磁场章节内容复习

1、选修选修3-1 3-1 磁场部分章节磁场部分章节讲解方法探讨讲解方法探讨 内内 容容旧旧要要求求新新要要求求考点考点说明说明 复习要求的把握复习要求的把握物理选修物理选修31磁场、磁感应强度、磁感磁场、磁感应强度、磁感线线I1.安培力的安培力的计算只限于计算只限于电流与磁感电流与磁感应强度垂直应强度垂直的情形的情形2.洛仑兹力计洛仑兹力计算只限于算只限于电流与磁场电流与磁场方向垂直的方向垂直的情形情形注意三项原来重点内容要求的降注意三项原来重点内容要求的降低，注意保留的三项低，注意保留的三项级要求。级要求。虽然虽然“地磁场、磁性材料、电磁地磁场、磁性材料、电磁式电表原理式电表原理”等考点已被删

2、除等考点已被删除但这些内容在科学技术和社会发但这些内容在科学技术和社会发展中的应用，还是应该作初步了展中的应用，还是应该作初步了解。解。而被删除的而被删除的“分子电流假说分子电流假说”就就不一定再复习了。不一定再复习了。通电直导线和通电线圈周通电直导线和通电线圈周围磁场的方向围磁场的方向II安培力、安培力的方向安培力、安培力的方向I匀强磁场中的安培力匀强磁场中的安培力洛仑兹力、洛仑兹力的方洛仑兹力、洛仑兹力的方向向I洛仑兹力公式洛仑兹力公式带电粒子在匀强磁场中的带电粒子在匀强磁场中的运动运动质谱仪和回旋加速器质谱仪和回旋加速器II磁场部分章节内容安排磁场部分章节内容安排v磁场、磁感应强度、磁感

3、线磁场、磁感应强度、磁感线v磁场对电流的作用磁场对电流的作用v磁场对电荷的作用磁场对电荷的作用v带电粒子在复合场中运动带电粒子在复合场中运动一、磁场、磁感应强度、磁感线一、磁场、磁感应强度、磁感线1、常见磁场、常见磁场2、电流的磁场电流的磁场直线电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两 侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则立体图横截面图3、磁感线的特点磁感线的特点v(1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向v(2)磁

4、感线的疏密定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场较强；在磁感线较疏的地方磁场较弱v(3)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极v(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切v(5)磁感线是假想的曲线，客观上不存在4、磁场磁场的作用的作用磁体和通电导体之间相互作用磁体和通电导体之间相互作用v通电导体之间相互作用通电导体之间相互作用v磁场对处在它里面的磁体或电流都有磁场力磁场对处在它里面的磁体或电流都有磁场力的作用的作用.5、磁感应强度、磁感应强度v（1）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值

5、叫磁感应强度。说明：如果各处的磁场强弱不同，仍然可用上述方法研究磁场，只是要用一段特别短的通电导线来研究磁场。如果导线很短很短，B就是导线所在处的磁感应强度。v（2）公式：B F/IL(量度式)6、磁感应强度和电场强度对比、磁感应强度和电场强度对比 对应名称对应名称比较项目比较项目磁感应强度磁感应强度B B电场强度电场强度E E物理意义物理意义描述磁场的力的性质的物理量描述磁场的力的性质的物理量描述电场的力的性质的物理量描述电场的力的性质的物理量定义式定义式B BF/ILF/IL，通电导线与，通电导线与B B垂直垂直E EF/qF/q大小决定大小决定由磁场决定，与检验电流无关由磁场决定，与检验

6、电流无关由电场决定，与检验电荷无关由电场决定，与检验电荷无关方向方向矢量矢量磁感线切线方向，小磁感线切线方向，小磁针磁针N N极受力方向极受力方向矢量矢量电场线切线方向，放电场线切线方向，放入该点的正电荷受力入该点的正电荷受力方向方向场的叠加场的叠加合磁感应强度等于各磁场的磁合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和感应强度的矢量和合场强等于各个电场的场强的合场强等于各个电场的场强的矢量和矢量和v1、对磁感应强度概念的理解关于磁感应强度的说法正确的是 ()A一小段通电导体放在磁场A处，受到的磁场力比B处的大，说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大B由B可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的

7、通电导线所受磁场力F成正比，与导线的IL成反比C一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零D小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向v答案D7、典型考题、典型考题v2、对磁感线性质的理解关于磁感线的性质和概念，下列说法中正确的是 ()A磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向B铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线C磁感线总是从磁体的N极指向S极D磁场中任意两条磁感线均不相交v答案ADv3、(2012全国18)如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面 上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于

8、MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是 ()vAO点处的磁感应强度为零vBa、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反vCc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同vDa、c两点处磁感应强度的方向不同v答案C二、磁场对电流的作用二、磁场对电流的作用v1安培力的大小v(1)磁场和电流垂直时，FBILsin.v(2)磁场和电流平行时：F0.v2安培力的方向v(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向v(2)安培力

9、的方向特点：FB，FI，即F垂直于B和I决定的平面v4、磁场对电流作用力的计算 如图1所示，一段导线abcd位于磁感应 强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd135.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力 ()A方向沿纸面向上，大小为(1)ILBB方向沿纸面向上，大小为(1)ILBC方向沿纸面向下，大小为(1)ILBD方向沿纸面向下，大小为(1)ILBv答案Av5、如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压

