高中磁、电与磁知识点

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） 磁场安培右手定则：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 ⇒

推导 f 洛=q B v 建立电流的微观图景(物理模型)

从安培力F=ILBsin θ和I=neSv 推出f=qvBsin θ。 典型的比值定义 (E=

q F E=k 2r Q ) (B=L I F B=k 2r

I ) (u=q w b a →q W 0A A →=ϕ) ( R=I u R=S L ρ) (C=u Q

C=

d

k 4s

πε)

磁感强度B ：由这些公式写出B 单位，单位⇔公式 ①B=

L I F ; ②B=S φ ; ③E=BLv ⇒ B=Lv E ；④B=k 2r

I （直导体）；⑤B=μNI （螺线管）

⑥qBv = m R v 2 ⇒ R =qB mv ⇒ B =qR

mv

; ⑦v v v d u E B qE qBv d u

===⇒= 电学中的三个力：F 电=q E =q

d

u

F 安=B I L f 洛= q B v 注意：F 安=B I L ①、B ⊥I 时；②、B || I 时；③、B 与I 成夹角时 f 洛= q B v

①、B ⊥v 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、B || v 时，f 洛=0 ⇒做匀速直线运动。

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。安培力的冲量：ＢＩＬΔt ＝m Δv

带电粒子在洛仑兹力作用下的圆周(或部分圆周)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．．．．．）,找圆心和确定半径．．．．．．．．

规律：qB mv R R v m qBv 2

=⇒= (不能直接用) qB

m 2v R 2T ππ==

1、 找圆心：①(圆心的确定)因f 洛一定指向圆心，f 洛⊥v 任意两个f 洛方向的指向交点为圆心；

②任意一弦的中垂线一定过圆心；

③两速度方向夹角的角平分线一定过圆心。

2、 求半径(两个方面)： ①物理规律qB

mv R R v m qBv 2

=⇒=

②由轨迹图得出与半径R 有关的几何关系方程 ( 解题时应突出这两

条方程 )

几何关系：速度的偏向角ϕ=偏转圆弧所对应的圆心角(回旋角)α=2倍的弦切角θ 相对的弦切角相等，相邻弦切角互补 由轨迹画及几何关系式列出：关于半径的几何关系式去求。

3、求粒子的运动时间：偏向角（圆心角、回旋角）α=2倍的弦切角θ，即α=2θ )

360(2)(0

t 或回旋角圆心角π=

×T t =)

360(2)(0或回旋角圆心角π×T

4、圆周运动有关的对称规律：特别注意在文字中隐含着的临界条件

a 、从同一边界射入的粒子，又从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。

b 、在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，一定沿径向射出。 注意：均匀辐射状的匀强磁场，圆形磁场，及周期性变化的磁场。

专题：带电粒子在复合场中的运动

一、复合场的分类：1、复合场：2、叠加场： 二、带电粒子在复合场电运动的基本分析 三、电场力和洛伦兹力的比较

1.在电场中的电荷，不管其运动与否，均受到电场力的作用；

而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛伦兹力的作用． 2.电场力的大小F ＝Eq ，与电荷的运动的速度无关；

而洛伦兹力的大小f=Bqvsin α,与电荷运动的速度大小和方向均有关． 3.电场力的方向与电场的方向或相同、或相反；

而洛伦兹力的方向始终既和磁场垂直，又和速度方向垂直．

4.电场力既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向， 而洛伦兹力只能改变电荷运动的速度方向.不能改变速度大小

5.电场力可以对电荷做功，能改变电荷的动能；

而洛伦兹力不能对电荷做功，不能改变电荷的动能．

6.匀强电场中在电场力的作用下,运动电荷的偏转轨迹为抛物线;

匀强磁场中在洛伦兹力的作用下,垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧． 四、对于重力的考虑 重力考虑与否分三种情况．

五、复合场中的特殊物理模型 1．粒子速度选择器

如图所示，粒子经加速电场后得到一定的速度v 0，进入正交的电场和磁场，受到的电场力与洛伦兹力方向相反，若使粒子沿直线从右边

孔中出去，则有qv 0B ＝qE,v 0=E/B ，若v= v 0=E/B ，粒子做直线运动，与粒子电量、电性、质量无关

若v ＜E/B ，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加． 若v ＞E/B ，洛伦兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少． 2.磁流体发电机

如图所示，由燃烧室O 燃烧电离成的正、负离子（等离子体）以高速。喷入偏转磁场B 中．在洛伦兹力作用下，正、负离子分别向上、下极板偏转、积累，从而在板间形成一个向下的电场．两板间形成一定的电势差．当qvB=qU/d 时电势差稳定U ＝dvB ，这就相当于一个可以对外供电的电源． 3.电磁流量计．

电磁流量计原理可解释为：如图所示，一圆形导管直径为d ，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动．导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛伦兹力作用下纵向偏转，a,b 间出现电势差．当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a 、b 间的电势差就保持稳定．

由Bqv=Eq=Uq/d ，可得v=U/Bd.流量Q=Sv=πUd/4B

4.质谱仪：如图所示：组成：离子源O ，加速场U ，速度选择器（E,B ），偏转场B 2，胶片． 原理：加速场中qU=½mv 2 选择器中: Bq v =Eq ⇒1

B E =v 偏转场中:d ＝2r ，qvB 2＝mv 2/r

比荷:122q E

m B B d =

质量122B B dq

m E

=

作用：主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素． 5.回旋加速器

如图所示：组成：两个D 形盒，大型电磁铁，高频振荡交变电压，两缝间可形成电压U 作用：电场用来对粒子（质子、氛核,a 粒子等）加速，磁场用来使粒子回旋从而能反复加速．高能粒子是研究微观物理的重要手段．

要求：粒子在磁场中做圆周运动的周期等于交变电源的变化周期． 关于回旋加速器的几个问题：

(1)回旋加速器中的D 形盒，它的作用是静电屏蔽，使带电粒子在圆周运动过程中只处在磁场中而不受电场的干扰，以保证粒子做匀速圆周运动‘