期末复习磁场(详解版)

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高中物理磁场知识点(详细总结)

高中物理磁场知识点(详细总结)

磁场基本性质一、磁场1、磁场:磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质.它的基本特性是:对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用.2、磁现象的电本质:所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用.二、磁感线为了描述磁场的强弱与方向,人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线.1.疏密表示磁场的强弱.2.每一点切线方向表示该点磁场的方向,也就是磁感应强度的方向.3.是闭合的曲线,在磁体外部由N极至S极,在磁体的内部由S极至N极.磁线不相切不相交。

4.匀强磁场的磁感线平行且距离相等.没有画出磁感线的地方不一定没有磁场.5.安培定则:姆指指向电流方向,四指指向磁场的方向.注意这里的磁感线是一个个同心圆,每点磁场方向是在该点切线方向·*熟记常用的几种磁场的磁感线:【例1】根据安培假说的物理思想:磁场来源于运动电荷.如果用这种思想解释地球磁场的形成,根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实.那么由此推断,地球总体上应该是:(A)A.带负电;B.带正电;C.不带电;D.不能确定解析:因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极,根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西,而地球是从西向东自转,所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流,故选A.三、磁感应强度1.磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用,电流垂直于磁场时受磁场力最大,电流与磁场方向平行时,磁场力为零。

2.在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度l的乘积Il的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度.①表示磁场强弱的物理量.是矢量.②大小:B=F/Il(电流方向与磁感线垂直时的公式).③方向:左手定则:是磁感线的切线方向;是小磁针N极受力方向;是小磁针静止时N极的指向.不是导线受力方向;不是正电荷受力方向;也不是电流方向.④单位:牛/安米,也叫特斯拉,国际单位制单位符号T.⑤点定B定:就是说磁场中某一点定了,则该处磁感应强度的大小与方向都是定值.⑥匀强磁场的磁感应强度处处相等.⑦磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则.【例2】如图所示,正四棱柱abed一a'b'c'd'的中心轴线00'处有一无限长的载流直导线,对该电流的磁场,下列说法中正确的是(AC)A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等B.四条侧棱上的磁感应强度都相同C.在直线ab上,从a到b,磁感应强度是先增大后减小D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大解析:因通电直导线的磁场分布规律是B∝1/r,故A,C正确,D错误.四条侧棱上的磁感应强度大小相等,但不同侧棱上的点的磁感应强度方向不同,故B错误.【例3】如图所示,两根导线a、b中电流强度相同.方向如图所示,则离两导线等距离的P点,磁场方向如何?解析:由P点分别向a、b作连线Pa、Pb.然后过P点分别做Pa、Pb垂线,根据安培定则知这两条垂线用PM、PN就是两导线中电流在P点产生磁感应强度的方向,两导线中的电流在P处产生的磁感应强度大小相同,然后按照矢量的合成法则就可知道合磁感应强度的方向竖直向上,如图所示,这也就是该处磁场的方向.答案:竖直向上【例4】六根导线互相绝缘,所通电流都是I,排成如图10一5所示的形状,区域A、B、C、D均为相等的正方形,则平均磁感应强度最大的区域是哪些区域?该区域的磁场方向如何?解析:由于电流相同,方格对称,从每方格中心处的磁场来定性比较即可,如I1在任方格中产生的磁感应强度均为B,方向由安培定则可知是向里,在A、D方格内产生的磁感应强度均为B/,方向仍向里,把各自导线产生的磁感应强度及方向均画在四个方格中,可以看出在B、D区域内方向向里的磁场与方向向外的磁场等同,叠加后磁场削弱.答案:在A、C区域平均磁感应强度最大,在A区磁场方向向里.C区磁场方向向外.【例5】一小段通电直导线长1cm,电流强度为5A,把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0.1N,则该点的磁感强度为()A.B=2T;B.B≥2T;C、B≤2T ;D.以上三种情况均有可能解析:由B=F/IL可知F/IL=2(T)当小段直导线垂直于磁场B时,受力最大,因而此时可能导线与B 不垂直,即Bsinθ=2T,因而B≥2T。

