物理選修3-1磁場知識歸納_第1頁
物理選修3-1磁場知識歸納_第2頁
物理選修3-1磁場知識歸納_第3頁
物理選修3-1磁場知識歸納_第4頁
物理選修3-1磁場知識歸納_第5頁
已閱讀5頁,還剩7頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、電場、恒定電流、磁場知識點匯總(一)磁場知識點匯總一、磁場1磁場是一種客觀物質(zhì),存在于磁體和運動電荷(或電流)周圍。2. 磁場(磁感應(yīng)強度)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)。3磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的磁體、運動電荷(或電流)有力的作用。二、磁感線磁感線是徦想的,用來對磁場進行直觀描述的曲線,它并不是客觀存在的。2磁感線是閉合曲線嚴體的外部N極t S極 磁體的內(nèi)部S極t N極3磁感線的疏密表示磁場的強弱,磁感線上某點的切線方向表示該點的磁場方向。4任何兩條磁感線都不會相交,也不能相切。三、安培定則是用來確定電流方向與磁場方向關(guān)系的法則彎曲的四指代表:磁感線的環(huán)繞方向

2、(直線電流)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,都是由電荷的運 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,距導線越遠處磁場越弱2. 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)為勻強磁場。3. 地磁場(與條形磁鐵磁場類似)地磁場N極在地球南極附近,S極在地球北極附近。地磁場B的水平分量總是從地球南極指向北極,而豎直分量南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下在赤道平面上,距離地球表面相等的各點,磁感強度相等,且方向水平向北。假如地磁場是由地球表面所帶電荷產(chǎn)生,則地球表面所帶電荷為負電荷(

3、根據(jù)安培定則、地磁場的方 向與地球自轉(zhuǎn)方向判斷)。六、磁感應(yīng)強度:定義式B二占(定義B時,I B)B為矢量,方向與磁場方向相同,并不是 在該處電流的受力方向,運算時遵循矢量運算法則。七、磁通量1定義一:© =BS S是與磁場方向垂直的面積,即 © =BS,如果平面與磁場方向不垂直,應(yīng)把面積投 影到與磁場垂直的方向上,求出投影面積 S_2.定義二:表示穿過某一面積磁感線條數(shù)磁通量是標量,但有正、負,正、負號不代表方向,僅代表磁感線穿入或穿出。當一個面有兩個方向的磁感線穿過時,磁通量的計算應(yīng)算“純收入”,即巾=巾1-巾2 (巾1為正向磁感線 條數(shù),巾2為反向磁感線條數(shù)。)八、安

4、培力大小1公式 F =BLI sin 0( B 為 B與 I 夾角)F 0,BLI 1九、2通電導線與磁場方向垂直時,安培力最大 F二BIL3通電導線平行于磁場方向時,安培力 F = ° 4. B對放入的通電導線來說是外磁場的 磁感應(yīng)強度5式中的L為導線垂直于磁場方向的有效長度。例如,半徑為r的半圓形導線與磁場B垂直放置,導線的的等效長度為2r,安培力F =2Blr。十、 安培力的方向1方向由左手定則來判斷。2安培力總是垂直于磁感應(yīng)強度 B和電流I所決定的平面,但B、I不一定要垂直 十一、物體在安培力作用下運動方向的判定方法1. 電流元分析法把整段電流等效分成很多電流元,先用左手定則

5、判斷出每小段電流元所受安培力的方向,從而判斷 出整段電流所受合力的方向,最后確定運動方向,注意一般取對稱的電流元分析。例題 如圖所示,兩根垂直紙面、平行且固定放置的直導線 M和N,通有同向等 值電流;沿紙面與直導線 M N等距放置的另一根可自由移動的通電導線 ab,則通電 導線ab在安培力作用下運動的情況是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2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。3利用結(jié)論法兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢,同向電流相互吸引,反向電流相

6、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。例題如圖所示,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.當兩環(huán)均通以圖示的相同方向的電流時,分析下列說法中,哪種說法正確A.兩環(huán)靜止不動B .兩環(huán)互相靠近C.兩環(huán)互相遠離D .兩環(huán)同時向左運動4特殊位置分析法根據(jù)通電導體在特殊位置所受安培力的方向,判斷其運動方向,然后推廣到一般位置。十二、通電導體在磁場重力場中的平衡與加速運動問題1解題思路:與力學平衡與加速運動問題完全相同,對物體進行正確、全面的受力分析是解題關(guān)鍵,同時要注意受力分析時,先將 立體圖轉(zhuǎn)換為平面圖。2分析通電導體在平行導軌上受力的題目,主要應(yīng)用:閉合電路歐

