高中物理竞赛《磁场》内容讲解

最全面高中物理磁场超详细知识点归纳磁场是具有定向性，包括空间和时间变化，能引起磁铁活动的物理场。

它是磁体能量的形式和载体，将磁体电能量转化为机械能量，并使运动电子排斥或吸引，具有实用的技术价值。

研究磁场的目的是为了获取磁体的数量、性质和应用，以及地震研究、宇宙物理以及其他领域的大自然科学研究。

一、磁场的定义磁场是正弦波的集合，它以矢量形式或张量形式表示为一个函数，在空间和时间上发生变化，能在不同地点和时刻诱发磁体。

它代表磁体能量的数量、性质和形式。

二、磁场的特征（1）磁场有方向性。

磁矢之差表示强度方向，负责变化的函数表示磁场方向，比如在一定点上磁矢向x轴正方向指向，说明磁场方向为x轴正方向。

（2）磁场有梯度。

它指磁场力的梯度，使得磁矢在空间上的变化率越快，磁场的梯度越大。

（3）磁场有时间变化特性。

它指磁场在给定时间内的变化，磁场的时间变化通常由自身本身的产生原理决定。

三、磁场的质点理论磁场的质点理论认为磁场是由新创造的质点或“磁子”所组成的，它们是由偶极子（正极子和负极子）构成的，正极子与正电荷相关联，而负极子与负电荷相关联，质点之间通过磁场力相互作用，产生电流。

四、磁场的力学表达式磁力的大小决定于两个电流之间的距离，它是由电磁学发明者麦克斯韦提出的现象表达出来的，用力学方程式表示为：B=μI/2πr，其中，B是磁场强度，μ是真空磁导率，I是电流，r是电流线段之间的距离。

五、磁场的流动磁场的流动可概括为常规流动和衍射流动，常规流动指电流通过磁体，磁场形成一系列正弦流动，衍射流动是指磁场强度发生变化，在新的空间处产生新的正弦流动，其流动方向与磁场强度梯度的相反方向。

六、磁场的应用（1）地震研究：在地震学中，磁场可以用于测量地球内部的结构和活动，了解地壳构造以及地球核心的状态。

（2）磁导航：在航空航天科学领域，磁场是航空器定位、导航和控制的基础，只要探测到本地磁场，就可以确立航空器当时的位置。

（3）一般工程应用：磁场也是电力传输、无线电广播以及其他工程领域中物理现象、感应元件和线圈的载体。

磁场基本知识介绍《磁场》部分在奥赛考刚中的考点很少，和高考要求的区别不是很大，只是在两处有深化：a 、电流的磁场引进定量计算；b 、对带电粒子在复合场中的运动进行了更深入的分析。

一、磁场与安培力1、磁场a 、永磁体、电流磁场→磁现象的电本质b 、磁感强度、磁通量c 、稳恒电流的磁场*毕奥-萨伐尔定律（Biot-Savart law ）：对于电流强度为I 、长度为dI的导体元段，在距离为r 的点激发的“元磁感应强度”为dB 。

矢量式d B = k 3r r l Id ⨯，（d l 表示导体元段的方向沿电流的方向、r 为导体元段到考查点的方向矢量）；或用大小关系式dB = k 2r sin Idl θ结合安培定则寻求方向亦可。

其中 k = 1.0×10−7N/A 2 。

应用毕萨定律再结合矢量叠加原理，可以求解任何形状导线在任何位置激发的磁感强度。

毕萨定律应用在“无限长”直导线的结论：B = 2k rI ；*毕萨定律应用在环形电流垂直中心轴线上的结论：B = 2πkI2/3222)r R (R + ；*毕萨定律应用在“无限长”螺线管内部的结论：B = 2πknI 。