磁场单元复习分解.pptx

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★一束电子流沿x轴正方向高速运动,如图所 示,则电子流产生的磁场在z轴上的点P处的方 向是( ) A.沿y轴正方向 B.沿y轴负方向 C.沿z轴正方向 D.沿z轴负方向
A
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⑵磁感线
★下列说法中正确的是
AC ( )
A.磁感线可以表示磁场的方向和强弱
B.磁感线从磁体的N极出发,终止于磁体的S极
h 33
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七、电磁流量计:
如图:是用来测定导电液体在导管中流动时流量的仪器,设导管直径为d,用非磁 性材料制成,磁感应强度为B,a、b间测出电势差为U
Bqv=Eq=qu/d得v=U/Bd
例13
则流量 Q Sv d 2 U dU
4 Bd 4B
34
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例.如图所示,在电场强度为E、方向与水平成
知识要点
1. 复合场:在同一空间有电场、磁场和重力场并存或某两场复合. 2、三个场力特点: 电场力、重力往往不变,能做功,且做功与路径无关. 洛伦兹力始终与速度方向垂直,洛伦兹力永不做功。
3、三类运动:
⑴带电粒子(体)在复合场中匀速直线运动问题。
应用力平衡求解 如:速度选择器、磁流体发电机、电 磁流量计、霍耳效应 ⑵带电体在复合场(重力、电场力、洛伦兹力作用下)匀速圆 周运动问题
OV θ
B
P
S
AO
一、带图电1粒子在半
无界磁场中的运动
二、带电图粒子3
在圆形磁场中 的运动
LM O,
PN
O
r1
l
V
AV d
B 30 V0
OB
三长、足带够电大图粒的5 子长在方
形磁场中的运动

考点09磁场(解析版)-2021届高三《新题速递·物理》2月刊(高考复习)

考点09磁场(解析版)-2021届高三《新题速递·物理》2月刊(高考复习)

考点09磁场1.(2021·贵州贵阳市·高二期末)如图所示,在光滑的水平桌面上,a和b是两条固定的平行长直导线,通过的电流强度相等。

一矩形线框通有逆时针方向的电流,位于两条导线所在平面的正中间,在a、b产生的磁场作用下静止。

则a、b的电流方向可能是()A.均向左B.均向右C.a的向右,b的向左D.a的向左,b的向右【答案】CD【详解】A.若a、b电流方向均向左,根据安培定则以及磁场的叠加知,在线框上边所在处的磁场方向垂直纸面向外,在线框下边所在处的磁场方向垂直纸面向里,根据左手定则知,线框上边所受的安培力方向向上,下边所受的安培力方向向上,则线框不能处于静止状态,故A错误;B.若a、b电流方向均向右,根据安培定则以及磁场的叠加知,在线框上边所在处的磁场方向垂直纸面向里,在线框下边所在处的磁场方向垂直纸面向外,根据左手定则知,线框上边所受的安培力方向向下,下边所受的安培力方向向下,则线框不能处于静止状态,故B错误;C.若电流方向a的向右,b的向左,根据安培定则以及磁场的叠加知,在线框上边所在处的磁场方向垂直纸面向里,在线框下边所在处的磁场方向垂直纸面向里,根据左手定则知,线框上边所受的安培力方向向下,下边所受的安培力方向向上,根据对称性,线框可以处于平衡状态,故C正确;D.若电流方向a的向左,b的向右,根据安培定则以及磁场的叠加知,在线框上边所在处的磁场方向垂直纸面向外,在线框下边所在处的磁场方向垂直纸面向外,根据左手定则知,线框上边所受的安培力方向向上,下边所受的安培力方向向下,根据对称性,线框可以处于平衡状态,故D正确。

