磁場知識點總結

1、磁場知識點總結一、磁場1磁場：磁場是存在于磁體、運動電荷周圍的一種物質(zhì).它的基本特性是：對處于其中的 磁體、電流、運動電荷有力的作用.2. 磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：所有的磁現(xiàn)象都可歸結為運動電荷之間通過磁場而發(fā)生的相互作用.3. 地磁場地球本身是一個磁體，附近存在的磁場叫地磁場，地磁的南極在地球北極附近，地磁的北極在地球的南極附近。4. 地磁體周圍的磁場分布：與條形磁鐵周圍的磁場分布情況相似。5. 指南針：放在地球周圍的指南針靜止時能夠指南北，就是受到了地磁場作用的結果。6. 磁偏角地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，磁針并非準確地指南或指北，其間有一個交角， 叫地磁偏角，簡稱磁偏角。說明：地球上不同點

2、的磁偏角的數(shù)值是不同的。 磁偏角隨地球磁極緩慢移動而緩慢變化。 地磁軸和地球自轉(zhuǎn)軸的夾角約為11 °。二、磁場的方向在電場中，電場方向是人們規(guī)定的，同理，人們也規(guī)定了磁場的方向。1、規(guī)定：在磁場中的任意一點小磁針北極受力的方向就是那一點的磁場方向。2、確定磁場方向的方法是：將一不受外力的小磁針放入磁場中需測定的位置，當小磁針在該位置靜止時，小磁針N極的指向即為該點的磁場方向。磁體磁場： 可以利用同名磁極相斥，異名磁極相吸的方法來判定磁場方向。 電流磁場： 利用安培定則（也叫右手螺旋定則）判定磁場方向。安培定則通電直導線的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電箭的磁場三、磁感線為了描述磁場的強弱與

3、方向，人們想象在磁場中畫出的一組有方向的曲線.1 .疏密表示磁場的強弱.2. 每一點切線方向表示該點磁場的方向，也就是磁感應強度的方向.3. 是閉合的曲線，在磁體外部由N極至S極，在磁體的內(nèi)部由 S極至N極.磁線不相切不 相交。4. 勻強磁場的磁感線平行且距離相等.沒有畫出磁感線的地方不一定沒有磁場.5. 安培定則：姆指指向電流方向，四指指向磁場的方向.注意這里的磁感線是一個個同心 圓，每點磁場方向是在該點切線方向*熟記常用的幾種磁場的磁感線:通電瞬管的礙場說明： 磁感線是為了形象地描述磁場而在磁場中假想出來的一組有方向的曲線, 存在于磁場中的真實曲線。 磁感線與電場線類似，在空間不能相交，不

4、能相切，也不能中斷。 四、幾種常見磁場1通電直導線周圍的磁場并不是客觀(1)安培定則：右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向，這個規(guī)律也叫 右手螺旋定則。(2)磁感線分布如圖所示： 說明：通電直導線周圍的磁感線是以導線上各點為圓 心的同心圓，實際上電流磁場應為空間圖形。甲龜為蛛奈豐乙 左培定叫 直線電流的磁場無磁極。 磁場的強弱與距導線的距離有關，離導線越近 磁場越強，離導線越遠磁場越弱。 圖中的“X”號表示磁場方向垂直進入紙面， "”表示磁場方向垂直離開紙面。2.環(huán)形電流的磁場1)安培定則：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，

5、伸直的拇指的方向就是環(huán)形導線軸線上磁感線的方向。(2) 磁感線分布如圖所示：(3) 幾種常用的磁感線不同畫法。呻型零域.分車乙妄堆岌瀨互體田橫嶽面圖辦嶽畫圈說明: 環(huán)形電流的磁場類似于條形磁鐵的磁場，其兩側分別是N極和S極。 由于磁感線均為閉合曲線，所以環(huán)內(nèi)、外磁感線條數(shù)相等， 故環(huán)內(nèi)磁場強，環(huán)外磁場 弱。 環(huán)形電流的磁場在微觀上可看成無數(shù)根很短的直線電流的磁場的疊加。3 通電螺線管的磁場(1) 安培定則：用右手握住螺線管，讓彎曲時四指的方向跟電流方向一致，大拇指所 指的方向就是螺線管中心軸線上的磁感線方向。(2) 磁感線分布：如圖所示。(3) 幾種常用的磁感線不同的畫法。通電煤寅蕾的磁烯橫截

