磁場(chǎng)專題復(fù)習(xí)

1、磁場(chǎng)專題復(fù)習(xí),一、基本概念,1、磁場(chǎng)：磁體和電流（奧斯特）周圍有磁場(chǎng) 2、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體或通電導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生磁力作用。 3、磁感線的特性 （1）假想線 （2）磁體外部從N到S，內(nèi)部從S到N，形成閉合曲線 （3）疏密描述強(qiáng)弱，切線描述方向 4、典型磁場(chǎng),地磁場(chǎng),地球表面：磁場(chǎng)方向從南向北 南半球：斜向上 北半球：斜向下,5、磁感應(yīng)強(qiáng)度B 定義式：B=F/ IL B的大小與F、I、L的大小無關(guān) 單位：1T=1N/A m 方向：與小磁針N極受力方向一致 6、磁通量 公式： =BS sin 為平面跟磁場(chǎng)方向夾角 單位：1Wb1T1m2 意義:垂直于磁場(chǎng)方向的1m2面積中，磁感線的條數(shù)跟那

2、里的磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值相同. 磁通密度: B=/S ，磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫做磁通密度 1T=1 Wb/m2=1N/Am 磁通量是標(biāo)量,但是有正負(fù).如果將從平面某一側(cè)穿入的磁通量為正,則從平面反一側(cè)穿入的磁通量為負(fù).,7、安培分子電流假說,1、內(nèi)容：在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極，這就是分子電流假說。,2、用安培分子電流假說解釋現(xiàn)象,（1）為什么有些物質(zhì)有磁性、有些物質(zhì)沒有磁性？,（2）為什么有些本來沒有磁性的物質(zhì)有的可以被磁化？本來有磁性的物質(zhì)在高溫或者受到猛烈撞擊時(shí)會(huì)失去磁性？,例1、下列說法正確的是： ( )

3、A、電荷在某處不受電場(chǎng)力作用，則該處電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零 B、一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零； C、表征電場(chǎng)中某點(diǎn)的強(qiáng)度，是把一個(gè)檢驗(yàn)電荷放到該點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力與檢驗(yàn)電荷本身電量的比值； D、表征磁場(chǎng)中某點(diǎn)強(qiáng)弱，是把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力與該小段導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流的乘積的比值。,A C,例2、 如圖所示，矩形線框abcd，處于磁感應(yīng)強(qiáng)為B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S=0.3m2，線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60，線框中磁通量變化量為 ，線框在后來位置時(shí)磁通密度為 。 解析：線框在圖示位置時(shí)、磁通量 1=BS=0.20.3=0.06Wb， 當(dāng)線框轉(zhuǎn)過60時(shí)，此

4、時(shí)磁量 2=BScos 60=0.03Wb, 所以= 1 2 =0.03Wb。 線框處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，各處的磁感 強(qiáng)度的大小、方向均相同，所以 磁通密度 B=0.2wb/m2,1.安培力方向的判定 （1）用左手定則。 （2）用“同性相斥，異性相吸”（只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線管外部）。 （3）用“同向電流相吸，反向電流相斥” 可以把條形磁鐵等效為長(zhǎng)直螺線管 2.安培力大小的計(jì)算: F=BILsin（為B、I間的夾角） I/B F=0 IB F=BIL,二、安培力 （磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力）,例3、如圖所示，可以自由移動(dòng)的豎直導(dǎo)線中通有向下的電流，不計(jì)通電導(dǎo)線的重力，僅在磁場(chǎng)力作用下，導(dǎo)線將如何移

5、動(dòng)？,解：先畫出導(dǎo)線所在處的磁感線，上下兩部分導(dǎo)線所受安培力的方向相反，使導(dǎo)線從左向右看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)又受到豎直向上的磁場(chǎng)的作用而向右移動(dòng).(分析的關(guān)鍵是畫出相關(guān)的磁感線)。,例4. 如圖在條形磁鐵N極附近懸掛一個(gè)線圈，當(dāng)線圈中通有逆時(shí)針方向的電流時(shí)，線圈將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？,解：用“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”最簡(jiǎn)單：條形磁鐵的等效螺線管的電流在正面是向下的，與線圈中的電流方向相反，互相排斥，而左邊的線圈匝數(shù)多所以線圈向右偏轉(zhuǎn)。（本題如果用“同名磁極相斥，異名磁極相吸”將出現(xiàn)判斷錯(cuò)誤，因?yàn)槟侵贿m用于線圈位于磁鐵外部的情況。）,例題5、電視機(jī)顯象管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如右，即時(shí)電流方向如圖