故选CD。

2.(2021·全国高二专题练习)某型号的回旋加速器的工作原理图如图甲所示,图乙为俯视图.回旋加速器的核心部分为D形盒,D形盒置于真空容器中,整个装置放在电磁铁两极之间的磁场中,磁场可以认为是匀强磁场,且与D形盒面垂直.两盒间狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.质子从粒子源A 处进入加速电场的初速度不计,从静止开始加速到出口处所需的时间为t ,已知磁场的磁感应强度大小为B ,质子质量为m 、电荷量为+q ,加速器接一高频交流电源,其电压为U ,可以使质子每次经过狭缝都能被加速,不考虑相对论效应和重力作用.则下列说法正确的是( )A .质子第一次经过狭缝被加速后,进入D 形盒运动轨迹的半径r =1B B .D 形盒半径RC .质子能够获得的最大动能为22q BUtmπD .加速质子时的交流电源频率与加速α粒子的交流电源频率之比为1:1 【答案】AB 【详解】A .设质子第1次经过狭缝被加速后的速度为v 1,由动能定理得qU =2112mv 由牛顿第二定律有qv 1B =m 211v r联立解得r 1故A 正确;B .设质子从静止开始加速到出口处运动了n 圈,质子在出口处的速度为v ,则2nqU=12mv 2 qvB=m 2v R质子圆周运动的周期T =2mqBπ 质子运动的总时间t =nT联立解得R 故B 正确; C .根据qvB=m 2v R解得v =BRqm带电粒子射出时的动能E k =212mv =2222B R q m=2BUq t m π故C 错误。

(完整word版)物理选修3-1磁场知识归纳

(完整word版)物理选修3-1磁场知识归纳

电场、恒定电流、磁场知识点汇总(一)磁场知识点汇总一、磁场⒈磁场是一种客观物质,存在于磁体和运动电荷(或电流)四周。

⒉磁场(磁感觉强度)的方向规定为磁场中小磁针N极的受力方向(磁感线的切线方向)。

⒊磁场的基天性质是对放入此中的磁体、运动电荷(或电流)有力的作用。

二、磁感线⒈磁感线是徦想的,用来对磁场进行直观描绘的曲线,它其实不是客观存在的。

⒉磁感线是闭合曲线磁体的外面N极S极磁体的内部S极N极⒊磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。

⒋任何两条磁感线都不会订交,也不可以相切。

三、安培定章是用来确立电流方向与磁场方向关系的法例磁感线的围绕方向 (直线电流 )曲折的四指代表电流的方向 (环形电流或通电螺线管)四、安培分子电流假说揭露了磁现象的电实质,即磁体的磁场和电流的磁场同样,都是由电荷的运动产生的。

五、几种常有磁场⒈直线电流的磁场:无磁极,非匀强,距导线越远处磁场越弱⒉通电螺线管的磁场:管外磁感线散布与条形磁铁近似,管内为匀强磁场。

⒊地磁场(与条形磁铁磁场近似)⑴地磁场 N极在地球南极邻近, S 极在地球北极邻近。

地磁场 B 的水平重量老是从地球南极指向北极,而竖直重量南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下⑵在赤道平面上,距离地球表面相等的各点,磁感强度相等,且方向水平向北。

⑶若是地磁场是由地球表面所带电荷产生,则地球表面所带电荷为负电荷(依据安培定章、地磁场的方向与地球自转方向判断)。

六、磁感觉强度:⑴定义式B F(定义B时,IB )⑵B为矢量,方向与磁场方向同样,其实不是LI在该处电流的受力方向,运算时按照矢量运算法例。

七、磁通量⒈定义一:φ =BS, S 是与磁场方向垂直的面积,即φ=BS ,假如平面与磁场方向不垂直,应把面积投影到与磁场垂直的方向上,求出投影面积S⒉定义二:表示穿过某一面积磁感线条数磁通量是标量,但有正、负,正、负号不代表方向,仅代表磁感线穿入或穿出。

