《新高考物理二轮复习知识梳理+重点突破：第24讲 磁场 (含解析)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新高考物理二轮复习知识梳理+重点突破：第24讲 磁场 (含解析)（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第24讲 磁场知识图谱磁场的描述、安培力知识精讲一磁感应强度1磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力与电流元的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，用符号B表示，即，磁感应强度的单位为特斯拉，国际符号T。（没有找到磁荷，转而用电流元来定义磁感应强度）2磁感应强度是矢量。磁场中某点的磁感应强度方向是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向；磁感应强度的大小由磁场本身决定，与放入磁场中的电流无关。二磁感线1磁感线：为了形象的研究磁场而引入的一束假象曲线，并不客观存在，但有实验基础。2磁感线特点：磁感线的疏密程度能定性的反映磁场的强弱分布、磁感
2、线上任一点的切线方向反映该点的磁场方向。磁感线是不相交的闭合曲线。3几种常见的磁场的磁感线（1）条形磁铁磁感线：外部从N极出发，进入S极；中间位置与磁感线切线与条形磁铁平行。（2）蹄形磁铁磁感线：外部从N极出发，进入S极。（3）直线电流的磁感线：磁感线是一簇以导线为轴心的同心圆，其方向由安培定则来判定，右手握住通电导线，伸直的大拇指指向电流的方向，弯曲的四指所指的方向就是磁感线方向，离通电导线越远的地方，磁场越弱。（4）通电螺旋管的磁感线：与条形磁铁相似，有N、S极，方向可由安培定则判定，即用右手握住螺旋管，让弯曲的四指指电流的方向，伸直的大拇指的方向就是螺旋管的N极（即螺旋管的中心轴线的磁感
3、线方向）。（5）环形电流的磁感线：可以视为单匝螺旋管，判定方法与螺旋管相同；也可以视为通电直导线的情况。（永磁体的安培分子电流假说）（6）地磁场的磁感线：地磁场的的N极在地球的南极附近，S极在地球的北极附近，磁感线分布如图所示；地磁场B的水平分量（）总是从地球的南极指向地球的北极，竖直分量（）在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下；在赤道平面上，在距离地球表面相等的各点，磁场强弱相同，且方向水平向北。（7）匀强磁场的磁感线：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场，匀强磁场的磁感线是分布均匀的，方向相同的平行线。三安培力磁场对电流的作用力1安培力的大小当B、I、L两两相互垂直时，F=BIL
4、；当B与I平行时F=0；当B与I成角时，则F=BILsin注意：适用于任何磁场；但只有匀强磁场才能直接相乘L应为有效长度，即图中两端点连线的长度（电场中的有效长度平行与电场，磁场的有效长度垂直于磁场），相应的电流方向沿L由始端流向末端。因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以通电以后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零。2安培力的方向用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向，安培力的方向与B和I所决定的平面垂直。三点剖析课程目标：1.理
5、解磁感应强度的大小、方向，磁感应强度的叠加2.会判断安培力的方向，并分析计算磁感应强度、磁感线例题1、 有一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上的P点处所产生的磁场方向是（ ）A.y轴正方向B.y轴负方向C.z轴正方向D.z轴负方向例题2、多选题 如图，两根互相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（ ）A.o点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同C.c、d两
6、点处的磁感应强度大小相等，方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同随练1、 如图所示，三条长直导线都通以垂直纸面向外的电流，且I1I2I3，则距三条导线等距离的A点处磁场方向为（ ）A.向上B.向右C.向左D.向下随练2、 有两条长直导线垂直水平纸面放置，交纸面于a、b两点，通有大小相等的恒定电流，方向如图，a、b的连线水平。c是ab的中点，d点与c点关于b点对称。已知c点的磁感应强度为B1，d点的磁感应强度为B2，则关于a处导线在d点的磁感应强度的大小及方向，下列说法中正确的是（ ）A.，方向竖直向上B.，方向竖直向下C.，方向竖直向下D.，方向竖直向上随练3、 如图，在磁感应强度大小为
7、B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为（ ）A.0B.C.D.2B0安培力例题1、 如图所示，a、b为两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线，通有垂直纸面向内的同向等大电流，在ab的中垂线上放置一根电流方向向下的导线PQ，则关于通电导线PQ所受的安培力判断正确的是（ ）A.P端受到垂直PQ向右的安培力，Q端受到垂直PQ向左的安培力B.P端受到的安培力向右，但与PQ不垂直C.P端受到垂直PQ向外的安培力，Q