6、由田縱dbS4#說明： 通電螺線管的磁場分布：外部與條形磁鐵外部的磁場分布情況相同，兩端分別為N極和S極。管內(nèi)(邊緣除外)是勻強磁場，磁場分布由S極指向N極。 環(huán)形電流宏觀上其實就是只有一匝的通電螺線管，通電螺線管則是由許多匝環(huán)形電流串聯(lián)而成的。因此，通電螺線管的磁場也就是這些環(huán)形電流磁場的疊加。 不管是磁體的磁場還是電流的磁場，其分布都是在立體空間的，要熟練掌握其立體圖、縱截面圖、橫橫面圖的畫法及轉(zhuǎn)換。4.勻強磁場來旳秋的曲個平昏的 異衛(wèi)M輒閩的勻冬藏場(1) 定義：在磁場的某個區(qū)域內(nèi)， 如果各點的磁感 應強度大小和方向都相同，這個區(qū)域內(nèi)的磁場叫做勻強 磁場。(2) 磁感線分布特點：間距相同

7、的平行直線。(3) 產(chǎn)生：距離很近的兩個異名磁極之間的磁場除 邊緣部分外可以認為是勻強磁場；相隔一定距離的兩個 平行放置的線圈通電時，其中間區(qū)域的磁場也是勻強磁 場，如圖所示：五、磁感應強度1. 磁場的最基本的性質(zhì)是對放入其中的電流或磁極有力的作用，電流垂直于磁場時受磁場力最大，電流與磁場方向平行時，磁場力為零。2. 定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線受到的磁場力F跟電流強度I和導線長度I的乘積II的比值，叫做通電導線所在處的磁感應強度. 表示磁場強弱的物理量.是矢量. 大?。築=F/II (電流方向與磁感線垂直時的公式) 方向：是磁感線的切線方向；是小磁針N極受力方向；是小磁針靜止時 N

8、極的指向.不是導線受力方向；不是正電荷受力方向；也不是電流方向.左手定則： 單位：牛/安米，也叫特斯拉，國際單位制單位符號T. 點定B定：就是說磁場中某一點定了，則該處磁感應強度的大小與方向都是定值. 勻強磁場的磁感應強度處處相等. 磁場的疊加：空間某點如果同時存在兩個以上電流或磁體激發(fā)的磁場，則該點的磁感應強度是各電流或磁體在該點激發(fā)的磁場的磁感應強度的矢量和，滿足矢量運算法則3、磁通量(1) 磁通量的定義穿過某一面積的磁感線的條數(shù)，叫做穿過這個面積的磁通量，用符號0表示。(2) 磁通量與磁感應強度的關系按前面的規(guī)定，穿過垂直磁場方向單位面積的磁感線條數(shù)，等于磁感應強度B,所以在勻強磁場中，

9、垂直于磁場方向的面積 S上的磁通量0 =BS若平面S不跟磁場方向垂直，則應把 S平面投影到垂直磁場方向上。當平面S與磁場方向平行時，0 =0。(3) 公式：1 )公式：=BS2 )公式運用的條件：a 勻強磁場；b 磁感線與平面垂直。3 )在勻強磁場B中，若磁感線與平面不垂直，公式=BS中的S應為平面在垂直于磁此時式中即為面積S在垂直于磁感線方向感線方向上的投影面積。的投影，我們稱為“有效面積”。(4) 磁通量的單位在國際單位中，磁通量的單位是韋伯(WI)簡稱韋。磁通量是標量，只有大小沒有方向。(5) 磁通密度磁感線越密的地方， 穿過垂直單位面積的磁感線條數(shù)越多，反之越少，因此穿過單位面積的磁通