磁场知识点复习

磁场知识点复习

磁场知识点复习在物理学中,磁场是一个十分重要的概念。

它看不见、摸不着,却在许多方面发挥着关键作用。

接下来,让我们一起对磁场的相关知识点进行一次全面的复习。

一、磁场的基本概念磁场是一种存在于磁体周围的特殊物质。

磁体间的相互作用就是通过磁场来实现的。

磁场具有方向和强弱。

我们通常用磁感线来形象地描述磁场,磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线的切线方向表示磁场的方向。

二、磁场的产生1、永磁体:天然的磁体,如磁铁,能够产生磁场。

2、电流:通电导线周围会产生磁场,这是奥斯特实验所证明的。

而且,电流越大,产生的磁场越强。

3、变化的电场:根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场也能产生磁场。

三、磁场的基本性质磁场对放入其中的磁体、通电导体和运动电荷有力的作用。

这种力称为磁力。

例如,将小磁针放入磁场中,小磁针会发生偏转,这就是磁场对磁体作用的表现。

四、磁感应强度磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,用字母 B 表示。

其定义为:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值,即 B = F /(IL)。

磁感应强度是矢量,其方向就是磁场的方向。

在磁场中某点,小磁针静止时 N 极所指的方向就是该点的磁感应强度方向。

五、安培定则1、安培定则(也叫右手螺旋定则)用于判断直线电流产生的磁场方向:用右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

2、对于环形电流和通电螺线管产生的磁场方向,同样可以用安培定则来判断:让右手弯曲的四指与环形电流或通电螺线管的电流方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向或通电螺线管内部磁感线的方向。

六、磁通量磁通量是表示穿过某一面积的磁感线条数的物理量,用字母Φ 表示。

其计算公式为Φ = B·S,其中 B 是磁感应强度,S 是垂直于磁场方向的有效面积。

磁通量是标量,但有正负之分。

专题10 磁场(解析版)

专题10 磁场(解析版)

专题10 磁场(解析版)1.平面OM 和平面ON 之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM 上方存在匀强磁场﹑磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面向外。

一带电粒子的质量为m ,电荷量为q (q >0),沿纸面以大小为v 的速度从OM 上的某点向左上方射入磁场,速度方向与OM 成30°角,已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON 只有一个交点,并从OM 上另一点射出磁场,不计重力。

则粒子离开磁场时的出射点到两平面交线O 的距离为( )A .2mv qB B .3mvqBC .2mvqB D .4mv qB【答案】D 【详解】因为该粒子在磁场中的运动轨迹与ON 只有一个交点,所以其轨迹与ON 相切,如图所示;根据牛顿第二定律得2v qvB m R =,由三角形得2sin 30OP R x =︒,解得4OP mv x qB = 故选D 。

2.如图,距离为d 的两平行金属板P 、Q 之间有一匀强磁场,磁感应强度大小为1B ,一束速度大小为v 的等离子体垂直于磁场喷入板间,相距为L 的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度大小为2B ,导轨平面与水平面夹角为θ,两导轨分别与P 、Q 相连,质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直导轨放置,恰好静止,重力加速度为g ,不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力,下列说法正确的是( )A .导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上,12sin mgR vB B Ldθ=B .导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下,12sin mgR v B B Ld θ=C .导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上,12tan mgR v B B Ld θ=D .导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下,12tan mgR v B B Ldθ=【答案】B 【详解】等离子体垂直于磁场喷入板间时,根据左手定则可得金属板Q 带正电荷,金属板P 带负电荷,则电流方向由金属棒a 端流向b 端。

