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高三物理 磁场 知识精讲 人教版

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1 / 7 高三物理 磁场 知识精讲 人教版

一. 本周教学目的：

磁场

二. 知识结构：

回旋加速器质谱仪速度选择器磁流体发电机应用方向：左手定则力磁场对运动电荷的作用应用：磁电式电流表：磁力矩磁场对通电线圈的作用方向：左手定则磁场对电流的作用力磁场的作用力磁场的应用磁场方向磁感线的切线方向表示应强度的大小磁感线的疏密表示磁感磁感线极所指方向方向：小磁针大小：磁感应强度磁场的概念磁场sinsin)(qBvfNBISMBILFNILFB

三. 知识要点：

〔一〕磁场对电流的作用

1. 磁场：

〔1〕定义：磁场是磁体或运动电荷〔或电流〕周围存在的一种特殊物质，它能够传递磁体与磁体、磁体和电流、电流和电流之间的相互作用。这种物质叫磁场。

〔2〕对磁场的理解、磁场的物质性

磁场的根本性质：磁场对磁体有力的作用，对运动电荷电流有力的作用。

〔3〕磁场的方向：在磁场中的任意一点，放在该点的小磁针N极的受力方向即放在该点的小磁针静止时，N极的指向是该点的磁场方向。

2. 磁感线

〔1〕定义：在磁场中画一些有方向的曲线，这些曲线上每一点的切线方向，跟该点的磁场方向一样，这样的曲线叫磁感线。

〔2〕磁感线的特点

〔3〕几种典型磁场的磁感线的分布

3. 匀强磁场 word

2 / 7 在磁场中的某些区域内，假设磁感线为同向、等密的平行线，这个区域的磁场叫匀强磁场。

4. 地磁场的特点

〔1〕地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近。

〔2〕地磁场的B的水平分量〔Bx〕总是从地球南极指向北极；而竖直分量〔By〕如此南北相反，在南半球竖直向上，在北半球竖直向下。

〔3〕在赤道面〔即磁场的中性面〕上，距离地球外表相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平。

5. 磁感应强度B

〔1〕定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L乘积IL的比值叫做通电导线所在处的磁感应强度ILFB。

〔2〕理解：① 准确实验明确，在磁场的同一地方，电流受的磁场力F与电流I成正比，与导线长度L成正比，与IL的比值是一个常量，在磁场中不同的地方，F与IL的比值一般不同，F/IL可用来描述某处磁场的强弱。

② B的单位，特斯拉，即导线与磁场方向垂直时，1m长的导线，通过1A的电流，受到的磁场力，F为1N时，该处的磁感应强度就是1T。

③ B是矢量。

6. 直线电流的磁场，通电螺线管的磁场

7. 磁场对电流的作用

〔1〕安培力的大小

sinBILF为I与B的夹角

〔2〕安培力的方向

左手定如此

〔二〕磁场对运动电荷的作用，带电粒子在磁场中的运动

1. 磁场对运动电荷的作用

大小：sinBvqf是v与B的夹角

方向：左手定如此

* 洛伦兹力对运动电荷不做功

2. 带电粒子在磁场中的运动

〔1〕假设Bv//，带电粒子以速度v做匀速直线运动〔0f〕

〔2〕假设Bv，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动。

① 向心力由洛伦兹力提供RmvBvq/2

② 轨道半径BqPBqmvR/

③ 周期：BqmvRT22mBqf2

角速度：mBqT2

④ 动能：mBqRmvEk2)(2122

* 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T，只和粒子的荷质比)/(mq有关，与粒子的速度v、半径R的大小无关。 word 3 / 7 荷质比mq/一样的带电粒子，在同样的匀强磁场中，T，f和一样。