8、端受到垂直PQ向内的安培力D.P端受到的安培力向外，但与PQ不垂直例题2、多选题 如图（a）所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音，俯视图（b）表示处于辐射状磁场中的线圈（线圈平面即纸面），磁场方向如图中箭头所示，在图（b）中（ ）A.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外例题3、多选题 某同学自制一电流表，其原理如图所示，质量为m的均匀细金属杆MN与
9、一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度MN的长度大于ab，当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与矩形区域的ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数可表示电流强度MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g以下说法正确的是（ ）A.当电流表的示数为零时，弹簧的伸长量为x=B.为使电流表正常工作，金属杆中电流的方向应从N指向MC.劲度系数K减小，此电流表量程会更小D.磁感应强度B减小，此电流表量程会更小随练1、 如图所示，在等边三角形的三个顶点a、b、
10、c处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里，a和b两根通电导线在c处产生的合磁场方向和过c点的导线所受培力的方向分别为（ ）A.合磁场方向竖直向下，c受到的安培力方向与ab边垂直，指向左边B.合磁场方向竖直向上，c受到的安培力方向与ab边垂直，指向右边C.合磁场方向水平向左，c受到的安培力方向与ab边平行，竖直向上D.合磁场方向水平向右，c受到的安培力方向与ab边平行，竖直向下随练2、 如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以（ ）A.将a、b端分别接电源的正负极，c、d不接电源B
11、.将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极C.将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极D.将b、c端接在电源正极，a、d端接在电源负极随练3、 如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m，长为l的金属棒ab悬挂在cd两处，置于匀强磁场内当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向角处于平衡状态为了使棒平衡在该位置上，所需的最小磁场的磁感应强度的大小方向是（）A.tan，竖直向上B.tan，竖直向下C.sin，平行悬线向下D.sin，平行悬线向上磁场对运动电荷的作用知识精讲一 洛伦兹力实验现象：利用阴极射线管发射电子束，在不加磁场时，电子不受力，作直线运动，而拿一根条形磁铁靠近玻璃管，运动
12、的电子处在磁场中，电子的运动发生偏转。荷兰物理学家洛伦兹首先提出：运动电荷能产生磁场；磁场对运动电荷有力的作用。物理学上把磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。1方向：与判断安培力的方向相似，洛伦兹力的方向也可以利用左手定则判断。伸出左手，让拇指跟四指垂直，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，则拇指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向。特别要注意四指应指向正电荷的运动方向；若为负电荷，则四指指向运动的反方向，带电粒子在磁场中运动过程中，洛伦兹力方向始终与运动方向垂直。2大小：（1）推导：设有一段长为l的导线，横截面积为S，单位体积内自由电荷数为n，每个电荷带电量为q，定向
13、移动的平均速度为v。将这段导线垂直放置匀强磁场中，安培力可以看作是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力的合力，这段导线中含有的运动电荷数位nlS，所以，洛伦兹力f=安培力/电荷数=(nqvS)BL/nls=qvB。（2）洛伦兹力的一般公式：f=qvBsin，是v、B之间的夹角。（2）当带电粒子的运动方向与磁场方向互相平行时，f0；（3）当带电粒子的运动方向与磁场方向互相垂直时，f=qvB；（4）只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用，静止电荷在磁场中受到的磁场对电荷的作用力一定为零。3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，是安培力的微观解释，而安培力是导体中所有定
14、向移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。4洛仑兹力与电场力的关系：电场力是电荷在电场中受到的作用力,电场力做功与路径无关，只与电荷的初末位置有关；而洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的作用力，其方向与电荷运动方向垂直，所以，洛伦兹力不能对运动电荷做功。 二 带电粒子在匀强磁场中的运动1带电粒子的运动轨迹（1）当粒子运动方向与磁感线平行时，粒子做匀速直线运动；（2）当粒子运动方向与磁感线方向垂直时，粒子做匀速圆周运动；向心力由洛伦兹力提供，即；轨道半径公式：；周期：；（3）粒子运动方向与磁感线方向既不垂直，也不平行时，粒子运动的轨迹为螺旋线型。三点剖析课程目标：1.会判断洛伦兹力的方向2.掌握带电粒子在匀强磁场中运动的相关计算洛伦兹力方向的判断例题1、多选题 在图所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是（ ）A.AB.BC.CD.D例题2、 带电粒子M和N，先后以不同的速度沿PO方向射入圆形匀强磁