10、量一一磁通密度，它反映了磁感應強度的大小，在數(shù)值上等于磁感應強度的大小，B = IS。六、磁場對電流的作用1 安培分子電流假說的內(nèi)容安培認為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流 分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，分子的兩側相當于兩個磁極。2 安培假說對有關磁現(xiàn)象的解釋(1) 磁化現(xiàn)象： 一根軟鐵棒，在未被磁化時，內(nèi)部各分子電流的取向雜亂無章，它們的磁場互相抵消，對外不顯磁性；當軟磁棒受到外界磁場的作用時，各分 子電流取向變得大致相同時，兩端顯示較強的磁性作用，形成磁極，軟鐵棒就被磁化了。(2) 磁體的消磁：磁體的高溫或猛烈敲擊，即在激烈的熱運動或機械運動影響下，分子

11、電流取向又變得雜亂無章，磁體磁性消失。磁現(xiàn)象的電本質(zhì)磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由運動的電荷產(chǎn)生的。說明：根據(jù)物質(zhì)的微觀結構理論，原子由原子核和核外電子組成，原子核帶正電，核外電子帶負電，核外電子在庫侖引力作用下繞核高速旋轉(zhuǎn)，形成分子電流。在安培生活的時代，由于人們對物質(zhì)的微觀結構尚不清楚，所以稱為“假說”。但是現(xiàn)在，“假設”已成為真理。分子電流假說揭示了電和磁的本質(zhì)聯(lián)系，指出了磁性的起源： 一切磁現(xiàn)象都是由運動的電荷產(chǎn)生的。3. 安培力：通電導線在磁場中受到的力稱為安培力。4 安培力的方向一一左手定則(1) 左手定則伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，把手放入

12、磁場, 讓磁感線穿過手心，讓伸開的四指指向電流方向，那么大拇指所指方向即為安培力方向。(2) 安培力F、磁感應強度B、電流I三者的方向關系： ，即安培力垂直于電流和磁感線所在的平面，但B與I不一定垂直。'弋方向確定；但若已知方向，貝U I (或B)方向 判斷通電導線在磁場中所受安培力時，注意一定要用左手，并注意各方向間的關系。若已知B、I方向，則 不確定。5電流間的作用規(guī)律：同向電流相互吸引，異向電流相互排斥。安培力大小的公式表述：(1) 當B與I垂直時，F(xiàn)=BIL。(2) 當B與I成丁角時， 丄二二匚是 B與I的夾角。推導過程：如圖所示，將B分解為垂直電流的丄1 -和沿電流方向的 二

13、一上B對I的作用可用B1、B2對電流的作用等效替代，二一工一-：二二6 幾點說明(1) 通電導線與磁場方向垂直時，F(xiàn)=BIL最大；平行時最小，F(xiàn)=0。(2) B對放入的通電導線來說是外磁場的磁感應強度。x x(3) 導線L所處的磁場應為勻強磁場； 在非勻強磁場中，公式X僅適用于很短的通電導線(我們可以把這樣的直線電流稱為直線電流元)。(4) 式中的L為導線垂直磁場方向的有效長度。如圖所示，半徑為 r的半 圓形導線與磁場 B垂直放置，當導線中通以電流I時，導線的等效長度為 2r ,-故安培力F=2Blr。七、磁場對運動電荷的作用1、洛侖茲力：磁場對運動電荷的作用力(1 )洛倫茲力的公式：f=qv

14、B sin 0 , B是V、B之間的夾角.1) 當帶電粒子的運動方向與磁場方向互相平行時，F(xiàn)= 02) 當帶電粒子的運動方向與磁場方向互相垂直時，f=qvB3) 只有運動電荷在磁場中才有可能受到洛倫茲力作用，靜止電荷在磁場中受到的磁場對電荷 的作用力一定為0.2、洛倫茲力的方向1) 洛倫茲力F的方向既垂直于磁場 B的方向，又垂直于運動電荷的速度 v的方向，即F總是 垂直于B和v所在的平面.2) 使用左手定則判定洛倫茲力方向時，伸出左手，讓姆指跟四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，讓磁感線穿過手心，四指指向正電荷運動方向(當是負電荷時，四指指向與電荷運動方向相反)則姆指所指方向就是該電荷所受洛倫茲力的方