〔三〕带电粒子在复合场中的运动

1. 带电粒子在复合场中的运动性质。

〔1〕带电粒子在复合场中的匀速圆周运动。

〔2〕带电粒子在匀强电场，匀强磁场和重力场中的直线运动。

〔3〕带电粒子在复合场中的曲线运动。

2. 带电粒子速度选择器

〔1〕质谱仪

〔2〕磁流体发电机

〔3〕电磁流量计

【典型例题】

[例1] 如如下图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极正上方，导线可以自由移动，当导线通过电流I时，导线的运动情况是〔从上往下看〕〔 〕

A. 顺时针方向转动，同时下降

B. 顺时针方向转动，同时上升

C. 逆时针方向转动，同时下降

D. 逆时针方向转动，同时上升

分析与解答：

〔1〕电流元受力分析法：把导线等效为AO、BO两段电流元，蹄形磁铁磁感线分布如下列图，由左手定如此可判定，导线逆时针转动。

〔2〕特殊值分析法：用导线转过90的特殊位置〔如如下图中虚线位置〕来分析。判得安培力方向向下，故导线在逆时针转动同时向下运动。

正确答案：C

[例2] 如下图所示为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器，当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的答案是〔 〕

A. 电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极

B. 电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极

C. 电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极 word 4 / 7 D. 电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极

分析与解答：当电流从a端流向电磁铁时，据右手螺旋定如此，测出电磁铁的上端为S极，此时能吸引小磁铁向下运动，故说明小磁铁的下端为N极。

答案：D

[例3] 某物理课外兴趣小组为住宅楼房顶上的蓄水池设计了一个自动注水装置，如如下图所示，图中A与B是金属块，M是带动水泵的电动机，试说它的工作原理。

分析解答：当蓄水池水位低于金属块A时，继电器控制电路断开，常闭触头闭合，抽水机工作。当蓄水池水面与金属块A接触时，控制电路接通，电磁铁吸引衔铁，使常闭触头断开，抽水机停止抽水。

[例4] 一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a，0)点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。

分析与解答：由射入、射出点的半径可找到圆心O/，并得出半径为

aqmvBBqmvar23,32得；射出点坐标为〔0，a3〕。

[例5] 关于速度选择器某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O以速度v0向右射去，从右端中心a下方的b点以速度v1射出；假设增大磁感应强度B，该粒子将打到a点上方的c点，且有ac=ab，如此该粒子带___电；第二次射出时的速度为_____。 word

5 / 7

分析与解答：B增大后向上偏，说明洛伦兹力向上，所以为带正电。由于洛伦兹力总不做功，所以两次都是只有电场力做功，第一次为正功，第二次为负功，但功的绝对值同

21202222020212,21212121vvvmvmvmvmv

【模拟试题】〔答题时间：45分钟〕

1. 如如下图所示，三根通电直导线垂直纸面放置，位于b、c、d处通电电流大小一样，方向如图所知a位于bd中点且abac，如此a点的磁感强度方向是〔 〕

A. 垂直纸面指向纸里 B. 垂直纸面指向纸外

C. 沿纸面由a指向bD. 沿纸面由a指向d

2. 如下列图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，如此这束带电粒子可能是〔 〕

A. 向右飞行的正离子束 B. 向左飞行的正离子束

C. 向右飞行的负离子束 D. 向左飞行的负离子束

3. 如图示，MN是一条水平放置的固定长直导线，通电电流大小为I1，方向如图，P是一个通有电流I2的与MN共面的金属环，圆环P在磁场力作用下将〔 〕

A. 沿纸面向上运动

B. 沿纸面向下运动

C. 上半部垂直纸面向外，下半部垂直纸面向里运动

D. 上半部垂直纸面向里，下半部垂直纸面向外运动

4. 如下列图，一个矩形线框放在匀强磁场中，当线框中通有如下列图方向的恒定电流时，在线框绕OO转动90过程中〔 〕

A.ab边和cd边受到的安培力不变，电磁力矩逐渐变小

B.ab边和cd边受到的安培力逐渐变小，电磁力矩也逐渐变小

C.ad边和cb边始终不受安培力作用 word 6 / 7 D.ad边和cd边受到安培力逐渐变大，但电磁力矩为零

5. 如下列图，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通过垂直纸面向里的电流，用N表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比拟〔 〕