7、姆定律、安培力公式F二BIL、物體平衡條件等知識。十三、洛倫茲力的大小1當電荷速度方向與磁場方向垂直時,洛倫茲力的大小F二qvB2. 當v=0時,F(xiàn) = 0,即磁場對靜止的電荷無作用力,磁場只對運動電荷有作用力,這與電場對其中的靜止電荷或運動電荷總有電場力的作用是不同的。3當電荷運動方向與磁場方向相同或相反,即 V與B平行時,F(xiàn)=0。4當電荷運動方向與磁場方向夾角為 B時,洛倫茲力的大小F二qvB sin 9注意:以上公式中的v應(yīng)理解為電荷相對于磁場的運動速度。會推導洛倫茲力的公式。十四、洛倫茲力的方向1用左手定則來判斷:讓磁感線穿過手心,四指指向正電荷運動的方向宀 、仝辻(或負電荷運動方向的

8、反方向),大拇指指向就是洛倫茲力的方向。2.無論v與B是否垂直,洛倫茲力總是同時垂直于電荷運動方向與磁場方向。例題陰極射線是從陰極射線管的陰極發(fā)出的高速運動的粒子流,這些微觀粒子是.若在如圖所示的陰極射線管中部加上垂直于紙面向里的磁場,陰極射線將 (填“向上” “向下”“向里”“向外”)偏轉(zhuǎn).十五、洛倫茲力的特點洛倫茲力的方向總與粒子運動的方向垂直,洛倫茲力只改變速度的方向,不改變速度的大小,故洛 倫茲力永不做功。十六、安培力和洛倫茲力的關(guān)系安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn),洛倫茲力是安培力的微觀實質(zhì)。方向都由左手定則判斷。洛倫茲力不做功,安培力可以做功。十七、洛倫茲力作用下的運動當帶電粒子垂直進入

9、磁場時,洛倫茲力不做功,粒子做勻速圓周運動。由牛頓第二定律可得:2q心F '所以嚅粒子運動的周期qBN例題如圖,MN是勻強磁場中的一塊薄金屬板, 帶電粒子(不計重力) 在勻強磁場中運動并穿過金屬板,虛線表示其運動軌跡,由圖知:A、粒子帶負電B、粒子運動方向是abcdeC、粒子運動方向是edcba D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動1速度選擇器作用:可以把具有某一特定速度的粒子選擇出來。粒子受力特點:同時受相反方向的電場力和磁場力作用。粒子勻速通過速度選擇器的條件:電場力和洛倫茲力平衡:Ev =即速度大小只有滿足B的粒子才能沿直線勻速

10、通過。速度選擇器對正、負電荷均適用,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(不是速率)。EEV A V £ 若 B或 B,粒子都將偏離直線運動粒子若從右側(cè)射入,則不可能勻速通過電磁場,這說明速度選擇器不僅對速度大小有選擇,而且 對速度方向也有選擇。2磁流體發(fā)電機作用: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聚集在 A板和B板,于是在板間形成電場,當板間電場 對電荷的作用力等于電荷所受洛倫茲力,兩板間形成一定的電勢差,

11、合上開關(guān)K后,就能對負載供電。磁流體發(fā)電機的電動勢:E二,推導:當外電路斷開時,電源電動勢等于路端電壓U =Ed=E 源=U = BdvqvB =qE3. 帶電粒子初速度為零:帶電粒子做曲線運動十九、例題設(shè)空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場(如圖所示),已知一粒子在電場力和洛倫茲力的作用下,從靜止開始自 A點沿曲線ACB運動,到達B點時速度為零,C點是 運動的最低點,忽略重力,則下列說法正確的是()A 這粒子必帶正電B. A和B點位于同一高度|C.粒子在C點時速度最大D.粒子到達B點后將沿原 o Ljm曲線返回UX C K二十、帶電粒子在有界勻強磁場中的運動三個問題1圓心的確定

12、:圓心一定在與速度方向垂直的直線上,根據(jù)入射點和出射點的速度方向做出垂線,交點即為圓心。2.半徑的計算:一般是利用幾何知識解直角三角形。3帶電粒子在有界磁場中運動時間的確定: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et=T所對的圓心角,再由公式茁求運動時間。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)、速度選擇器(E、Bi)和偏轉(zhuǎn)磁場(B2)組成.若測得粒子在回旋中的軌道直徑為 d,求粒子的荷質(zhì)2EBi B?d例題如圖15-6所示為質(zhì)譜