期末复习《磁场》PPT课件

条件:v 与 B 垂直(v 与B 平行时不受洛仑兹力)
例6. 电视机显象管的偏转线圈示意图如右,即时电 流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将 向哪个方向偏转?
F
向左偏
i
例7.磁流体发电机原理如图。相距为 d 的极板A、B 间有高速等离子体喷射,两极板间有如图方向的匀强 磁场。该发电机哪个极板为正极?两板间最大电压为 多少? B为正极板
v
- - - - - -
例11.某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O以垂 直于电场和磁场的速度v0向右射去,从右端中心a下方 的b点以速度v1射出;若增大磁感应强度B,该粒子将 打到a点上方的c点,且有ac=ab,则该粒子带______电; 第二次射出时的速度为_______。
1 2 1 2 1 2 1 2 mv 1 mv 0 mv 0 mv 2 2 2 2 2
c
qvB
v2 2 v v
2 0
2 1
qE
v0
a b
例12.如图所示,一个带电粒子两次以同样的垂直 于场线的初速度v0 分别穿越匀强电场区和匀强磁场 区, 场区的宽度均为L偏转角度均为α,求E∶B
L v0 E L
α
v0 B
α
在电场中偏转:
在磁场中偏转:
qEL tgα 2 mv 0
v0 E B cosα
v qvB2 m qE qvB1 r q E m B1 B2 r
2
2.直线加速器
3.回旋加速器
一个工具:磁感线 两个作用:安培力 F安=IlB (B ⊥I ) 洛仑兹力 f洛=qvB ( B⊥v ) 三个思路:受力分析 能量动量 四个应用:速度选择器 回旋加速器 运动分析 质谱仪 磁流体发电机

磁场(解析版)—2025年高考物理一轮复习知识清单

磁场带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算掌握磁场和磁感应强度的概念,会用磁感线描述磁场,熟悉几种常见磁场模型的磁感线分布图;会判断安培力的方向,能够计算安培力的大小,会分析计算安培力作用下导体的平衡与加速问题;掌握洛伦兹力的概念,会分析和计算带电粒子在有界磁场中运动的临界、极值问题,会分析计算带电粒子在组合场、叠加场中的问题;掌握带电粒子在磁场中的多解问题、交变磁场和立体空间中的问题;了解与磁场相关的仪器,重点掌握质谱仪、回旋加速器和霍尔效应的原理。

核心考点01 磁场中的概念一、磁场 (4)二、磁感线 (4)三、磁感应强度 (6)四、磁通量 (8)核心考点02 安培力 (10)一、安培力的方向 (10)二、安培力的大小 (11)三、安培力作用下导体的平衡与加速问题 (12)核心考点03 洛伦兹力 (14)一、洛伦兹力 (14)二、带电粒子在匀强磁场中的运动 (15)三、有界匀强磁场的运动模型 (18)四、动态圆模型 (22)五、带电粒子在组合场中的运动 (24)六、带电粒子在叠加场中的运动 (27)七、带电粒子在交变磁场的运动 (30)八、带电粒子在磁场中的多解问题 (32)九、带电粒子在立体空间的运动 (34)核心考点04 与磁场相关的仪器 (36)一、速度选择器 (36)二、质谱仪 (37)三、回旋加速器 (39)四、磁流体发电机 (41)五、电磁流量计 (42)六、霍尔效应模型 (43)01一、磁场1、磁性物质吸引铁、钴、镍等物质的性质。

2、磁体具有磁性的物体,如磁铁。

3、磁极磁体上磁性最强的区域。

任何磁体都有两个磁极,一个叫北极(N极),另一个叫南极(S极)。

并且,任何一个磁体都有两个磁极,无论怎样分割磁体,磁极总是成对出现,不存在磁单极。

【注意】同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。

4、磁场的定义磁体或电流周围存在的一种特殊物质,能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用。

磁场知识点复习

磁场知识点复习在物理学中,磁场是一个极其重要的概念,它与我们的日常生活和众多现代科技应用紧密相关。

下面,让我们一起来系统地复习一下磁场的相关知识点。

一、磁场的基本概念磁场是一种看不见、摸不着,但却真实存在的特殊物质。

它存在于磁体、电流和运动电荷的周围空间。

我们可以通过磁场对放入其中的磁体或电流产生力的作用来感知磁场的存在。

磁场具有方向和强弱。

通常,我们用磁感线来形象地描述磁场。

磁感线是在磁场中人为画出的一些有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向,磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

