2022年2022年物理選修3-1磁場知識歸納

1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)問點(diǎn)大全電場.恒定電流.磁場學(xué)問點(diǎn)匯總（一）磁場學(xué)問點(diǎn)匯總一.磁場磁場為一種客觀物質(zhì),存在于磁體和運(yùn)動電荷（或電流）四周；磁場（磁感應(yīng)強(qiáng)度）的方向規(guī)定為磁場中小磁針n極的受力方向（磁感線的切線方向） ；磁場的基本性質(zhì)為對放入其中的磁體.運(yùn)動電荷（或電流）有力的作用；二.磁感線磁感線為徦想的,用來對磁場進(jìn)行直觀描述的曲線,它并不為客觀存在的；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載磁感線為閉合曲線磁體的外部n 極s極磁體的內(nèi)部s極n 極精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱,磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場方向；任何

2、兩條磁感線都不會相交,也不能相切；三.安培定就 為用來確定電流方向與磁場方向關(guān)系的法就精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載彎曲的四指代表磁感線的圍繞方向 直線電流 精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載電流的方向 環(huán)形電流或通電螺線管四.安培分子電流假說 揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì),即磁體的磁場和電流的磁場一樣,都為由電荷的運(yùn)動產(chǎn)生的；五.幾種常見磁場直線電流的磁場：無磁極,非勻強(qiáng),距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱通電螺線管的磁場：管外磁感線分布與條形磁鐵類似,管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場；地磁場（與條形磁鐵磁場類似）地磁場 n極在地球南極鄰近, s 極在地球北極鄰近；地磁場 b 的水平重量總為從地球南極指

3、向北極,而豎直重量南北相反,在南半球垂直地面對上,在北半球垂直地面對下在赤道平面上,距離地球表面相等的各點(diǎn),磁感強(qiáng)度相等,且方向水平向北；假如地磁場為由地球表面所帶電荷產(chǎn)生,就地球表面所帶電荷為負(fù)電荷（依據(jù)安培定就.地磁場的方精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載向與地球自轉(zhuǎn)方向判定） ；六.磁感應(yīng)強(qiáng)度 ：定義式 bf （定義 b 時, ilib ） b 為矢量,方向與磁場方向相同,并不為精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載在該處電流的受力方向,運(yùn)算時遵循矢量運(yùn)算法就；七.磁通量定義一： =bs, s 為與磁場方向垂直的面積,即=bs ,假如平面與磁場方向不垂直,應(yīng)把面積投影

4、到與磁場垂直的方向上,求出投影面積s精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載定義二：表示穿過某一面積磁感線條數(shù)學(xué)問點(diǎn)大全精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載磁通量為標(biāo)量,但有正.負(fù),正.負(fù)號不代表方向,僅代表磁感線穿入或穿出；當(dāng)一個面有兩個方向的磁感線穿過時,磁通量的運(yùn)算應(yīng)算“純收入”,即= 1 - 2 （ 1 為正向磁感線條數(shù), 2 為反向磁感線條數(shù)；）八.安培力大小精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載公式 fblisin （為 b 與 i 夾角） f0、 bli精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載九.通電導(dǎo)線

5、與磁場方向垂直時,安培力最大fbil精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載通電導(dǎo)線平行于磁場方向時,安培力f0b 對放入的通電導(dǎo)線來說為外磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度式中的 l 為導(dǎo)線垂直于磁場方向的有效長度；例如,半徑為r 的半圓形導(dǎo)線與磁場b 垂直放置,導(dǎo)線精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載的的等效長度為2r ,安培力十.安培力的方向f2bir ；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載方向由左手定就來判定；安培力總為垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度b 和電流 i 所打算的平面,但b.i 不肯定要垂直；十一. 物體在安培力作用下運(yùn)動方向的判定方法電流元分析法把整段電流等效分成許多電流元,先用