其中n为单位长度螺线管的匝数。

2、安培力a 、对直导体，矢量式为 F = I B L⨯；或表达为大小关系式 F = BILsin θ再结合“左手定则”解决方向问题（θ为B 与L 的夹角）。

b 、弯曲导体的安培力 ⑴整体合力折线导体所受安培力的合力等于连接始末端连线导体（电流不变）的的安培力。

证明：参照图9-1，令MN 段导体的安培力F 1与NO 段导体的安培力F 2的合力为F ，则F 的大小为F =)cos(F F 2F F 212221θ-π++= BI)cos(L L 2L L 212221θ-π++= BI MO关于F 的方向，由于ΔFF 2P ∽ΔMNO ，可以证明图9-1中的两个灰色三角形相似，这也就证明了F 是垂直MO 的，再由于ΔPMO 是等腰三角形（这个证明很容易），故F 在MO 上的垂足就是MO 的中点了。

高二物理磁场知识点总结在高二物理的学习中，磁场是一个非常重要的部分。

它不仅是物理学中的重要概念，也在许多实际应用中发挥着关键作用。

下面我们就来详细总结一下高二物理中磁场的相关知识点。

一、磁场的基本概念1、磁场的定义：磁场是一种存在于磁体或电流周围的特殊物质，能够对放入其中的磁体或电流产生力的作用。

2、磁场的方向：规定在磁场中某点小磁针静止时 N 极所指的方向为该点磁场的方向。

二、磁感线1、磁感线的定义：磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线，曲线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向，曲线的疏密程度表示磁场的强弱。

2、磁感线的特点：磁感线是闭合曲线，在磁体外部，磁感线从N 极出发，回到S 极；在磁体内部，磁感线从 S 极指向 N 极。

磁感线不相交。

磁感线的疏密表示磁场的强弱。

三、几种常见的磁场1、条形磁铁的磁场：条形磁铁外部的磁感线从 N 极出发，回到 S 极，内部从 S 极指向 N 极，两端磁场最强。

2、蹄形磁铁的磁场：与条形磁铁类似，只是形状不同。

3、通电直导线的磁场：用安培定则（右手螺旋定则）判断，用右手握住直导线，让大拇指指向电流的方向，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

4、环形电流的磁场：同样用安培定则判断，让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，那么大拇指所指的方向就是环形电流中心轴线上磁感线的方向。

5、通电螺线管的磁场：相当于多个环形电流磁场的叠加，其外部的磁感线类似于条形磁铁的磁场，内部是匀强磁场。

四、安培力1、安培力的定义：通电导线在磁场中受到的力称为安培力。

2、安培力的大小：当导线与磁场方向垂直时，F ＝ BIL；当导线与磁场方向平行时，F ＝ 0；当导线与磁场方向成夹角θ时，F ＝BILsinθ。

3、安培力的方向：用左手定则判断，伸开左手，使大拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内，让磁感线穿过手心，四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是安培力的方向。