15、向.3、洛倫茲力與安培力的關系1)洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的力，而安培力是導體中所有定向稱動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).2)洛倫茲力一定不做功，它不改變運動電荷的速度大小；但安培力卻可以做功.八、帶電粒子在勻強磁場中的運動1. 不計重力的帶電粒子在勻強磁場中的運動可分三種情況：一是勻速直線運動； 二是勻速圓周運動；三是螺旋運動.2. 不計重力的帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的軌跡半徑r=mv/qB ;其運動周期T=2n m/qB (與速度大小無關).3. 不計重力的帶電粒子垂直進入勻強電場和垂直進入勻強磁場時都做曲線運動，但有區(qū)別：帶電粒子垂直進入勻強電場，在電場中做勻變

16、速曲線運動(類平拋運動)；垂直進入勻強磁場，則做變加速曲線運動(勻速圓周運動)規(guī)律方法|1、帶電粒子在磁場中運動的圓心、半徑及時間的確定(1) 用幾何知識確定圓心并求半徑.因為F方向指向圓心，根據(jù) F定垂直v，畫出粒子運動軌跡中任意兩點(大多是射入點 和出射點)的F或半徑方向，其延長線的交點即為圓心，再用幾何知識求其半徑與弦長的關系.(2) 確定軌跡所對應的圓心角，求運動時間.先利用圓心角與弦切角的關系，或者是四邊形內(nèi)角和等于3600 (或2n)計算出圓心角0的大小，再由公式t= 0 T/360 0 (或0 T/2 n)可求出運動時間.(3) 注意圓周運動中有關對稱的規(guī)律.如從同一邊界射入的粒

17、子，從同一邊界射出時， 速度與邊界的夾角相等； 在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出.2、洛侖茲力的多解問題(1) 帶電粒子電性不確定形成多解.帶電粒子可能帶正電荷，也可能帶負電荷，在相同的初速度下，正負粒子在磁場中運動軌 跡不同，導致雙解.(2) 磁場方向不確定形成多解.若只告知磁感應強度大小，而未說明磁感應強度方向，則應考慮因磁場方向不確定而導致的多解.(3) 臨界狀態(tài)不惟一形成多解.帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時，它可能穿過去，也可能偏轉(zhuǎn)1800從入射界面這邊反向飛出.另在光滑水平桌面上，一絕緣輕繩拉著一帶電小球在勻強磁場中做勻速 圓周運動，若繩突然斷后，小球可能運動

18、狀態(tài)也因小球帶電電性，繩中有無拉力造成多解.(4) 運動的重復性形成多解.如帶電粒子在部分是電場，部分是磁場空間運動時，往往具有往復性，因而形成多解.九、磁電式電流表1. 電流表的構造磁電式電流表的構造如圖所示。在蹄形磁鐵的兩極間有一個固定 的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個可以轉(zhuǎn)動的鋁框，在鋁框上繞有線 圈。鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個螺旋彈簧和一個指針，線圈的兩端分別接 在這兩個螺旋彈簧上，被測電流經(jīng)過這兩個彈簧流入線圈。2. 電流表的工作原理如圖所示，設線圈所處位置的磁感應強度大小為B,線圈長度為L,寬為d,匝數(shù)為n,當線圈中通有電流I時，安培力對轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生力矩：妬二2心是）二恥2，安培力的大小為：F