6、左手定就判定出每小段電流元所受安培力的方向,從而判定出整段電流所受合力的方向,最終確定運(yùn)動方向,留意一般取對稱的電流元分析；例題 如下列圖,兩根垂直紙面.平行且固定放置的直導(dǎo)線 m和 n,通有同向等值電流；沿紙面與直導(dǎo)線 m.n 等距放置的另一根可自由移動的通電導(dǎo)線 ab,就通電導(dǎo)線 ab 在安培力作用下運(yùn)動的情形為a. 沿紙面逆時針轉(zhuǎn)動b. 沿紙面順時針轉(zhuǎn)動c.a 端轉(zhuǎn)向紙外, b 端轉(zhuǎn)向紙里d.a 端轉(zhuǎn)向紙里, b 端轉(zhuǎn)向紙外等效分析法環(huán)形電流可以等效為小磁針（或條形磁鐵）,條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流,通電螺線管可等效為多個環(huán)形電流或條形磁鐵；利用結(jié)論法兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢,同向電流

7、相互吸引,反向電流相互排斥；兩電流不平行時,有轉(zhuǎn)動到相互平行且方向相同的趨勢；例題 如下列圖 、在水平放置的光滑絕緣桿ab 上、掛有兩個相同的金屬環(huán)m和 n當(dāng)兩環(huán)均通以圖示的相同方向的電流時,分析以下說法中,哪種說法正確精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載a兩環(huán)靜止不動b兩環(huán)相互靠近學(xué)問點(diǎn)大全精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載c兩環(huán)相互遠(yuǎn)離d兩環(huán)同時向左運(yùn)動特別位置分析法依據(jù)通電導(dǎo)體在特別位置所受安培力的方向,判定其運(yùn)動方向,然后推廣到一般位置；十二. 通電導(dǎo)體在磁場重力場中的平穩(wěn)與加速運(yùn)動問題解題思路：與力學(xué)平穩(wěn)與加速運(yùn)動問題完全相同,對物體進(jìn)行正確.全面的受力分析為解

8、題關(guān)鍵,同時要留意受力分析時,先將立體圖轉(zhuǎn)換為平面圖 ；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載分析通電導(dǎo)體在平行導(dǎo)軌上受力的題目,主要應(yīng)用：閉合電路歐姆定律.安培力公式fbil .精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載物體平穩(wěn)條件 等學(xué)問 ；十三. 洛倫茲力的大小精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載當(dāng)電荷速度方向與磁場方向垂直時,洛倫茲力的大小fqvb精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載當(dāng) v0時, f0 ,即磁場對靜止的電荷無作用力,磁場只對運(yùn)動電荷有作用力,這與電場對其精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡

9、迎下載中的靜止電荷或運(yùn)動電荷總有電場力的作用為不同的；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載當(dāng)電荷運(yùn)動方向與磁場方向相同或相反,即v 與 b 平行時,f0 ；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載當(dāng)電荷運(yùn)動方向與磁場方向夾角為時,洛倫茲力的大小fqvbsin 精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載留意：以上公式中的v 應(yīng)懂得為電荷相對于磁場的運(yùn)動速度；會推導(dǎo)洛倫茲力的公式；十四. 洛倫茲力的方向用左手定就來判定：讓磁感線穿過手心,四指指向正電荷運(yùn)動的方向（或負(fù)電荷運(yùn)動方向的反方向） ,大拇指指向就為洛倫茲力的方向；無論 v

10、與 b 為否垂直,洛倫茲力總為同時垂直于電荷運(yùn)動方向與磁場方向；例題 陰極射線為從陰極射線管的陰極發(fā)出的高速運(yùn)動的粒子流, 這些微觀粒子為 如在如下列圖的陰極射線管中部加上垂直于紙面對里的磁場,陰極射線將 填“向上”“向下”“向里”“向外” 偏轉(zhuǎn)十五. 洛倫茲力的特點(diǎn)洛倫茲力的方向總與粒子運(yùn)動的方向垂直,洛倫茲力只轉(zhuǎn)變速度的方向,不轉(zhuǎn)變速度的大小,故洛倫茲力永不做功；十六. 安培力和洛倫茲力的關(guān)系安培力為洛倫茲力的宏觀表現(xiàn),洛倫茲力為安培力的微觀實(shí)質(zhì)；方向都由左手定就判定；洛倫茲力不做功,安培力可以做功；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載十七. 洛倫茲力作用下的運(yùn)動bmacn ed

