磁场完整分享

一、磁场1、磁场：磁体周围存在磁场。类似电场。2、磁场的基本性质：对磁体有力的作用。同名磁极相斥，异名磁极相吸。3、作用过程：通过磁场实现。4、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向，也即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向。二、磁感线：1、作用：形象地描述磁场。切线方向表示磁场方向；疏密表示磁场强弱。2、磁感线方向：外部：从N极到S极，内部：从S极到N极。3、特点：不相交、不中断闭合曲线。4、模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性质，来模拟磁感线的形状。5、条形磁体和蹄形磁体的磁感线形状。注意：内部：从S极到N极。常见（磁体）的磁场：①、条形磁铁：②、蹄形磁铁：③、匀强磁场：××××××××××××××××BB磁感线与电场线的联系与区别1、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向（或小磁针静止时北极所指的方向）2、磁感线（1）为形象描述磁场而假想的曲线，实际不存在（2）疏密表示强弱，切线方向表示磁场方向（3）磁铁外部从N极到S极，内部从S极到N极，形成闭合曲线（4）不相交1、电场的方向：规定正电荷所受电场力的方向（4）不相交（3）始于正电荷，终止于负电荷的非闭合曲线（2）疏密表示强弱，切线方向表示电场方向（1）为形象描述电场而假想的曲线，实际不存在2、电场线三、地磁场：1、定义：地球是个磁体，具有磁场，叫地磁场。地磁场的分布大致上就像一个条形磁体。各地磁感线近似平行地面。2、磁偏角：（1）地球的地理南北极与地磁场的南北相反。（2）地球的地理两极与地磁场的两极并不重合，磁针并非准确地指南或指北，有个夹角，叫地磁偏角，简称磁偏角。3、地磁场的磁感线分布图：见上图。4、说明：宇宙中的许多天体都具有磁场。月球也有磁场。但月球不象地球那样有一个全球性的磁场。火星也没有全球性的磁场，所以火星上指南针不起作用。地磁场分布图同条形磁铁（通电螺线管）磁场，N极在地理南极，S极在地理北极；赤道B水平向北，南半球B斜向上，北半球B斜向下。1．分别用字母在图中空白处标出磁体的南北极。2．确定磁场方向的方法是：将一不受外力的()放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针N极的指向即为该点的磁场方向。3．小磁针的指南指北性表明地球是一个()

。

4．地理的

是地磁的北南极。指南针并不指向地球的正南正北，其间有一个交角叫

。在地球两极附近，地磁场的磁感应强度约为5×10-5T，而永久磁铁两极附近的磁感应强度约为0.5T.地磁场是非常弱的。5．关于磁感线的下列说法中，正确的是（）Ａ．磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线；Ｂ．磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同；Ｃ．磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁铁的南极；Ｄ．磁感线有可能出现相交的情况。6、下列说法正确的是（）Ａ．磁极间的相互作用是通过磁场发生的；Ｂ．磁场和电场一样也是客观存在的的物质；Ｃ．磁感线是实际存在的线，可由实验得到；Ｄ．磁感线类似于电场线，它总是从磁体的Ｎ极出发终止于Ｓ。-----右手螺旋定则（安培定则）四、常见电流的磁场（磁感线）：1、直线电流（电流的磁效应）——奥斯特安培定则：姆指指向电流方向，四指指向磁场的方向。2、环形电流安培定则：四指绕向电流方向，大拇指方向即为环形电流中心轴线上磁场的方向。3、螺线管电流安培定则：四指绕向电流的方向，大拇指方向即为螺线管内磁场的方向。7、一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，则电子流产生的磁场在z轴上的点P处的方向是（）A．沿y轴正方向B．沿y轴负方向C．沿z轴正方向D．沿z轴负方向五、磁感应强度B-------定量描述磁场的强弱1、定义式：在磁场中垂直磁场方向的通电导线，受到的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值。2、公式：3、单位：特斯拉（T）4、矢量性：◆磁感应强度B的方向：（磁场方向）①（规定）小磁针N极的受力方向（静止时N极指向）②磁感线的切线8、关于磁感强度，正确的说法是：（）(A)根据定义式，磁场中某点的磁感强度B与F成正比，与IL成反比；(B)磁感强度B是矢量，方向与F的方向相同；(C)B是矢量，方向与通过该点的磁感线的切线方向相同；(D)在确定的磁场中，同一点的B是确定的，不同点的B可能不同，磁感线密的地方B大些，磁感线疏的地方B小些。9、一根长10cm的通电导线放在磁感强度为0.4T的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，受到的磁场力为4×10-3N，若以导线的中点为轴转动导线使导线和磁感线平行，则导线所在处的磁感强度为

