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1、磁场复习磁场复习高二理磁场复习概述本章共有四个概念、两个公式、两个定则。 五个概念： 磁场、磁感线、磁感强度 、 匀强磁场两个公式：安培力 F=BIl (IlB) 洛伦兹力 f =qvB (vB)两个定则: 安培定则判断电流的磁场方向 左手定则判断磁场力的方向应用：应用：力电综合力电综合圆运动圆运动注：能力上多了注：能力上多了“有空间想象能力有空间想象能力”的要求。的要求。高二理磁场复习高二理磁场复习一、磁场一、磁场1 1、永磁体永磁体和和电流电流周围都存在磁场，它是一种周围都存在磁场，它是一种特殊形态的物质；特殊形态的物质；磁现象的电本质磁现象的电本质安培分子电流假说安培分子电流假说2 2、
2、磁场的基本特性之一、磁场的基本特性之一: : 就是对处于其中的就是对处于其中的磁极或者电流有磁场力的作用。磁极与磁极磁极或者电流有磁场力的作用。磁极与磁极之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的作用力都是通过作用力都是通过自己的磁场自己的磁场而作用于对方的。而作用于对方的。高二理磁场复习3 3、磁场的方向：规定在磁场中任一点，小磁针、磁场的方向：规定在磁场中任一点，小磁针静止时静止时N N极指向（即极指向（即N N极的受力方向）就是该点极的受力方向）就是该点的磁场方向。（注意：不是电流的受力方向）的磁场方向。（注意：不是电流的受力方向）五个方向的统一五个方向
3、的统一：磁场的方向磁场的方向小磁针静止时小磁针静止时N N极指向极指向N N极的受力方向极的受力方向磁感线某点的切线方向磁感线某点的切线方向磁感应强度的方向磁感应强度的方向高二理磁场复习掌握条形磁铁、马蹄形磁铁、地磁场、通电直条形磁铁、马蹄形磁铁、地磁场、通电直导线、环形电流、导线、环形电流、通电螺线管通电螺线管的磁感线分布情况。电场线电场线磁感线磁感线相似相似之处之处不同不同之处之处4、磁感线和电场线的相似和不同之处：、磁感线和电场线的相似和不同之处：任意两条都不能相交；都是假想线；任意两条都不能相交；都是假想线；切线方向都代表（电或磁）场的方向；切线方向都代表（电或磁）场的方向；疏密都代表
4、（电或磁）场的弱和强。疏密都代表（电或磁）场的弱和强。从正电荷出发到负电从正电荷出发到负电荷终止的荷终止的不封闭不封闭曲线曲线磁铁外部：磁铁外部：N极到极到S极，极，内部：内部：S极到极到N极的封闭曲极的封闭曲线线高二理磁场复习(2)要熟记常见的几种磁场的磁感线：高二理磁场复习(3)安培定则（右手螺旋定则）：安培定则（右手螺旋定则）： 对直导线，四指指磁感线环绕方向； 对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。(4)地磁场：地球的磁场与条形磁体的磁场相似。地磁场：地球的磁场与条形磁体的磁场相似。 主要特点是：地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球南极
5、指向北极，而竖直分量(By)则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下；在赤道表面上，距离地球表面相等的各点磁感应强度相等，且水平向北.高二理磁场复习 典型例题分析典型例题分析1、关于磁感线，下列说法正确的是（、关于磁感线，下列说法正确的是（ ）A.磁感线上各点切线方向就是各点的磁感线上各点切线方向就是各点的磁感应强度方向磁感应强度方向B.磁场中任意两条磁感线不会相交磁场中任意两条磁感线不会相交C.磁感线总是从磁体北极出发终止于磁感线总是从磁体北极出发终止于磁体南极磁体南极D.磁感线的疏密表示磁场的强弱磁感线的疏密表示磁场的强弱高二理磁场复习 3、如图所示，一束带电粒子沿着、如图所
6、示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是（可能是（ ）A.向右飞行的正离子束向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束向右飞行的负离子束D.向左飞行的负离子束向左飞行的负离子束SN高二理磁场复习4、在图中，螺线管中间的小磁针的指、在图中，螺线管中间的小磁针的指向是（向是（ ）A.左端是左端是N极极B.右端是右端是N极极C.左端是左端是S极极D.右端是右端是S极极高二理磁场复习二、磁感应强度（二、磁感应强度（B）描述磁场的强弱描述磁场的强弱1、