10、力为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于磁铁对斜 面压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是 ()AFN1FN2，弹簧的伸长量增大DFN1FN2，弹簧的伸长量减小v答案Cv考点一对磁感应强度的理解考点一对磁感应强度的理解v考点二安培定则的应用和磁场的叠加考点二安培定则的应用和磁场的叠加v考点三安培力作用下导体运动情况的判定考点三安培力作用下导体运动情况的判定v考点考点四四与安培力有关的力学综合问题与安培力有关的力学综合问题8、本节常规考点、本节常规考点三、三、磁场对电荷的作用磁场对电荷的作用v1洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力v2洛伦兹力的方向(1)

11、判定方法左手定则：掌心磁感线垂直穿入掌心； 四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向； 拇指指向洛伦兹力的方向v(2)方向特点：FB，Fv，即F垂直于B和v决定的平面(注意：洛伦兹力不做功，但是洛伦兹力分力会做功)v3洛伦兹力的大小 (1)vB时，洛伦兹力F0.(0或180) (2)vB时，洛伦兹力FqvB.(90) (3)v0时，洛伦兹力F0.洛伦兹力与电场力的洛伦兹力与电场力的对比对比 洛伦兹力洛伦兹力电场力电场力性质性质磁场对在其中运动的电荷磁场对在其中运动的电荷的作用力的作用力电场对放入其中电荷的作用电场对放入其中电荷的作用力力产生条件产生条件v0v0且且v v不与不与B B平行平

12、行电场中的电荷一定受到电场电场中的电荷一定受到电场力作用力作用大小大小F FqvB(vB)qvB(vB)F FqEqE力方向与场力方向与场方向的关系方向的关系一定是一定是FBFB，FvFv，与电，与电荷电性无关荷电性无关正电荷受力与电场方向相同，正电荷受力与电场方向相同，负电荷受力与电场方向相反负电荷受力与电场方向相反做功情况做功情况任何情况下都不做功任何情况下都不做功可能做正功、负功，也可能可能做正功、负功，也可能不做功不做功力为零时力为零时场的情况场的情况F F为零，为零，B B不一定为零不一定为零F F为零，为零，E E一定为零一定为零作用效果作用效果只改变电荷运动的速度方只改变电荷运动

13、的速度方向，不改变速度大小向，不改变速度大小既可以改变电荷运动的速度既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动大小，也可以改变电荷运动的方向的方向4、带电粒子在磁场中运动、带电粒子在磁场中运动v圆心半径角度确定圆心的方法：确定圆心的方法：v1、已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心。v2、已知入射方向、入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心。v3、已知粒子运动轨迹上的两条弦，作出两弦的垂直平分线，交点就是圆心。v

14、4、已知粒子在磁场中的入射点、入射方向和出射方向，延长或反向延长两速度方向所在直线使之成一夹角，作出这一夹角的平分线，与过入射点的速度的垂线的交点就是圆心。5、带电粒子在有界磁场中运动的几种常见情形带电粒子在有界磁场中运动的几种常见情形(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示)(2)平行边界(存在临界条件，如图所示)(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图所示)6、典型考题、典型考题v1、(2012安徽理综19)如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过t时间从C点射出磁场，OC与OB成60角现将带电粒子的速度变为，仍从A点

15、沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为 ()A.t B2t C.t D3tv答案Bv2、两极板M、N相距为d，板长为5d，两板未带电，板间有垂直于纸面的匀强磁场，如图16所示，一大群电子沿平行于板的方向从各个位置以速度v射入板间，为了使电子都不从板间穿出，磁感应强度B的范围怎样？(设电子电荷量为e，质量为m)v考点一洛伦兹力和电场力的比较v考点二带电粒子在匀强磁场中的运动v考点三 带电粒子在匀强磁场中运动的临界和极值问题v考点四 带电粒子在匀强磁场中运动的多解问题7、本节常规考点、本节常规考点四、四、带电粒子在复合场中运动带电粒子在复合场中运动1 1、复合场的分类：、复合场的

16、分类：v(1)叠加场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存v(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或相邻或在同一区域，电场、磁场交替出现2 2、三中场的对比、三中场的对比力的特点力的特点功和能的特点功和能的特点重力场重力场大小：大小：Gmg方向：方向：竖直向下竖直向下重力做功与重力做功与路径路径无关无关重力做功改变物体的重力做功改变物体的重力势重力势能能静电场静电场大小：大小：FqE方向：方向：a.正电荷受力方向与场强方正电荷受力方向与场强方向向相同相同b.负电荷受力方向与场强方向负电荷受力方向与场强方向相反相反电场力做功与电场力做功与路径路径无关无关WqU电场力做功改变电场

17、力做功改变电势能电势能磁场磁场洛伦兹力洛伦兹力FqvB方向可用方向可用左手左手定则判断定则判断洛伦兹力不做功，不改变带洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的电粒子的动能动能3、带电粒子在复合场中的运动形式带电粒子在复合场中的运动形式v1 静止或匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状态或做匀速直线运动v2 匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力大小相等，方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动v3 较复杂的曲线运动当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一直线上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线v4 分阶段运动带电粒子可能依次通过几个情况不同的组合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成4、带电粒子在复合场中运动的应用实例带电粒子在复合场中运动的应用实例v1 质谱仪v2 回旋加速器v3 速度选择器v4 磁流体发电机v5. 霍尔效应5、带电粒子在复合场中运动的轨迹欣赏、带电粒子在复合场中运动的轨迹欣赏abcd