高考物理磁场知识点讲解在高考物理中，磁场是一个重要的知识点。

它是学习电磁学的基础，理解了磁场的概念和特性，就能够更好地理解电磁感应、电磁波等现象。

本文将从磁场的起源、磁场的性质和磁场的应用三个方面来进行讲解。

1. 磁场的起源磁场的起源可以追溯到古代中国的指南针。

古人发现磁石具有指向北极的特性，并利用磁石制作了指南针。

通过观察指南针的指向，人们开始研究磁场现象。

后来，英国科学家奥斯特维奇发现了电流在导线周围产生的磁场。

这一发现为后来的电磁学奠定了基础。

2. 磁场的性质磁场有几个重要的性质：磁力线、磁感应强度和磁场的方向。

磁力线是描述磁场分布的工具。

磁力线是沿着磁场方向的曲线，它们总是从北极穿出磁体，进入南极。

磁力线越密集，表示磁场越强。

而磁感应强度表示单位面积内受力的大小，通常用字母B表示。

磁感应强度的方向与磁力线的方向相同，大小与磁力线的密度成正比。

最后，磁场的方向根据磁力线的方向来确定。

如果磁力线从南极指向北极，则磁场方向与磁力线方向一致。

3. 磁场的应用磁场在生活中有着广泛的应用。

磁铁、电磁铁、电机等都是利用磁场产生的力来实现各种功能的设备。

磁铁是最常见的应用之一。

我们可以将两块磁铁靠近，它们会互相吸引，也可以互相排斥。

这是由于磁铁产生的磁场引起的力所致。

利用这个原理，我们可以使磁铁吸取铁钉等物体，或者制作简单的磁场演示器。

电磁铁是一种通过通电产生磁场的装置。

通电时，电流在导线周围形成一个磁场，进而使整个导线成为磁体。

电磁铁可以用于制作电磁吸盘、电磁悬浮等实用的应用品。

电机是应用磁场最广泛的设备之一。

电机利用电磁感应的原理，将电能转化为机械能。

通常，电机由磁场和导线组成。

当导线通电时，会在周围产生磁场，磁场与导线相互作用，产生力使导线运动。

这种力产生的转矩通过连杆等部件传递给机械装置，最终实现功效。

总结起来，磁场是高考物理中重要的知识点之一。

理解磁场的起源、性质和应用，有助于我们更好地理解和应用电磁学的相关知识。

磁 场一、恒定电流的磁场1、直线电流的磁场通有电流强度为I 的无限长直导线，距导线为R 处的磁感应强度为：RIB πμ20=；如下图距通有电流强度为I 的有限长直导线为R 处的P 点的磁感应强度为：)cos (cos 40βαπμ+=RIB ----------------------------------①若P 点在通电直导线的延长线上，则R=0 α=0 β=π 无法直接应用上述式子计算，可进行如下变换lR d d 21)sin(2121=+βα 上式中1d 、2d 分别为P 点到A 、B 的距离，l 为直导线的长度所以：l d d R )sin(21βα+=代入①式得：)sin(cos cos 4210βαβαπμ++=d d Il B令2sin2cos2cos 2sin 22cos2cos2)sin(cos cos βαβαβαβαβαβαβαβα+-=++-+=++=y将α=0 β=π代入上式得0=y所以：在通电直导线的延长线上任意一点的磁感应强度为0=B2、微小电流元产生的磁场微小电流元的磁场，根据直线电流的磁场公式)cos (cos 40βαπμ+=rIB得：Ⅰ若α、β都是锐角，如左图，有：)cos (cos 40βαπμ+=r I B =)sin (sin 4210θθπμ∆+∆rI因1θ∆、2θ∆0→，所以≈∆+∆=)sin (sin 4210θθπμr I B )(4210θθπμ∆+∆rI所以：θπμ∆=rIB 40Ⅱ若α、β中有一个是钝角，如β（右图），则：]sin )[sin(cos 4)cos (cos 400000θθθθπμβαπμ-+∆=+=r Id I B -------------①00000sin sin cos cos sin sin )sin(θθθθθθθθ-∆+∆=-+∆因0→∆θ，所以：0000cos cos sin sin )sin(θθθθθθθ∆≈∆≈-+∆--------------------------------②②式代入①式得：θπμ∆=rIB40总上所述，电流元I 在空间某点产生的磁场为：θπμ∆=rIB 40，式中r 为电流元到该点的距离，θ∆为电流元端点与该点连线张开的角度。

