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1、磁场复习学案姓名班级主题内容要求考点磁场及描述1电流的磁场I2.磁感应强度，磁感线，地磁场II3.磁性材料，分子电流假说I磁场对电流 的作用力4.磁场对通电直导线的作用，安培力，左手 定则II5.磁电式电表原理I磁场对运动 电荷的作用 力6.磁场对运动电荷的作用，洛伦兹力，带电 粒子在匀强磁场中的运动II7.质谱仪，回旋加速器I重点本章的重点是：描述磁场特性的基本物理量一感应强度，表 达磁场对电流和运动电荷作用规律的基本公式和基本定则 安 培力公式、洛伦兹力公式和左手定则.难点本章的难点是：磁感应强度的定义、洛伦兹力公式的导出、带电 粒子在匀强磁场中的运动以及带电粒子在复合场中运动问题的分 析
2、方法等等，是教学中的难点，在教学中要十分注意讨论问题的 逻辑和思想方法.热点纵观近几年高考，涉及本章知识点的题目年年都有，考査次数最 多的是与洛伦兹力有关的带电粒子在匀强磁场或复合场中的运 动，其次是与安培力有关的通电导体在磁场中的加速或平衡问题.。空知识梳理一、磁现象天然磁石和人造磁铁都叫做，它们能吸引的性质叫磁性.如磁铁能吸引铁屑、铁钉等物质.磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最 的区 域叫磁极.能够自由转动的磁体，静止时指的磁极叫做南极（S极），指的磁极叫做北极（N极）.自然界中的磁体总存在着个磁极，同名磁极相互，异名磁极相互 .二、电流的磁效应丹麦物理学家奥斯特的贡献是发现了电流的磁效应.
3、著名的奥斯特实验是把导线沿 方向放置在指南的磁针上方，通电时.三、磁场磁体与之间、磁体与之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的磁体的周围、电流的周围存在磁场.四、地球的磁场 地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指向南北，其间有一个夹角 这就是地磁偏角，简称一、磁感应强度的意义描述磁场和方向的物理量，是矢量.二、磁感应强度的方向1磁感应强度的定义：描述的物理量.2磁感应强度的方向：小磁针静止时所指的方向规定为该点的磁感应强度方向，简称为方向.3.磁感应强度是 量.三、磁感应强度的大小1电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做
4、电 流元.2. 定义：在磁场中磁场方向的通电直导线所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做通电导线所在处的，用B来表示.3. 定义式：B= IL N单位：特斯拉，简称特，符号是t . i t=i ANm.一、磁感线 1在磁场中画出的一些曲线，曲线上每一点的 都跟这点的磁感应强度的方向一致2.在磁体的两极附近，磁场，磁感线.二、几种常见的磁场1直线电流的磁场磁感线是围绕电流的一圈圈的(2) 判断方法：磁感线的方向可以用.确定.(3) 安培定则：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致，所指的方向就是磁感线环绕的方向.磁感线分布安培定贝U2环形电流和通电螺线管的磁场环形电
5、流安培定则的用法：让与环形电流的方向一致， 指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.三、安培分子电流假说 1内容：在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流分子电流，分子电流使 每个物质微粒都成为微小的，它的两侧相当于两个.如图甲所示.2对有关磁现象的解释(1) 磁化：软铁棒未被磁化前，内部分子电流取向，磁场相互抵消，对外界不显磁性，在外界磁铁的磁化下，内部各分子电流，形成磁极.如图乙所示.(2) 失磁：由于激烈的分子热运动或机械运动使分子电流取向变得的结果.四、匀强磁场1定义：磁感应强度的、处处相同的磁场.2.磁感线特点：匀强磁场的磁感线是一些直线.五、磁通量1定义：设在磁感应强度为B的
6、匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S, 则B与S的乘积叫做穿过这个面积的，简称磁通.用字母表示磁通量.2.定义式：，.3.单位： ，简称，符号,1 Wb=1.比较项目磁感线电场线相 似 点意义形象地描述磁场方向和 相对强弱而假想的线形象地描述电场方向和相对强弱而假想 的线方向线上各点的切线方向即 该点的磁场方向，是磁 针N极受力方向线上各点的切线方向即该点的电场方 向，是正电荷受电场力的方向疏密表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间不相交、不中断在空间不相交不中断不同点是闭合曲线静电场中，电场线始于正电荷或无穷远 处，止于负电荷或无穷远处，是不闭合 的曲线二、几种常见的磁场的分布特点及
7、安培定则1常见永磁体的磁场(如图)条形磁铁蹄形磁铁异名磁极同名磁极一、安培力的方向1. 安培力：磁场对的作用力.2. 方向一一守左手定则厂手指指法：伸幵左手，使拇指与其余四指垂直，并且 都与手掌在同一个平面内一电流、礪场方向：磁感线从掌心进入，并使四指指向 电流的方向决定的平面:口i的方向特向就是通电导线在安培力大小的计算1.当B与I垂直时，F=BIL,2.当B与I在同一直线上时，F=0.3.当B与I成0角时，F=BILsin0 , Q是B与I的夹角.电场力安培力研究对象点电荷电流元受力特点正电荷受力方向与电场方向相 同，负电荷相反安培力方向与磁场方向和电流 方向都垂直判断方法结合电场线方向和