A. N减小，0fB. N减小，0f

C. N增大，0fD. N增大，0f

6. 如图示，固定长直导线通以图示方向的电流，导线旁有一导线框，两者共面，框中通以顺时针方向的电流时，框的运动是〔 〕

A. 绕OO轴顺时针转动 B. 离开长直导线向右平动

C. 靠近长直导线向左平动 D. 向上或向下平动

7. 如图示的装置中，劲强系数较小的金属弹簧下端恰好浸入水银中，电源电动势足够大，当闭合开关S后，弹簧将〔 〕

A. 保持静止 B. 收缩 C. 变长 D. 不断上下振动

8. 如图示，半径为R的绝缘筒中为匀强磁场区域，磁感强度为B，磁感线垂直纸面向里。一个质量为m，电量为q的正离子，以速度v从圆筒上C孔处沿直径方向射入筒内，如果离子与圆筒碰撞两次〔磁撞时不损失动能，且碰撞所用时间不计〕，又从C孔飞出，如此离子在磁场中运动的时间为〔 〕

A.vR2B.vR3C.BqmD.Bqm32

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高考助力高中物理知识点整合 磁场知识整理

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磁场 基本特性,来源,

方向(小磁针静止时极的指向,磁感线的切线方向,外部(N S)内部(S N)组成闭合曲线

要熟悉五种典型磁场的磁感线空间分布（正确分析解答问题的关健）

脑中要有各种磁源产生的磁感线的立体空间分布观念；会从不同的角度看、画、识 各种磁感线分布图

能够将磁感线分布的立体、空间图转化成不同方向的平面图（正视、符视、侧视、剖视图）

安培右手定则：电产生磁 安培分子电流假说，磁产生的实质(磁现象电本质)奥斯特和罗兰实验

安培左手定则(与力有关) 磁通量概念一定要指明“是哪一个面积的、方向如何”且是双向标量

F安=B I L f洛=q B v 建立电流的微观图景(物理模型)

从安培力F=ILBsinθ和I=neSv推出f=qvBsinθ。

典型的比值定义

(E= E=k ) (B= B=k ) (u= ) ( R= R= )

(C= C= )

磁感强度B：由这些公式写出B单位，单位 公式

B= ; B= ; E=BLv B= ； B=k （直导体） ；B= NI（螺线管）

qBv = m R = B = ;

电学中的三个力：F电=q E =q F安=B I L f洛= q B v

注意： = 1 \* GB3 ①、B⊥L时，f洛最大，f洛= q B v

（f 、B 、v三者方向两两垂直且力f方向时刻与速度v垂直） 导致粒子做匀速圆周运动。

= 2 \* GB3 ②、B || v时，f洛=0 做匀速直线运动。

= 3 \* GB3 ③、B与v成夹角时，（带电粒子沿一般方向射入磁场），

可把v分解为（垂直B分量v⊥，此方向匀速圆周运动；平行B分量v|| ，此方向匀速直线运动。）

合运动为等距螺旋线运动。

带电粒子在磁场中圆周运动（关健是画出运动轨迹图,画图应规范）。

高中物理【磁场】专题分类典型题(带解析)

高中物理【磁场】专题分类典型题(带解析)

高中物理磁场专题分类题型

一、【磁场的描述 磁场对电流的作用】典型题

1．如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是( )

A．N极竖直向上 B．N极竖直向下

C．N极沿轴线向左 D．N极沿轴线向右

解析：选C．负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿轴OO′向左．由于磁针N极指向为磁场方向，可知选项C正确．

2．磁场中某区域的磁感线如图所示，则( )