高二物理的磁场知识点归纳磁场是高中物理中的重要知识点之一，涉及到电磁感应、电流和磁场相互作用等内容。

下面将对高二物理的磁场知识点进行归纳和总结。

1. 磁场的基本概念磁场是指能够对磁性物体施加力或产生力线的物理场。

它由磁力线组成，磁力线是从磁北极指向磁南极的曲线。

2. 磁场的产生磁场可以通过两种方式产生：一是通过电流产生磁场，即安培定律；二是通过磁性物质自身的磁性产生磁场，即磁石的磁场。

3. 磁场的性质磁场具有方向性和大小性质。

磁场的方向由北极指向南极，采用磁力线来表示；磁场的大小由磁铁的磁化程度来决定，单位是特斯拉。

4. 磁场中的磁力磁场中的磁力是指磁场对磁性物质或者带电粒子施加的力。

对于带电粒子，磁力的方向由左手准则确定；对于磁性物质，磁力的方向由磁力线的趋势确定。

5. 洛伦兹力和电磁感应洛伦兹力是指带电粒子在磁场中受到的力，其大小和方向由磁场和粒子的速度共同决定。

电磁感应是指磁场的变化引起电流的产生，它满足法拉第电磁感应定律。

6. 磁场中的电流当导体中有电流流过时，会产生磁场，这被称为安培环路定理。

根据安培环路定理，电流所形成的磁场可以利用简单的右手螺旋法则进行判断。

7. 磁场中的力和能量在磁场中，磁性物质和电流都可以受到磁场的力的作用，并且可以进行功。

磁场还可以存储能量，其能量密度与磁场强度的平方成正比。

8. 磁场对运动带电粒子的影响在磁场中，带电粒子会受到洛伦兹力的作用，从而改变其运动状态。

带电粒子在磁场中做曲线运动，这被称为磁场中的圆周运动。

9. 长直导线、电流圈和理想化磁体的磁场通过长直导线、电流圈和理想化磁体可以产生稳定的磁场分布。

根据安培环路定理和比奥-萨伐尔定律，可以得出这些磁场分布规律。

10. 磁场对磁性物质的影响磁性物质在磁场中受到磁场力的作用，可以出现吸引或排斥的现象。

根据磁性物质的不同特性，可以分为顺磁性、抗磁性和铁磁性。

以上是对高二物理中磁场知识点的一个归纳和总结。

通过学习和理解这些知识点，可以更好地理解磁场的性质和作用，解决与磁场相关的问题，并在实际应用中灵活运用磁场知识。

高考物理磁场知识点归纳总结一、磁场的概念和性质1.磁场的概念：磁场是存在于磁体周围的一种物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质，具有磁场力的作用。

2.磁场的性质：磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力作用，这个力称为磁场力。

二、磁感线1.磁感线的概念：用一些带箭头的曲线，可以方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。

2.磁感线的特点：(1) 磁感线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向，也就是放在该点的小磁针静止时北极所指的方向。

(2) 磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从北极出来，进入南极。

在磁体内部，由南极回到北极。

(3) 磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，越疏的地方磁场越弱。

(4) 磁场中某点不可能有两个切线方向。

三、安培定则1.安培定则的概念：安培定则是由法国物理学家安培提出的，它是指右手握住导线，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极。

2.安培定则的应用：安培定则可以用来判断通电螺线管的极性和电流方向。

四、洛伦兹力1.洛伦兹力的概念：洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，它是一种与电场力不同的力。

2.洛伦兹力的特点：洛伦兹力对电荷不做功，它只改变电荷的运动状态，不会改变电荷的动能。

3.洛伦兹力的方向：洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁场方向有关。

当电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力为零；当电荷运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大。