6、所示。該時(shí)刻由里向外射出的電子流將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？,解：畫出偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi)側(cè)的電流，是左半線圈靠電子流的一側(cè)為向里，右半線圈靠電子流的一側(cè)為向外。電子流的等效電流方向是向里的，根據(jù)“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”，可判定電子流向左偏轉(zhuǎn)。,例6、如圖所示，光滑導(dǎo)軌與水平面成角，導(dǎo)軌寬L。勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。金屬桿長(zhǎng)也為L(zhǎng) ，質(zhì)量為m，水平放在導(dǎo)軌上。當(dāng)回路總電流為I1時(shí)，金屬桿正好能靜止。求：B至少多大？這時(shí)B的方向如何？若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上，應(yīng)把回路總電流I2調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止？,解：只有當(dāng)安培力方向沿導(dǎo)軌平面向上時(shí)安培力才最小，B也最小。由左手定則，這時(shí)

7、B應(yīng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，BI1L=mgsin， B=mgsin/I1L。 當(dāng)B的方向改為豎直向上時(shí)，這時(shí)安培力的方向變?yōu)樗较蛴?，沿?dǎo)軌方向合力為零，得BI2Lcos=mgsin，I2=I1/cos。,三、洛倫茲力,1.洛倫茲力： 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力叫洛倫茲力，它是安培力的微觀表現(xiàn)。,2、計(jì)算公式的推導(dǎo)：如圖所示，整個(gè)導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力（安培力）為F安 =BIL；其中I=nesv；設(shè)導(dǎo)線中共有N個(gè)自由電子N=nsL；每個(gè)電子受的磁場(chǎng)力為F，則F安=NF。由以上四式可得f=qvB。條件是v與B垂直。 當(dāng)v與B成角時(shí)，f=qvBsin。,3、洛倫茲力方向的判定：左手定則,注意：四指必須指電

8、流方向（不是速度方向 ）,4、洛侖茲力對(duì)電荷不做功，它只改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向，不改變速度的大小。,5、帶電粒子在磁場(chǎng)總的勻速圓周運(yùn)動(dòng),例7、如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30角的同樣速度v射入磁場(chǎng)（電子質(zhì)量為m，電荷為e），它們從磁場(chǎng)中射出時(shí)相距多遠(yuǎn)？射出的時(shí)間差是多少？,解：由公式知，它們的半徑和周期是相同的。只是偏轉(zhuǎn)方向相反。先確定圓心，畫軌跡，求半徑，由對(duì)稱性知：射入、射出點(diǎn)和圓心恰好組成正三角形。所以兩個(gè)射出點(diǎn)相距2r，由圖還可看出，經(jīng)歷時(shí)間相差2T/3。,關(guān)鍵是找圓心、畫軌跡、求半徑及圓心角,四、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),1.速度選擇

9、器,正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)組成 速度選擇器。 qvB=Eq,這個(gè)結(jié)論與離子帶何種電荷、電荷多少都無關(guān)。 若速度小于這一速度，電場(chǎng)力將大于洛倫茲力，帶電粒子向電場(chǎng)力方向偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能將增大，洛倫茲力也將增大，粒子的軌跡既不是拋物線，也不是圓，而是一條復(fù)雜曲線；若大于這一速度，將向洛倫茲力方向偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力將做負(fù)功，動(dòng)能將減小，洛倫茲力也將減小，軌跡是一條復(fù)雜曲線。,2、質(zhì) 譜儀 如圖所示，從離子源放出的離子初速可忽略經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后，垂直射入一個(gè)有界的磁場(chǎng)（磁感強(qiáng)度為B），然后作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，落在記錄它的照相底片M上若測(cè)出出入口的距離（直徑）為d，則可求得離子的荷質(zhì)比,3、回旋加速器 的D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m，帶電量為q 的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E 后，由A 孔射出。求： （1）加速器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)B 的方向和大小。 （2）設(shè)兩D形盒間的距離為d，其間電壓為U，加速到上述 能量所需回旋周數(shù). （3）加速到上述能量所需時(shí)間(不計(jì)通過縫隙的時(shí)間）。,解：（1）由 qvB=mv2 /R,E=1/2mv2