11、精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)問點(diǎn)大全當(dāng)帶電粒子垂直進(jìn)入磁場時,洛倫茲力不做功,粒子做勻速圓周運(yùn)動；由牛頓其次定律可得：精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載qvbmv2,所以mv2 r2 mr,粒子運(yùn)動的周期 t精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載rqbvqb例題如圖, mn為勻強(qiáng)磁場中的一塊薄金屬板,帶電粒子（不計重力）在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動并穿過金屬板,虛線表示其運(yùn)動軌跡,由圖知： a.粒子帶負(fù)電b.粒子運(yùn)動方向?yàn)閍bcdec.粒子運(yùn)動方向?yàn)閑dcbad.粒子在上半周所用時間比下半周所用時間長十八. 帶電粒子在相互垂直的電場和磁場中的運(yùn)動速度挑選器精品學(xué)習(xí)資

12、料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載作用：可以把具有某一特定速度的粒子挑選出來；粒子受力特點(diǎn)：同時受相反方向的電場力和磁場力作用；粒子勻速通過速度挑選器的條件：電場力和洛倫茲力平穩(wěn)：akv vqeqvb ,br精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載ev精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載即速度大小只有滿意b的粒子才能沿直線勻速通過；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載速度挑選器對正.負(fù)電荷均適用、帶電粒子能否勻速通過電.磁場與粒子所帶電荷量.電性.粒子的質(zhì)量無關(guān),僅取決于粒子的速度（不為速率）；veve如b 或b ,粒子都將偏離直線運(yùn)動；粒子如從右側(cè)射入,就不行能勻

13、速通過電磁場,這說明速度挑選器不僅對速度大小有挑選,而且對速度方向也有挑選；磁流體發(fā)電機(jī)作用：可以把等離子體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能；原理：高速的等離子體（即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和負(fù)電的微粒,而從整體來說呈中性）噴射入磁場,在洛倫茲力作用下分別集合在a 板和 b 板,于為在板間形成電場,當(dāng)板間電場對電荷的作用力等于電荷所受洛倫茲力,兩板間形成肯定的電勢差,合上開關(guān)k 后,就能對負(fù)載供電；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載磁流體發(fā)電機(jī)的電動勢：ebdv ,推導(dǎo)：當(dāng)外電路斷開時,電源電動勢等于路端電壓精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - -

14、 - 歡迎下載ued qvbqee源ubdv精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載帶電粒子初速度為零：帶電粒子做曲線運(yùn)動；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載十九. 例題 設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面對里的勻強(qiáng)磁場（如下列圖） ,已知一粒子在電場力和洛倫茲ouebabb1 dc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)問點(diǎn)大全力的作用下,從靜止開頭自a 點(diǎn)沿曲線 acb運(yùn)動,到達(dá) b 點(diǎn)時速度為零, c 點(diǎn)為運(yùn)動的最低點(diǎn),忽視重力,就以下說法正確選項(xiàng)（）a這粒子必帶正電ba 和 b 點(diǎn)位于同一高度c粒子在 c 點(diǎn)時速度最大d粒子到達(dá) b 點(diǎn)后將沿原曲線返回二十

15、. 帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動三個問題圓心的確定：圓心肯定在與速度方向垂直的直線上,依據(jù)入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的速度方向做出垂線,交點(diǎn)即為圓心；半徑的運(yùn)算：一般為利用幾何學(xué)問解直角三角形；帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動時間的確定：利用圓心角和弦切角的關(guān)系或四邊形內(nèi)角和等于360 度或速度的偏向角（帶電粒子射出磁場的速度方向與射入磁場的速度方向之間的夾角）等于圓弧軌道精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載所對的圓心角,再由公式tt2求運(yùn)動時間；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載二十一.質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀主要用于分析同位素,測定其質(zhì)量.荷質(zhì)比. 下圖為一種常見的質(zhì)譜儀,由粒子源.加速電場u .

16、速度挑選器 e.b1 和偏轉(zhuǎn)磁場 b2 組成. 如測得粒子在回旋中的軌道直徑為d,求粒子的荷質(zhì)精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載比.q m2 eb1 b2 d精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載例題如圖 15-6 所示為質(zhì)譜儀測定帶電粒子質(zhì)量的裝置的示意圖速度挑選器（也稱濾速器）中場強(qiáng) e 的方向豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度b1 的方向垂直紙面對里,分別器中磁感應(yīng)強(qiáng)度b2 的方向垂直紙面對外在s 處有甲.乙.丙.丁四個一價正離子垂直于e 和 b1 入射到速精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載度挑選器中,如 m甲m乙m丙m丁 , v甲v乙p2b2v丙v丁 ,在不計重力的情