7、定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，、定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场力受到的磁场力F与电流与电流I和导线长度和导线长度L的乘积的比值叫的乘积的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度。做通电直导线所在处的磁感应强度。 B=F/（IL）3、单位：特、单位：特斯拉斯拉（T）2、由磁场本身决定，和放不放入电流无关。、由磁场本身决定，和放不放入电流无关。 4、是矢量，方向就是磁场方向，也就是小磁针静止、是矢量，方向就是磁场方向，也就是小磁针静止时时N极指向。极指向。5、匀强磁场：磁感应强度处处大小相等，方向相同、匀强磁场：磁感应强度处处大小相等，方向相同的区域。的区域。两个较大
8、的平行异名磁极之间（除边缘外）、长直通两个较大的平行异名磁极之间（除边缘外）、长直通电螺线管内部（除两端外）都是匀强磁场。电螺线管内部（除两端外）都是匀强磁场。高二理磁场复习下列说法正确的是( ) A. 电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度为零； B. 一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感强度一定为零； C. 表征电场中某点的强度，是把一个检验电荷放到该点时受到的电场力与检验电荷本身电量的比值； D. 表征磁场中某点强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值电场和磁场性质不同！磁场施力有电场和磁场性质不同！磁场施力有“选择性选择性”高二理磁
9、场复习三、磁场对电流的作用三、磁场对电流的作用1、磁场对电流的作用力叫做安培力。、磁场对电流的作用力叫做安培力。大小：大小：F=BIL （适用条件：（适用条件：IB） （注意：（注意：L应取有效长度应取有效长度）方向：方向：左手定则左手定则2、重要推论：、重要推论： 两平行通电直导线，若通以同向电流，则相互吸引；两平行通电直导线，若通以同向电流，则相互吸引；若通以反向电流，则相互排斥。若通以反向电流，则相互排斥。若电流和磁场若电流和磁场方向方向平行，电流不受磁场力平行，电流不受磁场力F的方向的方向总是总是垂直于垂直于B和和I所决定的平面所决定的平面高二理磁场复习 练习练习关于磁感应强度，下列说
10、法中正确的是关于磁感应强度，下列说法中正确的是( )( )A A磁感应强度的方向，就是通电直导线在磁场中的磁感应强度的方向，就是通电直导线在磁场中的受力方向受力方向B B磁感应强度大的地方，通电导线所受的力也一定磁感应强度大的地方，通电导线所受的力也一定大大C C磁感应强度的单位可以用磁感应强度的单位可以用T T表示表示D.D.通电导线在某处所受磁场力为零，则该处的磁感应通电导线在某处所受磁场力为零，则该处的磁感应强度为零强度为零高二理磁场复习 通通电电螺螺线线管管中中有有如如图图所所示示方方向向的的电电流流，其其中中各各小小磁针磁针N N极所指方向向左的是极所指方向向左的是( ) ( ) A
11、 A甲甲B B乙乙C C丙丙D D丁丁高二理磁场复习 磁场中某点磁场的方向是磁场中某点磁场的方向是( )( ) A A正电荷在该点的受力方向正电荷在该点的受力方向 B B运动电荷在该点的受力方向运动电荷在该点的受力方向 C C静止小磁针静止小磁针N N极在该点的受力方向极在该点的受力方向 D D一小段通电直导线在该点的受力方向一小段通电直导线在该点的受力方向高二理磁场复习方向：左手定则方向：左手定则 如图所示，金属杆如图所示，金属杆ab质量为质量为m，长为，长为L，通过的电流为，通过的电流为I，处在磁感应强度为，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果的匀强磁场中，结果ab静止且紧压于水静止且紧压
12、于水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成平导轨上。若磁场方向与导轨平面成角，求：（角，求：（1）棒）棒ab受到的摩擦力；受到的摩擦力； （2）棒对导轨的压力。）棒对导轨的压力。例：例：高二理磁场复习BF安安MgfF2F1 解：画其截面图，如图所示，解：画其截面图，如图所示，N由受力平衡可得：由受力平衡可得：沿水平方向：沿水平方向： F1= f沿竖直方向：沿竖直方向： F2+N= Mg即即:BILsin =f BILcos+ + N =mg解得摩擦力解得摩擦力 f = BILsin 导轨对棒的支持力导轨对棒的支持力导轨对棒的支持力导轨对棒的支持力 N =mg- BILcos 由牛顿第三定律棒对导轨的