4.洛伦兹力的应用：洛伦兹力可以用来解释一些电磁现象，如带电粒子的加速和偏转等。

五、磁场对通电导线的作用力1.磁场对通电导线的作用力的概念：当电流通过导线时，导线会受到磁场的作用力，这个力称为安培力。

2.安培力的特点：安培力的大小与导线的放置方向和磁场方向有关。

当导线与磁场垂直时，安培力最大；当导线与磁场平行时，安培力为零。

3.安培力的应用：安培力可以用来解释一些电磁现象，如电动机和发电机的工作原理等。

高中物理比赛电学教程 第四讲 电磁感觉第三 磁 § 3。

1基本磁 象因为自然界中有磁石 ( Fe 3O 4) 存在，人 很早从前就开始了 磁 象的研究。

人 把磁石能吸引 ` ` 等物 的性 称 磁性。

条形磁 或磁 是两头吸引 屑的能力最 ， 我 把 吸引 屑能力最 的地区称之 磁极。

将一条形磁 挂起来， 两极 是分 指 向南北方向，指北的一端称北极 (N 表示 ) ；指南的一端称南极(S 表示 ) 。

磁极之 有相互作使劲，同性磁极相互排挤，异性磁极相互吸引。

磁 静止 沿南北方向取向 明地球是一个大磁体，它的N 极位于地理南极邻近，S 极位于地理北极邻近。

1820 年，丹麦科学家奥斯特 了 流的磁效 。

第一个揭露了磁与 存在着 系。

直通 能 磁 作用；通 直螺 管与条形磁 作用 就好像条形磁 一般；两根平行通 直 之 的相互作用⋯⋯，所有 些都启 我 一个: 磁 和 流能否在本源上一致 ? 1822 年，法国科学家安培提出了 成磁 的最小 元就是 形 流， 些分子 流定向摆列，在宏 上就会 示出N 、 S 极的分子 流假 。

近代物理指出，正是 子的 原子核运 以及它自己的自旋运 形成了“分子 流”， 就是物 磁性的基本本源。

全部磁 象的本源是 流，以下我 只研究 流的磁 象。

§ 3。

2 磁感觉强度3．2． 1、磁感 度、 奥伐 定律将一个 L ，I 的 流元放在磁 中某一点， 流元遇到的作使劲F 。

当 流元在某一方向 ， 个力最大， 个最大的力 F m和 IL 的比 ，叫做 点的磁感 度。

将一个能自由 的小磁 放在 点，小磁 静止N 极所指的方向，被 定 点磁感 度的方向。

真空中，当 生磁 的 流回路确立后，那空 的磁 就确立了，空 各点的B 也就确定了。

依据 流回路而求出空 各点的 B 要运用一个称 奥— 伐 定律的 定律。

— 定律告 我 ：一个 流元IL( 如 3-2-1)在相 流元的地点矢量r 的 P 点所KI L sinr 2L 的方向与 r 方向的 角， 生的磁 的磁感 度B 大小， 着 流 IB 的方向可用右手螺旋法 确立，即伸出右手， 先把四指放在 I L 的方向上， 着小于的角 向 r 方向 大拇指方向即 B 的方向。

第十一章 磁 场第一讲 电流的磁场一、方向 右手螺旋定则二、大小 毕奥—萨伐尔定律电流元（一小段电流）的磁场电流微元dL ，在P 点所产生的磁场02sin 4I dB dL r μθπ=其中：70410m T A μπ-=⨯1、有限长直导线电流I 的磁场长度为L ，电流为I ，研究点取P ，P 到导线的垂直距离为a ，P 点和导线两端连线的夹角分别为1θ和2θ取微元dL ，其在P 点的磁感应强度02sin 4IdL dB r μθπ=由图可知：cot L a θ=- 上式取导：2sin ad dL θθ= 而 sin a r θ= 将dL 和r 代入上式 210sin 4I d B dB a θθμθθπ==⎰⎰()012cos cos 4I a μθθπ=- 2、无限长直导线电流的磁场 02I B aμπ= a 为场点到电流的垂直距离 3、园形电流中心的磁场每个微元dL 在中心产生的dB 都是一样的 024IdL dB rμπ= 2002042rI I B dB dL r rπμμπ===⎰⎰ 4、园形电流中心轴线上的磁场研究点取P 点，P 点和园电流园心间距为a,园电流流为I ，半径为R 。

取微元dL ，到P 点距离为r ，024IdL dB r μπ= 1003223/2cos sin 44()R dB dB db db ru IdL u R IRdL r a R αβππ=====+ ()201302224R IR B dB dL a R πμπ==+⎰⎰ ()2032222IR a R μ=+当a=0时，即为园心处的磁场。