19、=n BIL。故安培力的力矩大小為 M仁nBILd。當線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動時，不論通過電線圈轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面 都跟磁感線平行，安培力的力矩不變。當線圈轉(zhuǎn)過：;角時，這時指針偏角為角，兩彈簧產(chǎn)生阻礙線圈轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)力矩為 M2對線圈，根據(jù)力矩平衡有 M仁M2設彈簧材料的扭轉(zhuǎn)力矩與偏轉(zhuǎn)角成正比，且為M2=k。kd由nBILd=k】得 匚二。其中k、n、B、I、d是一定的，因此有丄；?。由此可知：電流表的工作原理是指針的偏角的值可以反映I值的大小，且電流表刻度是均勻的，對應不同的 J在刻度盤上標出相應的電流值，這樣就可以直接讀取電流值了。專題:帶電粒子在復合場中的運動基礎知識| 一、復合場的分類：合場：

20、即電場與磁場有明顯的界線，帶電粒子分別在兩個區(qū)域內(nèi)做兩種不同的運動，即分段運動，該類問題運動過程較為復雜，但對于每一段運動又較為清晰易辨，往往這類問題的關鍵在于分段運動的連接點時的速度，具有承上啟下的作用.2、疊加場：即在同一區(qū)域內(nèi)同時有電場和磁場，些類問題看似簡單，受力不復雜，但仔細 分析其運動往往比較難以把握。二、帶電粒子在復合場電運動的基本分析1. 當帶電粒子在復合場中所受的合外力為0時，粒子將做勻速直線運動或靜止.2. 當帶電粒子所受的合外力與運動方向在同一條直線上時，粒子將做變速直線運動.3. 當帶電粒子所受的合外力充當向心力時，粒子將做勻速圓周運動.4. 當帶電粒子所受的合外力的大

21、小、方向均是不斷變化的時， 粒子將做變加速運動， 這類問 題一般只能用能量關系處理.三、電場力和洛倫茲力的比較1. 在電場中的電荷， 不管其運動與否，均受到電場力的作用；而磁場僅僅對運動著的、 且速度與磁場方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用.2. 電場力的大小 F= Eq,與電荷的運動的速度無關；而洛倫茲力的大小f=Bqvsin a ,與電荷運動的速度大小和方向均有關.3. 電場力的方向與電場的方向或相同、或相反；而洛倫茲力的方向始終既和磁場垂直，又和速度方向垂直.4. 電場力既可以改變電荷運動的速度大小，也可以改變電荷運動的方向，而洛倫茲力只能改變電荷運動的速度方向，不能改變速度大小5. 電場

22、力可以對電荷做功， 能改變電荷的動能； 洛倫茲力不能對電荷做功， 不能改變電荷的動能.6. 勻強電場中在電場力的作用下，運動電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為拋物線；勻強磁場中在洛倫茲力的作用下，垂直于磁場方向運動的電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為圓弧.四、對于重力的考慮重力考慮與否分三種情況.（1）對于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等一般不做特殊交待就可以不計其重力，因為其重力一般情況下與電場力或磁場力相比太小，可以忽略；而對于一些實際物體，如帶電小球、液滴、金屬塊等不做特殊交待時就應當考慮其重力.（2）在題目中有明確交待的是否要考慮重力的，這種情況比較正規(guī)，也比較簡單.（3）對未知名的帶電粒子其重力是否忽略又沒有明確時，可采

23、用假設法判斷， 假設重力計或者不計， 結合題給條件得出的結論若與題意相符則假設正確，否則假設錯誤.五、復合場中的特殊物理模型1粒子速度選擇器如圖所示，粒子經(jīng)加速電場后得到一定的速度vo,進入正交的電場和磁場，受到的電場力與洛倫茲力方向相反，若使粒子沿直線從右邊孔中出去，則有qvoB= qE,vo=E/B,若v= vo=E/B,粒子做直線運動，與粒子電量、電性、質(zhì)量無關若vv E/B,電場力大，粒子向電場力方向偏，電場力做正功，動能增加.若v> E/B,洛倫茲力大，粒子向磁場力方向偏，電場力做負功，動能減少.2. 磁流體發(fā)電機如圖所示，由燃燒室 0燃燒電離成的正、負離子（等離子體）以高速。噴入偏轉(zhuǎn)磁場B中.在洛倫茲力作用下，正、負離子分別向上、下極板偏轉(zhuǎn)、積累，從而在板間形成一個向 下的電場.兩板間形成一定