T，导线受到的磁场力为

。六、磁场对电流的作用③一般情况，F=IL⊥B=ILB⊥=BILsinө1、安培力：（1）大小：（2）方向：左手定则：伸开左手，大拇指跟四指垂直，且在同一平面内，让磁感线穿过手心，使四指指向电流方向，则拇指指向安培力的方向。①当I⊥B，F最大，F=ILB②当I∥B，F=010、请用左手定则判断下列四个图中通电直导线所受安培力的方向：11、关于左手定则的使用，下列说法中正确的是（）（A）当ＩＢ时，在电流、磁感强度和安培力三个物理量中，知道其中任意两个量的方向就可以确定第三个量的方向（B）知道电流方向和磁场方向，可以唯一确定安培力的方向（C）知道磁场方向和安培力的方向，可以唯一确定电流的方向（D）知道电荷的运动方向和洛伦兹力的方向，可以唯一确定磁场方向2、解题一般步骤：（1）判断安培力方向（2）其它力受力分析注意选择视图（视角）将立体受力图应转化成平面力图（3）列力学主方程：（4）列电学辅助方程:（5）解方程及必要的讨论（“答”）平衡方程牛二方程（动能定理）F=ILBQ=Itε=IR…….12、如图，相距20cm的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为θ=370，上面放着质量为80g的金属杆ab，整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中.(1)若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以多大的电流.(2)若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以多大的电流。13、在倾角为θ的斜面上，放置一段通有电流强度为I,长度为L，质量为m的导体棒a，（通电方向垂直纸面向里），如图所示，棒与斜面间动摩擦因数μ<tanθ.欲使导体棒静止在斜面上，应加匀强磁场，磁场应强度B最小值是多少？如果要求导体棒a静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场磁感应强度又如何？七、洛伦兹力1、磁场力：2、洛伦兹力大小：（3）一般位置，

f=qvB

sinθ，θ是V、B之间的夹角.（1）当V⊥B，f最大，f=qVB（2）当V∥B，f=0（1）安培力：（2）洛伦兹力：磁场对电流作用（宏观）磁场对运动电荷作用（微观）与正电荷速度同向与负电荷速度反向注意四指方向：（电流方向）3、洛伦兹力方向：——左手定则（类似安培力）（1）洛伦兹力F的方向既垂直于磁场B的方向，又垂直于运动电荷的速度v的方向，即F总是垂直于B和v所在的平面．（2）左手定则：伸出左手，让姆指跟四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线穿过手心，四指指向正电荷运动方向（当是负电荷时，四指指向与电荷运动方向相反）则姆指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向。4、洛伦兹力与安培力的关系（1）洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向称动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现．（2）洛伦兹力一定不做功，它不改变运动电荷的速度大小;但安培力却可以做功。14、在图7所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是（）八、带电粒子在匀强磁场中的运动1、当V∥B：f=0，→匀速运动2、当V⊥B：洛伦兹力总是垂直速度，永远不会做功（1）洛仑兹力提供向心力（2）轨道半径：（3）周期：与v、r无关（4）圆心、半径、运动时间的确定（5）洛仑洛伦兹力的方向：左手定则3、解题思路：（匀速圆周运动）（1）圆心半径的确定：运动轨迹中任两点的切线的垂线交点即为圆心（2）飞行时间的确定：周期、圆心角圆心角等于偏转角ββ

运动时间：t=θ/360×T4、带电粒子vB时在匀强磁场中的运动问题（1）无界磁场中的运动：求运动的带电粒子的周期之比、轨道半径之比电荷之比、质量之比、或磁感应强之比、动能之比等。15、电子、质子、氘核、氚核，以同样的速度垂直磁场方向射入同一匀强磁场中，它们都做匀速圆周运动，则轨道半径最大的是（）A、氘核B、氚核C、电子D、质子

16、两个带电粒子，其质量相等，在同一匀强磁场中只受洛仑兹力的作用而做匀速圆周运动（）A、若半径相等，则速率必相等B、若电荷相等，则半径必相等C、若电荷相等，则周期必相等D、若半径相等，则动量必相等（2）带电粒子在不同边界磁场中运动