5、细长密绕通电螺线管内的磁场0B nI μ=n 为螺线管单位长度上的匝数6、运动电荷的磁场电流的磁场，本质上是运动电荷在其周围激发的磁场。

dL 电流元的磁场 2sin 4u I dB dL r θπ= 电流 I nqsv = （n 单位体积内的电荷数，s 导线截面积）dL 电流元内的电荷数目 N nsdL =电量为q ，以速度υ运动的电荷所产生的磁场02sin 4dB q B N r μυθπ==⋅ 例：两个电量分别为q 1和q 2的电荷，以相同速度υ平行运动，他们之间的磁场力多大？（间距为r ） 答案： 21224q q f q B rμυυπ==⋅二、高斯定理在磁场中，通过任意闭合曲面S 的磁通量为零 0SB d S φ==⎰⎰ （S ─任意闭合曲面）该表达式用到高等数学的微积分知识，可以从磁感线上进行理解：1、通过任意闭合曲面的磁通量是0 0SB d Sφ==⎰⎰磁感线是闭合曲线，对任意闭合曲面，若某根磁感线穿入了该闭合曲面，必然会穿出v q该闭合曲面，所以，对任意闭合曲面的磁通量为零。

磁 场一、恒定电流的磁场1、直线电流的磁场通有电流强度为I 的无限长直导线，距导线为R 处的磁感应强度为：RIB πμ20=；如下图距通有电流强度为I 的有限长直导线为R 处的P 点的磁感应强度为：)cos (cos 40βαπμ+=RIB ----------------------------------①若P 点在通电直导线的延长线上，则R=0 α=0 β=π 无法直接应用上述式子计算，可进行如下变换lR d d 21)sin(2121=+βα 上式中1d 、2d 分别为P 点到A 、B 的距离，l 为直导线的长度所以：l d d R )sin(21βα+=代入①式得：)sin(cos cos 4210βαβαπμ++=d d Il B令2sin2cos2cos 2sin 22cos2cos2)sin(cos cos βαβαβαβαβαβαβαβα+-=++-+=++=y将α=0 β=π代入上式得0=y所以：在通电直导线的延长线上任意一点的磁感应强度为0=B2、微小电流元产生的磁场微小电流元的磁场，根据直线电流的磁场公式)cos (cos 40βαπμ+=rIB得：Ⅰ若α、β都是锐角，如左图，有：)cos (cos 40βαπμ+=r I B =)sin (sin 4210θθπμ∆+∆rI因1θ∆、2θ∆0→，所以≈∆+∆=)sin (sin 4210θθπμr I B )(4210θθπμ∆+∆rI所以：θπμ∆=rIB 40Ⅱ若α、β中有一个是钝角，如β（右图），则：]sin )[sin(cos 4)cos (cos 400000θθθθπμβαπμ-+∆=+=r Id I B -------------①00000sin sin cos cos sin sin )sin(θθθθθθθθ-∆+∆=-+∆因0→∆θ，所以：0000cos cos sin sin )sin(θθθθθθθ∆≈∆≈-+∆--------------------------------②②式代入①式得：θπμ∆=rIB40总上所述，电流元I 在空间某点产生的磁场为：θπμ∆=rIB 40，式中r 为电流元到该点的距离，θ∆为电流元端点与该点连线张开的角度。

