高考物理磁場知識點複習

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  磁場知識點複習:

  1.磁場

  ***1***磁場:磁場是存在於磁體、電流和運動電荷周圍的一種物質。永磁體和電流都能在空間產生磁場。變化的電場也能產生磁場。

  ***2***磁場的基本特點:磁場對處於其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用。

  ***3***磁現象的電本質:一切磁現象都可歸結為運動電荷***或電流***之間通過磁場而發生的相互作用。

  ***4***安培分子電流假說------在原子、分子等物質微粒內部,存在著一種環形電流即分子電流,分子電流使每個物質微粒成為微小的磁體。

  ***5***磁場的方向:規定在磁場中任一點小磁針N極受力的方向***或者小磁針靜止時N極的指向***就是那一點的磁場方向。

  2.磁感線

  ***1***在磁場中人為地畫出一系列曲線,曲線的切線方向表示該位置的磁場方向,曲線的疏密能定性地表示磁場的弱強,這一系列曲線稱為磁感線。

  ***2***磁鐵外部的磁感線,都從磁鐵N極出來,進入S極,在內部,由S極到N極,磁感線是閉合曲線;磁感線不相交。

  ***3***幾種典型磁場的磁感線的分佈:

  ①直線電流的磁場:同心圓、非勻強、距導線越遠處磁場越弱。

  ②通電螺線管的磁場:兩端分別是N極和S極,管內可看作勻強磁場,管外是非勻強磁場。

  ③環形電流的磁場:兩側是N極和S極,離圓環中心越遠,磁場越弱。

  ④勻強磁場:磁感應強度的大小處處相等、方向處處相同。勻強磁場中的磁感線是分佈均勻、方向相同的平行直線。

  3.磁感應強度

  ***1***定義:磁感應強度是表示磁場強弱的物理量,在磁場中垂直於磁場方向的通電導線,受到的磁場力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值,叫做通電導線所在處的磁感應強度,定義式B=F/IL。單位T,1T=1N/***A·m***。

  ***2***磁感應強度是向量,磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向,即通過該點的磁感線的切線方向。

  ***3***磁場中某位置的磁感應強度的大小及方向是客觀存在的,與放入的電流強度I的大小、導線的長短L的大小無關,與電流受到的力也無關,即使不放入載流導體,它的磁感應強度也照樣存在,因此不能說B與F成正比,或B與IL成反比。

  ***4***磁感應強度B是向量,遵守向量分解合成的平行四邊形定則,注意磁感應強度的方向就是該處的磁場方向,並不是在該處的電流的受力方向。

  4.地磁場

  地球的磁場與條形磁體的磁場相似,其主要特點有三個:

  ***1***地磁場的N極在地球南極附近,S極在地球北極附近。

  ***2***地磁場B的水平分量***Bx***總是從地球南極指向北極,而豎直分量***By***則南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下。

  ***3***在赤道平面上,距離地球表面相等的各點,磁感強度相等,且方向水平向北。

  5.安培力

  ***1***安培力大小F=BIL。式中F、B、I要兩兩垂直,L是有效長度。若載流導體是彎曲導線,且導線所在平面與磁感強度方向垂直,則L指彎曲導線中始端指向末端的直線長度。

  ***2***安培力的方向由左手定則判定。

  ***3***安培力做功與路徑有關,繞閉合迴路一週,安培力做的功可以為正,可以為負,也可以為零,而不像重力和電場力那樣做功總為零。

  6.洛倫茲力

  ***1***洛倫茲力的大小f=qvB,條件:v⊥B。當v∥B時,f=0。

  ***2***洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直於v的方向,所以洛倫茲力一定不做功。

  ***3***洛倫茲力與安培力的關係:洛倫茲力是安培力的微觀實質,安培力是洛倫茲力的巨集觀表現。所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定。

  ***4***在磁場中靜止的電荷不受洛倫茲力作用。

  7.帶電粒子在磁場中的運動規律

  在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下***電子、質子、α粒子等微觀粒子的重力通常忽略不計***,

  ***1***若帶電粒子的速度方向與磁場方向平行***相同或相反***,帶電粒子以入射速度v做勻速直線運動。

  ***2***若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直,帶電粒子在垂直於磁感線的平面內,以入射速率v做勻速圓周運動。①軌道半徑公式:r=mv/qB②週期公式:T=2πm/qB

  8.帶電粒子在複合場中運動

  ***1***帶電粒子在複合場中做直線運動

  ①帶電粒子所受合外力為零時,做勻速直線運動,處理這類問題,應根據受力平衡列方程求解。

  ②帶電粒子所受合外力恆定,且與初速度在一條直線上,粒子將作勻變速直線運動,處理這類問題,根據洛倫茲力不做功的特點,選用牛頓第二定律、動量定理、動能定理、能量守恆等規律列方程求解。

  ***2***帶電粒子在複合場中做曲線運動

  ①當帶電粒子在所受的重力與電場力等值反向時,洛倫茲力提供向心力時,帶電粒子在垂直於磁場的平面內做勻速圓周運動。處理這類問題,往往同時應用牛頓第二定律、動能定理列方程求解。

  ②當帶電粒子所受的合外力是變力,與初速度方向不在同一直線上時,粒子做非勻變速曲線運動,這時粒子的運動軌跡既不是圓弧,也不是拋物線,一般處理這類問題,選用動能定理或能量守恆列方程求解。

  ③由於帶電粒子在複合場中受力情況複雜運動情況多變,往往出現臨界問題,這時應以題目中“最大”、“最高”“至少”等詞語為突破口,挖掘隱含條件,根據臨界條件列出輔助方程,再與其他方程聯立求解。 

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