17、形b1sp1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載下,就分別打在p1.p2.p3.p4 四點(diǎn)的離子分別為（）a甲乙丙丁b甲丁乙丙c丙丁乙甲d甲乙丁丙p3 p4圖 15-6精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)問點(diǎn)大全二十二.回旋加速器工作原理磁場的作用： 帶電粒子以某一速度垂直磁場方向進(jìn)入磁場后,并在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動,t2m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載其周期和速率.半徑均無關(guān)（qb）,帶電粒子每次進(jìn)入d 形盒都運(yùn)動相等的時間（半個周期）精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載后平行電場方向進(jìn)入電場中加速；溝通電壓：為了保證每次帶電粒子經(jīng)過狹

18、縫時均被加速,使之能量不斷提高,要在狹縫處加一個周精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載期與帶電粒子在d 形盒中運(yùn)動周期相同的交變電壓；帶電粒子的最終能量當(dāng)帶電粒子的速度最大時,其運(yùn)動半徑也最大,由rmv,得vqbqbr m；如 d 形盒的半徑為 r,就帶精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載電粒子的最終動能emq 2 b 2 r 22 m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載留意： 帶電粒子的最終能量與加速電壓無關(guān),只與磁感應(yīng)強(qiáng)度b 和 d形盒半徑有關(guān)；帶電粒子在電場中加速時間可忽視不計,兩 d形盒間電勢差正. 負(fù)變化的周

19、期應(yīng)和粒子圓周運(yùn)動的周期相同；二十三.帶電粒子在復(fù)合場（電場.磁場.重力場）中的運(yùn)動當(dāng)帶電粒子所受合力為零時,將做勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)；abv洛倫茲力為零（即v 與 b 平行時）,重力與電場力平穩(wěn),做勻速直線運(yùn)動vc洛倫茲力 f 與速度 v 垂直且與重力和電場力的合力平穩(wěn),做勻速直線運(yùn)動；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載例題 如圖 11-4-11 所示,在真空中,勻強(qiáng)電場的方向豎直向下,勻強(qiáng)磁場的方圖 11-4-11精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載向垂直紙面對里,三個油滴a.b.c 帶有等量同種電荷,已知a 靜止, b 向右勻速運(yùn)動, c 向左勻速運(yùn)動,比較它們的

20、質(zhì)量應(yīng)有（a a 油滴質(zhì)量最大b b 油滴質(zhì)量最大c c 油滴質(zhì)量最大da.b.c 質(zhì)量一樣當(dāng)帶電粒子所受合力充當(dāng)向心力,帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動；由于通常情形下,重力和電場力為恒力,故不能充當(dāng)向心力,所以一般情形下為重力恰好與電場力平穩(wěn), 洛倫茲力充當(dāng) 向心力；假如受的合力不為零, 但方向與速度在同始終線上,粒子將做勻加速或勻減速直線運(yùn)動（受重力.電場力.洛倫茲力和彈力） ；假如有桿或面束縛,做變加速直線運(yùn)動（受重力.電場力.洛倫茲力.彈力和摩擦力）例題 如下列圖,足夠長的光滑三角形絕緣槽,與水平面的夾角分別為和（ ）,加垂直精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)問點(diǎn)大全于紙面對里的

21、磁場分別將質(zhì)量相等.帶等量正.負(fù)電荷的小球a .b 依次從兩斜面的頂端由靜止釋放,關(guān)于兩球在槽上運(yùn)動的說法正確選項(xiàng)（）a在槽上, a.b 兩球都做勻加速直線運(yùn)動,且a aabb在槽上, a.b 兩球都做變加速運(yùn)動,但總有a aabc a.b 兩球沿直線運(yùn)動的最大位移為sasbd a.b 兩球沿槽運(yùn)動的時間為ta 和 tb ,就 t a二十四.洛倫茲力多解問題tb帶電粒子電性不確定形成多解問題精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載受洛倫茲力作用的帶電粒子,可能帶正電,也可能帶負(fù)電,在相同的初速度下,正負(fù)粒子在磁場中運(yùn)動軌跡不同,導(dǎo)致形成多解；磁場方向不確定形成多解臨界狀態(tài)不唯獨(dú)形成多解圖 11-