①直线边界（进出磁场具有对称性）如下图所示：17、如图14所示，在虚线MN右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为q的带负电的粒子从P点以垂直MN的速度v进入磁场，粒子在磁场中做匀速圆周运动，一段时间后从Q点离开磁场。不计粒子的重力。求：（1）P、Q两点间的距离；（2）粒子在磁场中运动的时间。，18、如图13所示，真空中有直角坐标系xOy，P（a，－b）是坐标系中的一个点，a、b均为大于0的常数。在y≥0的区域内存在着垂直于xOy平面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子A从坐标原点O以速度v0沿y轴正方向射出，粒子A恰好通过P点，不计粒子重力。求：（1）磁感应强度B的大小和方向；（2）粒子A从O点运动到P点的时间t

19、如图所示，在x＜0与x＞0的区域中，存在磁感应强度大小分别为B1与B2的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面向里，且B1＞B2．一个带负电荷的粒子从坐标原点O以速度v沿x轴负方向射出，要使该粒子经过一段时间后又经过O点，B1与B2的比值应满足什么条件．d=R(1-cosө)d=Rsinөd=R(1+cosө)②平行边界（存在临界条件，即轨迹与边界相切时粒子恰好不射出边界）如图所示：20、如图所示，二块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动，进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点。（1）判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；（2）求磁感应强度B的值；（3）现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间位置。为了使墨滴仍能到达下板M点应将磁感应强度调至B'，则B'的大小为多少？21、如图所示，在真空区域内，有宽度为L的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里，MN、PQ为磁场的边界。一质量为m、带电为-q的粒子，先后两次沿着与MN夹角为θ（0°<θ<90°）的方向垂直于磁感线射入匀强磁场中，第一次粒子以速度v1射入磁场，粒子刚好没能从PQ边界射出磁场；第二次粒子以速度v2射入磁场，粒子刚好垂直于PQ边界射出磁场。（不计粒子重力影响，v1、v2未知）求v1/v2的值。22、如图，在0≤x≤

区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。在t＝0时刻，一位于坐标原点的粒子源在xy平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y轴正方向的夹角分布在0～180°范围内。已知沿y轴正方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场边界上P(

，a)点离开磁场．求：

(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷q/m；

(2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围；

(3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。

③圆形边界（沿径向摄入必沿径向射出）如图所示：（3）运动时间的确定：根据带电粒子在磁场中做圆周运动的周期，确定粒子转过的圆弧所对应的圆心角，由或即可确定（角α的单位分别为度和弧度）。23、在以坐标原点

O为圆心、半径为

r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为

B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示．

一个不计重力的带电粒子从磁场边界与

x轴的交点

A处以速度

v沿-x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与

y轴的交点

C处沿+y方向飞出．

（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m；

（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B'，该粒子仍从

A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B'多大？此次粒子在磁场中运动所用时间

t是多少？

九、综合应用实例分析1、速度选择器：与粒子的质量、电量及正负无关EBVEqEqqVBqVB2、质谱仪：测定荷质比、元素鉴定分析偏转距离：3、回旋加速器：极板间交变电场周期T等于回旋周期T回▲交变电场中的（加速）运动时间忽略N为回旋周期数d<<R24、质谱仪是用来测定带电粒子的质量和分析同位素的装置。如图所示，电容器两极板相距为d，两极板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1，一束电荷量相同的带正电的粒子沿电容器的中心线平行于极板射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，结果分别打在感光片上的a、b两点，设a、b两点间距离为△x，粒子所带电荷量为q，且不计重力，求：（1）粒子进入磁场B2时的速度v；（2）打在a、b两点的粒子的质量之差△m。（3）试比较这两种带电粒子在磁场B2中运动时间的大小关系，并说明理由。25、回旋加速器的工作原理如图1所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m，电荷量为+q，加在狭缝间的交变电压如图2所示，电压值的大小为U0．周期T=2πm/qB．一束该粒子在t=0~T/2时间内从A处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零．现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用．求：

（1）出射粒子的动能Em；

（2）粒子从飘入狭缝至动能达到Em所需的总时间t总；

（3）要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出，d应满足的条件．

十、复合场综合应用类型题归纳1、直线运动：2、圆周运动：受力平衡→匀速直线运动如：速度选择器、霍尔效应、磁流体、电磁流量计（1）辐射电场（重力场）中:匀速圆周运动（只讨论匀强磁场）（2）匀强电场、重