8、电荷正、负 判断用左手定则判断一、洛伦兹力1概念：，在磁场中受到的力.2.洛伦兹力的方向(1) 左手定则： 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 内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向运动的方向，这时所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向.(2) 负电荷受力方向与正电荷受力方向3 洛伦兹力的大小一般公式：F=，其中0是带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角. 当0 =90。时，即v的方向与B的方向垂直时，F=qvB，洛伦兹力. 当0 =0，即v的方向与B的方向平行时，F=0,洛伦兹力.洛伦兹力的作用效果特点由于洛伦兹力总是垂直于电荷运动方向，因此洛伦兹力总是不做
9、功.它只能改变运动电荷 的速度（即动量）的，不能改变运动电荷的速度（或动能）的电场力洛伦兹力作用对象静止或运动的电荷运动的电荷力的大小F电=?，与v无关F洛=?卩$口，与v有关， 当B与v平行时，F洛=0力的方向平行于电场方向冋时垂直于速度方向和磁场 方向对运动电荷的 作用效果改变速度大小、方向，对运动电 荷做功（除非初、末状态位于同 一等势面）只改变运动电荷的速度方向， 对运动电荷不做功一、带电粒子在匀强磁场中的运动1.实验探究（1）不加磁场时，电子束的径迹是（1）洛伦兹力不改变带电粒子速度的，或者说洛伦兹力对带电粒子不沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做洛伦兹力方向总与速
10、度方向垂直，正好起到了提供的作用.洛伦兹力作用下的匀速圆周运动带电粒子在匀1解决圆周运动问题的一般方法度选择器FE=还应粒子所受的电场力FB可得，卩=E/B,即满足意以下两点：心器（半径）心浮（周期）- qB找圆心，画轨迹 求半径汕二晋 求时间：心0TI2仃所受的洛伦兹力F=VB贝由匀速 ：值的粒子都沿直线通过，与粒子的正负无关.除此之外,原理q価二叱iri G2irmvE或 vE，粒子都将述毎弓转/电二血艇址祐一电场中加速多次而不受.电压慑制广都将徧离直线运动.粒子若从右侧射入，贝怀可能匀速通过电磁场，这说明速度选择器不仅对粒子速度的大小有选择，而且对速度的方向也有选择2.要想使Fe与FB始
11、终相反，应将v、B、E三者中任意两个量的方向同时改变，但不能同 时改变三个或者任一个方向，否则将破坏速度选择功能二、质谱仪1. 原理图：如图所示:76 747372 70I I III I ID i. :2加带电粒子进入质谱仪的加速电场,由动能3.偏转：带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动mv2r 洛伦兹力提供向心力：Bqv =r、质量m、比荷m等其中由r=构造图：如图所示.回旋加速器的核心部件是两个 回旋加速器两个半圆形金属盒之间的缝隙区域存在周期性变化的并且垂直于两金属盒正对 截面的匀强电场，带电粒子经过该区域时被加速(3) 交变电压的周期 为保证带电粒子每次经过缝隙时都被加速，使之
12、能量不断提高，需在缝隙两侧加上跟带电 粒子在半圆形金属盒中运动周期相同的交变电压三、磁流体发电机如图是磁流体发电机，其原理是：等离子体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力作用下发 生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差.设板间距离为Z,当等离子体以速度卩匀速 通过A、B板间时，A、B板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势.此时 离子受力平衡：E场q=Bqv，即E场=Bv,故电源电动势E=E场l=Blv.三、电磁流量计如图所示，一圆形导管直径为必用非磁性材料制成，其中可以导电的液体向左流动，导电 流体中的自由电荷(正负离子)在洛伦兹力作用下横向偏转， a、 b 间出现电势差，当自由电 荷
13、所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定，由Bqv=Uq，可得v=U，nd2 u nu流量 Q=Sv= 4 Bd= 4B -、霍尔效应如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中.当 电流按如图方向通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面之间会产生电势差，这种 现象称为霍尔效应.实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为U=kTB， 式中的比例系数k称为霍尔系数.-JW-AI一、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的分析 1带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径和周期(1) 带电粒子做匀速圆周运动的受力特征： F洛=卩向，即祠=能，所以轨迹半径
14、=話.运动的周期：T=-=2nmqB2带电粒子在匀强磁场中做圆周(或部分圆周)运动的圆心、半径及时间的确定 (1)圆心的确定带电粒子进入有界磁场后，其轨迹是一段圆弧，确定圆弧的圆心是解决问题的关键在解 决实际问题中，确定圆心的位置通常有如下两种方法：已知带电粒子的入射方向和出射方向时，通过入射点和出射点作入射方向和出射方向的 垂线，两条垂线的交点即粒子轨迹的圆心，如左下图所示已知入射方向和出射点的位置，可以通过入射点作入射方向的垂线，再做入射点和出射 点连线的中垂线，两条垂线的交点就是粒子运动轨迹的圆心如右上图所示(2) 运动半径的确定 做入射点、出射点对应的半径(或圆周上的其他点)，并作适当的辅助线建立直角三角形，利用直角三角形的边角关系结合r=mB求解.(3) 运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为周期T=2nm/qB，当粒子在有界磁场中运动的圆弧对的圆 心角为a时，粒子在有界磁场中运动时间为t=360T或t=2n 公式t=360T中的a以“度”为单位，公式t=2nT中的a以“弧度”为单位，两式中的T为
