(guān)系。根據(jù)帶電粒子所受的力，運用牛頓第二定律并結(jié)合運動學(xué)規(guī)律求解。律并結(jié)合運動學(xué)規(guī)律求解。功能關(guān)系。根據(jù)場力及其它外力對帶電粒子做功引起的能功能關(guān)系。根據(jù)場力及其它外力對帶電粒子做功引起的能量變化或全過程中的功能關(guān)系，從而可確定帶電粒子的運動量變化或全過程中的功能關(guān)系，從而可確定帶電粒子的運動情況，這條線索不但適用于均勻場，也適用于非均勻場。因情況，這條線索不但適用于均勻場，也適用于非均勻場。因此要熟悉各種力做功的特點。此要熟悉各種力做功的特點。帶電體在復(fù)合場中受力情況復(fù)雜運動情況多變，往往出現(xiàn)臨帶電體在

14、復(fù)合場中受力情況復(fù)雜運動情況多變，往往出現(xiàn)臨界問題，應(yīng)以題中界問題，應(yīng)以題中“最大最大”、“最高最高”、“至少至少”等詞語為突等詞語為突破口，挖掘隱含條件，根據(jù)臨界條件列出輔助方程，再與其它破口，挖掘隱含條件，根據(jù)臨界條件列出輔助方程，再與其它方程聯(lián)立求解。方程聯(lián)立求解。帶電粒子帶電粒子在電場磁在電場磁場中的運場中的運動動帶 電 粒帶 電 粒子 在 電子 在 電場 中 的場 中 的運動運動直線運動直線運動：如用電場加速或減速粒子：如用電場加速或減速粒子帶 電 粒帶 電 粒子 在 磁子 在 磁場 中 的場 中 的運動運動直線運動直線運動（當(dāng)帶電粒子的速度與磁（當(dāng)帶電粒子的速度與磁場平行時）場平行

15、時）帶 電 粒帶 電 粒子 在 復(fù)子 在 復(fù)合 場 中合 場 中的運動的運動直線運動：直線運動：垂直運動方向的力必定平衡垂直運動方向的力必定平衡偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)：類似平拋運動，一般分解成兩：類似平拋運動，一般分解成兩 個分運動求解個分運動求解圓周運動：圓周運動：以點電荷為圓心運動或受以點電荷為圓心運動或受裝置約束運動裝置約束運動圓周運動圓周運動（當(dāng)帶電粒子的速度與磁場（當(dāng)帶電粒子的速度與磁場垂直時）垂直時）圓周運動：圓周運動：重力與電場力一定平重力與電場力一定平衡，由洛倫茲力提供向心力衡，由洛倫茲力提供向心力一般的曲線運動一般的曲線運動回回旋旋加加速速器器疊加場（電場、磁場、重力場中只少有兩個同時出現(xiàn)在同一區(qū)域）疊加場（電場、磁場、重力場中只少有