高考物理磁场知识要点总结一、基本概念和基本规律1. 磁力线：指示磁力方向和磁场强度的曲线。

2. 磁力：磁场对于具有磁性的物体所施加的力。

3. 磁力规律：同类磁极相斥，异类磁极相吸。

4. 磁感线：磁感应强度B的方向的曲线。

5. 磁感应强度（磁场强度）B：与磁场力相关，数值上等于磁场力对磁场单位正极磁势能的单位磁阻的比值。

6. 磁感应强度的单位：特斯拉（T）。

7. 磁场力：磁场中磁感应强度为B的磁铁在磁场中受力的大小。

8. 磁场力规律：磁场力与磁感应强度大小和电流量的乘积成正比。

9. 楞次定律：电流产生的磁场力大小与磁场内磁感应强度、电流的大小和夹角的正弦值之积成正比。

10. 磁化强度：单位体积内磁化电荷的大小。

二、磁场中的电流1. 定义：通过导体的电流产生的磁场。

2. 电流元：取一微弱电流段，其长度dL为微小量，电流强度为I。

3. 宏观电流：由大量的电荷在导线内流动产生的电流。

4. 微观电流：电流中的个别电荷通过导线的传输过程。

5. 安培(Ampere)定律：磁场力线的方向是电流方向的线圈所构成的方向。

三、电流元在磁场中受力1. 定义：表示在磁感应强度为B的磁场中的微小电流元,电流元的长度为dL，电流强度的大小为I。

2. 磁场力的大小：F=B×I×dL×sinα。

3. 磁场力的方向：根据安培定律，方向垂直于电流元所在平面。

四、直导线的磁场1. 定义：指物体中通有电流的直导线产生的磁场。

2. 磁场的磁感应强度大小与导线距离和电流量有关。

3. 导线周围产生的磁场是匀强磁场。

五、直导线的磁场中的电流元受力1. 直导线的磁场力公式：F=B×I×L×sinα。

2. 直导线所受的磁场力满足受力规律。

3. 直导线两边所受的磁场力大小相等反向。

六、线圈的磁场1. 定义：有电流通过的圆形线圈产生的磁场。

2. 线圈的磁感应强度的大小与电流强度及线圈的匝数有关。

《高三物理磁场知识点总结》一、引言高中物理中的磁场部分是一个重要且具有一定难度的知识板块。

磁场看不见、摸不着，却在我们的生活中有着广泛的应用，从电动机、发电机到磁悬浮列车等。

对于高三学生来说，深入理解和掌握磁场知识点，不仅是应对高考的需要，更是为今后的学习和科学研究奠定基础。

本文将对高三物理磁场知识点进行系统总结，帮助同学们更好地掌握这一关键内容。

二、磁场的基本概念1. 磁场的产生磁体周围存在磁场，电流也能产生磁场。

奥斯特实验证明了电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场。

2. 磁场的性质磁场对放入其中的磁体、通电导体有力的作用。

磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用。

3. 磁感应强度磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用符号 B 表示。

定义为在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力 F 与电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值，即 B = F/IL。

磁感应强度是矢量，其方向为小磁针静止时 N 极所指的方向。

三、磁场的描述1. 磁感线磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线。

磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

（1）磁感线的特点：①磁感线是闭合曲线，在磁体外部由 N 极指向 S 极，在磁体内部由 S 极指向 N 极。

②磁感线不相交。

③磁感线的疏密表示磁场的强弱。

2. 几种常见磁场的磁感线分布（1）条形磁铁的磁场：外部磁感线从 N 极出发，回到 S 极；内部从 S 极指向 N 极。

（2）蹄形磁铁的磁场：与条形磁铁类似。

（3）通电直导线的磁场：以导线为圆心的同心圆，磁场方向可用安培定则（右手螺旋定则）判断。

（4）通电螺线管的磁场：外部磁场与条形磁铁相似，内部磁场是匀强磁场，方向也可用安培定则判断。

四、安培力1. 安培力的大小当磁场 B 与电流 I 垂直时，安培力 F = BIL；当磁场 B 与电流 I 平行时，安培力 F = 0；当磁场 B 与电流 I 成夹角θ时，安培力F = BILsinθ。

磁场1．一个半径为R 的圆线圈，共有N 匝，故在方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B 。

线圈可绕通过其水平直径的固定轴转动，一个质量为m 的物体用细线挂在线圈下部，如图。

当线圈通以电流I 后，最终能在某一位置处于平衡状态，这时线圈平面跟磁场夹角为θ，写出θ的计算式：取B=0.50特，R=10厘米，N=10匝，m=500克，I=1.0安，线圈本身重力忽略不计，求θ值。

2．图中L 是一根通电长直导线，导线中的电流为I ．一电阻为R 、每边长为2a 的导线方框，其中两条边与L 平行，可绕过其中心并与长直导线平行的轴线OO ’转动，轴线与长直导线相距b ，b ＞a ，初始时刻，导线框与直导线共面．现使线框以恒定的角速度ω转动，求线框中的感应电流的大小．不计导线框的自感．已知电流I 的长直导线在距导线r 处的磁感应强度大小为k rI，其中k 为常量．3．如图所示，有一个质量均匀分布的细圆环，半径为R ，质量为m ，均匀带着总电量为Q 的正电荷。