A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb

B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb

C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大

D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小

解析：选A．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出Ba>Bb，所以A正确，B错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小B、电流大小I、导线长度L和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C、D错误．

3.将长为L的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场中，两端点A、C连线竖直，如图所示．若给导线通以由A到C、大小为I的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是( )

A．ILB，水平向左 B．ILB，水平向右

C．3ILBπ，水平向右 D．3ILBπ，水平向左

解析：选D．弧长为L，圆心角为60°，则弦长AC＝3Lπ，导线受到的安培力F＝BIl＝3ILBπ，由左手定则可知，导线受到的安培力方向水平向左．

4．如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°，在M、N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，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1.若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为( )

高三物理磁场知识点梳理

高三物理磁场知识点梳理

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高三物理磁场知识点梳理

篇一：高中物理磁场知识点(详细总结)

磁场基本性质

一、磁场

1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的基本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用．

2、磁现象的电本质：所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．

二、磁感线

为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线．

1．疏密表示磁场的强弱．

2．每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感应强度的方向．

3．是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极．磁线不相切不相交。

4．匀强磁场的磁感线平行且距离相等．没有画出磁感线的地方不一定没有磁场．

5．安培定则：姆指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个同心圆，每点磁场方向是在该点切线方向·

*熟记常用的几种磁场的磁感线：

【例1】根据安培假说的物理思想：磁场来源于运动电荷．如果用这种思想解释地球磁场的形成，根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实．那么由此推断，地球总体上应该是：（A）

A.带负电; B.带正电;

C.不带电; D.不能确定

解析:因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极，根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西，而地球是从西向东自转，所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流，故选A.

三、磁感应强度 2 / 13

1．磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零。

2．在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度l的乘积Il的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度．

①表示磁场强弱的物理量．是矢量．

磁场(高二物理磁场专题复习)

磁场(高二物理磁场专题复习)

磁场

一．知识点梳理

考试要点

基本概念

一、磁场和磁感线（三合一）

1、磁场的来源：磁铁和电流、变化的电场

2、磁场的基本性质：对放入其中的磁铁和电流有力的作用

3、磁场的方向（矢量）

方向的规定：磁针北极的受力方向，磁针静止时N极指向。

4、磁感线：切线～～磁针北极～～磁场方向

5、典型磁场——磁铁磁场和电流磁场（安培定则（右手螺旋定则））

6、磁感线特点： ① 客观不存在、② 外部N极出发到S，内部S极到N极③ 闭合、不相交、④ 描述磁场的方向和强弱

二．磁通量（Φ 韦伯 Wb 标量）

通过磁场中某一面积的磁感线的条数，称为磁通量，或磁通

二．磁通密度（磁感应强度B 特斯拉T 矢量）

大小：通过垂直于磁感线方向的单位面积的磁感线的条数叫磁通密度。

SB 1 T = 1 Wb / m2 方向：B的方向即为磁感线的切线方向 意义：1、描述磁场的方向和强弱 2、由场的本身性质决定 三．匀强磁场

1、定义：B的大小和方向处处相同，磁感线平行、等距、同向

2、来源：①距离很近的异名磁极之间

②通电螺线管或条形磁铁的内部，边缘除外

四．了解一些磁场的强弱

永磁铁――10 －3 T，电机和变压器的铁芯中――0.8～1.4 T

超导材料的电流产生的磁场――1000T，地球表面附近――3×10－5～7×10－5 T

比较两个面的磁通的大小关系。如果将底面绕轴L旋转，则磁通量如何变化？ N S

L 地球磁场 通电直导线周围磁场 通电环行导Ⅱ 磁场对电流的作用——安培力

一．安培力的方向 ——（左手定则）伸开左手，使大拇指与四指在同一个平面内，并跟四指垂直，让磁感线穿入手心，使四指指向电流的流向，这时大拇指的方向就是导线所受安培力的方向。（向里和向外的表示方法（类比射箭））