13、儀測定帶電粒子質(zhì)量的裝置的示意圖速度選擇器(也稱濾速器) 中場強E的方向豎直向下,磁感應(yīng)強度 Bi的方向垂直紙面向里,分離器中磁感應(yīng)強度 B的方向垂直紙面向外在S處有甲、乙、丙、丁四個一價正離子垂直于 E和Bi入射到速 度選擇器中,若m甲二m乙 : m丙二m丁,v甲::v乙二v丙: v丁,在不計重力的情況下,則分別打在Pi、F2、P3、P4四點的離子分別是 ()A.甲乙丙丁B.甲丁乙丙C.丙丁乙甲D.甲乙丁丙二十二、回旋加速器1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入磁場后,并在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動,2兀mT 二其周期和速率、半徑均無關(guān)(qB),帶電粒子每次進入d形盒都運

14、動相等的時間(半個周期)后平行電場方向進入電場中加速。交流電壓:為了保證每次帶電粒子經(jīng)過狹縫時均被加速,使之能量不斷提高,要在狹縫處加一個周期與帶電粒子在D形盒中運動周期相同的交變電壓。2.帶電粒子的最終能量當帶電粒子的速度最大時,其運動半徑也最大,由 r二竺,得“瞠。若D形盒的半徑為R,貝帰qBm2 2 2 電粒子的最終動能Em二丄2m注意: 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略不計,兩D形盒間電勢差正、負變化的周期應(yīng)和粒子圓周運動的周期相同。二十三、帶電粒子在復合場(電場、磁場、重力場)中的運動XXXv K X cx圖 11-

15、4-111當帶電粒子所受合力為零時,將做勻速直線運動或靜止狀態(tài)。洛倫茲力為零(即v與B平行時),重力與電場力平衡,做 勻速直線運動洛倫茲力F與速度V垂直且與重力和電場力的合力平衡, 做勻速直線運動例題如圖11-4-11所示,在真空中,勻強電場的方向豎直向下,勻強磁場的方向垂直紙面向里, 三個油滴a、b、c帶有等量同種電荷,已知a靜止,b向右勻速運動,c向左勻速運動,比較它們的 質(zhì)量應(yīng)有(A. a油滴質(zhì)量最大B. b油滴質(zhì)量最大圖 11-4-5C. c油滴質(zhì)量最大D. a、b、c質(zhì)量一樣2.當帶電粒子所受合力充當向心力,帶電粒子做勻速圓周運動。由于通常情況下,重力和電場力為恒力,故不能充當向心力

16、,所以一般情況下是 重力恰好與電場力平衡,洛倫茲力充當向心力。3. 如果受的合力不為零,但方向與速度在同一直線上,粒子將做勻加速或勻減速直線運動(受重力、 電場力、洛倫茲力和彈力);如果有桿或面束縛,做變加速直線運動(受重力、電場力、洛倫茲力、 彈力和摩擦力)例題如圖所示,足夠長的光滑三角形絕緣槽,與水平面的夾角分別為a和B (aVB),加垂直于紙面向里的磁場分別將質(zhì)量相等、帶等量正、負電荷的小球a、b依次從兩斜面的頂端由靜止釋放,關(guān)于兩球在槽上運動的說法正確的是()A.在槽上,a、b兩球都做勻加速直線運動,且 aa abB在槽上,a、b兩球都做變加速運動,但總有aa VbC. a、b兩球沿直

17、線運動的最大位移是sa : sbD. a、b兩球沿槽運動的時間為ta和tb,則ta <tb二十四、洛倫茲力多解問題1帶電粒子電性不確定形成多解問題受洛倫茲力作用的帶電粒子,可能帶正電,也可能帶負電,在相同的初速度下,正負粒子在磁場中 運動軌跡不同,導致形成多解。2磁場方向不確定形成多解3臨界狀態(tài)不唯一形成多解帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時,由于粒子運動軌跡是圓弧形,它可能穿過去,也可能轉(zhuǎn)過180°從磁場的這邊反向飛出,于是形成多解。4運動的重復性形成多解帶電粒子在部分是電場,部分是磁場的空間運動時,往往運動具有重復性,形成多解。二十五、帶電粒子在有界磁場中運動的極值問題,注意下列結(jié)論1.剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運動軌跡和邊界相切2當速度一定時,弧長(或弦長)越長,圓心角越大,則帶電粒子在有界磁場中運動時間越長3.當速度大小變化時,圓心角越大,運動時間越長。二十六、安培力瞬時作用問題當有電流通過導線時,導線中必有電荷的定向移動,若只是在瞬間通過電流,由于時間極短,電流 強度沒法測量,但是我們可以用“間接法”測量瞬間流過導體截面的電量,即利用動量定理和其它 的

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論