如果将此环平放在水平光滑桌面上，以角速度ω绕竖直中心轴旋转，桌面 附近存在着竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场，那么环上将有多大的张力？4．空间中有范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B ，磁力线水平指向前方，金属 圆盘质量为m ，半径为R ，厚度为d ，从静止开始下落；下落过程中，圆盘平面始终保持和水平磁力线平行。

试求圆盘最终达到的稳定加速度等于多少？5．磁感应强度为B 0的匀速磁场沿Z 方向，匀强电场E 0沿y 轴，一点电荷-q 放在坐标原点，由静止释放，试求：（1）电荷-q 在y 轴偏转的最大距离；（2）电荷-q 沿x 方向的平均速度和沿y 方向的平均加速度。

6．如图所示， M l M 2和 M 3 M 4都是由无限多根无限长的外表面绝缘的细直导线紧密排列成的导线排横截面，两导线排相交成120°，O O ’为其角平分线．每根细导线中都通有电流 I ，两导线排中电流的方向相反，其中M l M 2中电流的方向垂直纸面向里．导线排中单位长度上细导线的根数为λ．图中的矩形abcd 是用 N 型半导体材料做成的长直半导体片的横截面，（ab 《bc ），长直半导体片与导线排中的细导线平行，并在片中通有均匀电流I 0，电流方向垂直纸面向外．已知 ab 边与 O O ’垂直，bc ＝l ，该半导体材料内载流子密度为 n ，每个载流子所带电荷量的大小为 q ．求此半导体片的左右两个侧面之间的电势差．已知当细的无限长的直导线中通有电流 I 时，电流产生的磁场离直导线的距离为r 处的磁感应强度的大小为 rIk B =,式中k 为已知常量．7．设空间存在三个相互垂直的已知场：电场强度为E的匀强电场，磁感应强度为B的匀强磁场和重力加速度为g的重力场．一质量为m、电荷量为q的带正电的质点在此空间运动，已知在运动过程中，质点速度大小恒定不变．(i)试通过论证，说明此质点作何运动(不必求出运动的轨迹方程)．(ii) 若在某一时刻，电场和磁场突然全部消失，已知此后该质点在运动过程中的最小动能为其初始动能(即电场和磁场刚要消失时的动能)的一半，试求在电场、磁场刚要消失时刻该质点的速度在三个场方向的分量．8．图中坐标原点O (0, 0）处有一带电粒子源，向y≥0一侧沿Oxy平面内的各个不同方向发射带正电的粒子，粒子的速率都是v，质量均为m，电荷量均为q．有人设计了一方向垂直于Oxy平面，磁感应强度的大小为 B 的均匀磁场区域，使上述所有带电粒子从该磁场区域的边界射出时，均能沿x 轴正方向运动．试求出此边界线的方程，并画出此边界线的示意图．9．边长为L的正方形铜线框abcd可绕水平轴ab自由转动，一竖直向上的外力F作用在cd边的中点．整个线框置于方向竖直向上的均匀磁场中，磁感应强度大小随时间变化．已知该方形线框铜线的电导率（即电阻率的倒数）为σ，铜线的半径为r0，质量密度为ρ，重力加速度大小为g．（1）当框平面与水平面abef的夹角为θ时，求该方形线框所受的重力矩．（2）当框平面与水平面abef的夹角为θ时，框平面恰好处于平衡状态．求此时线框中cd边所受到的磁场B 的作用力的大小与外力的大小F 之间的关系式．（3）随着磁感应强度大小随时间的变化，可按照（2）中的关系式随时调整外力F 的大小以保持框平面与水平面abef 的夹角总为θ．在保持夹角θ不变的情形下，已知在某一时刻外力为零时，磁感应强度大小为B ；求此时磁感应强度随时间的变化率tB∆∆．10．空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，在此区域建立直角坐标系O-xyz ，如图所示，匀强电场沿x 方向，电场强度i E E 01=，匀强磁场沿z 方向，磁感应强度B 0=，E 0、B 0分别为已知常量，k i 、分别为x 方向和z 方向的单位矢量。