13、压力也为由牛顿第三定律棒对导轨的压力也为 mg- BILcos 高二理磁场复习【典型例题】例1：如图1682所示，有一金属棒ab，质量m=5 g，电阻R=1 ，可以无摩擦地在两条轨道上滑动，轨道间的距离d=10 cm，电阻不计，轨道平面与水平面间的夹角，置于磁感应强度B=0.4 T，方向竖直向上的匀强磁场中，回路中电池的电动势E=2 V，内电阻r=0.1 ,问变阻器的电阻Rb为多大时 ，金属棒恰好静止？高二理磁场复习图1683解析：由题意可知，金属棒ab受重力、支持力和安培力而平衡，画出受力平面图如图所示.F=mgtan30 又F=BIL 由三式得Rb=1.7 .答案：Rb=1.7 说明：解决
14、力、电综合问题，关键仍是正确进行受力分析.平衡问题则根据平衡条件，列出方程，求出未知量.分析通电导线所受安培力的方向容易出错，为避免出错，一要把立体图改画为平面图，二要记住安培力的方向一定与磁感应强度B垂直. 高二理磁场复习四、带电粒子在匀强磁场中的运动一、洛仑兹力: 运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛仑兹力，它是安培力的微观表现。 1. 洛仑兹力大小(推导)得 当vB时， f = qvB f、v、B三者垂直 当vB时， f = 0 v与B成角， f = qvBsin 2. 洛仑兹力方向左手定则左手定则 注意：四指必须指电流方向，即正正电电荷荷定向移动的方向，负电荷为定向移动方向的反方向。 f一
15、定垂直v、B，v、B可以垂直可以不垂直高二理磁场复习3. 洛伦兹力洛伦兹力f 特点特点： a. 洛伦兹力总是垂直于v与B组成的平面； b. 洛伦兹力永远不做功。 即 f 不改变动能Ek，只改变动量(方向)。高二理磁场复习 4. 应用：带电粒子在匀强磁场中的圆运动应用：带电粒子在匀强磁场中的圆运动 条件：条件：(牛二律牛二律)得半径：得半径：粒子只受洛伦兹力粒子只受洛伦兹力粒子的粒子的vBB匀强磁场匀强磁场 特征方程特征方程：周期周期：与与v、R无关无关熟记熟记高二理磁场复习当电荷垂直射入匀强磁场时，在洛伦兹力当电荷垂直射入匀强磁场时，在洛伦兹力 作用下电荷作匀速圆周运动。作用下电荷作匀速圆周运
16、动。周期T的大小与带电粒子在磁场中的运动速率和半径无关。高二理磁场复习 例1.如图所示，螺线管两端加上交流电压，沿着螺线管轴线方向有一电子射入，则该电子在螺线管内将做（ ） A加速直线运动 B匀速直线运动 C匀速圆周运动 D简谐运动高二理磁场复习 如图所示，一电量为如图所示，一电量为q q的带电粒子，（不计的带电粒子，（不计重力）自重力）自A A点垂直射入磁感应强度为点垂直射入磁感应强度为B B，宽度为，宽度为d d的匀强磁场中，穿过磁场的速度方向与原来入射的匀强磁场中，穿过磁场的速度方向与原来入射方向的夹角为方向的夹角为30300 0，则该电荷质量，则该电荷质量m m是是，穿过磁场所用的时间
17、穿过磁场所用的时间t t为为AO300BVVdP由几何知识：弧由几何知识：弧ABAB所对应的圆心角所对应的圆心角=30=300 0,OB=OA,OB=OA即为半径即为半径r r。故：。故：高二理磁场复习解题关键解题关键：（1 1）确定运动轨迹所在圆的圆心）确定运动轨迹所在圆的圆心 和半径和半径300BVVAOdP（2 2）计算粒子在磁场中的运动时）计算粒子在磁场中的运动时间：先判定运动路径圆弧所对应的间：先判定运动路径圆弧所对应的 圆心角圆心角 , , 再根据再根据 求得时间求得时间t t 。 高二理磁场复习带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动的研究方法(1)画画轨轨迹迹：依据速度方向向合力方向弯曲，确定轨迹是顺时针转还是逆时针转。(2)圆圆心心的的确确定定：若已知带电粒子射入和射出的速度方向，可作出初速度和末速度的垂线，其交点为圆心；若已知初速度（或末速度）的方向和进出磁场的位置可利用圆上弦的中垂线必过圆心的特点找圆心。高二理磁场复习(3)半半径径的的确确定定：根据数学知识，解三角形求圆运动的半径。(4)带电粒子在磁场中运动时间t 的确定： 先求出粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角q，再由得得(为弧度为弧度)高二理磁场复习