二、磁体与磁极磁体是能够产生磁场的物体,它具有两个磁极,即南极(S 极)和北极(N 极)。

同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。

磁极之间的相互作用遵循一定的规律,这个规律是磁场的基本性质之一。

当两个磁体靠近时,它们会根据磁极的性质产生相应的力的作用。

三、电流的磁效应丹麦科学家奥斯特在 1820 年发现了电流的磁效应,即通电导线周围存在磁场。

这一发现揭示了电和磁之间的联系,为后来电磁学的发展奠定了基础。

通电直导线周围的磁场方向可以用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判断:用右手握住直导线,让大拇指指向电流的方向,那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

对于通电螺线管,同样可以用安培定则来判断磁场方向:用右手握住螺线管,让弯曲的四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端就是螺线管的 N 极。

四、磁场对电流的作用磁场对通电导线有力的作用,这个力被称为安培力。

安培力的大小与磁场强度、电流大小以及导线在磁场中的长度和导线与磁场方向的夹角有关。

当导线与磁场方向垂直时,安培力最大;当导线与磁场方向平行时,安培力为零。

安培力的方向可以用左手定则来判断:伸开左手,让磁感线垂直穿过手心,四指指向电流的方向,那么大拇指所指的方向就是安培力的方向。

五、磁场对运动电荷的作用运动电荷在磁场中会受到洛伦兹力的作用。

洛伦兹力的大小与电荷量、速度大小、磁场强度以及速度方向与磁场方向的夹角有关。

高考综合复习——磁场专题复习

高考综合复习——磁场专题复习一磁场、磁场对电流及运动电荷的作用总体感知知识网络第一部分 磁场磁感应强度知识要点梳理知识点一——磁场 ▲知识梳理1.磁场的存在 磁场是一种特殊的物质,存在于磁极和电流周围。

2.磁场的特点 磁场对放入磁场中的磁极和电流有力的作用。

同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,磁体之间、磁体与电流(或运动电荷)之间、电流(或运动电荷)与电流(或运动电荷)之间的相互作用都是通过磁场发生的。

3.磁场的方向 规定磁场中任意一点的小磁针静止时N极的指向(小磁针N极受力方向)。

▲疑难导析()()的比值。

 定义式,通电导线与B垂直 特别提醒:磁感应强度B的方向是小磁针N极受力的方向,但绝对不是通电导线在磁场中受力的方向。

通电导线受力的方向与磁感应强度方向垂直,它们的关系由左手定则确定。

知识点三——磁感线 ▲知识梳理一、磁感线 1.磁感线的特点 磁感线的特点:磁感线是为形象地描述磁场的强弱和方向而引入的一系列假想的曲线,是一种理想化的模型。

它有以下特点: (1)磁感线某点切线方向表示该点的磁场方向,磁感线的疏密可以定性地区分磁场不同区域磁感应强度B的大小。

(2)磁感线是闭合的,磁体的外部是从N极到S极,内部是从S极到N极。

(3)任意两条磁感线永不相交。

(4)条形磁体、蹄形磁体、直线电流、通电螺线管、地磁场等典型磁场各有其特点,记住它们的分布情况有助于分析解决有关磁场的问题。

2.几种常见的磁感线 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场 在磁体的外部,磁感线从N极射出进入S极,在内部也有相应条数的磁感线(图中未画出)与外部磁感线衔接并组成闭合曲线。

(2)直线电流的磁场 直线电流的磁感线是在垂直于导线平面上的以导线上某点为圆心的同心圆(如图),其分布呈现“中心密边缘疏”的特征,从不同角度观察,如图。

(3)环形电流的磁场 如图中甲、乙、丙从不同角度观察,环形电流的磁感线是一组穿过环所在平面的曲线,在环形导线所在平面处,各条磁感线都与环形导线所在的平面垂直。

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期末复习磁场(一)参考答案
知识结构:
[例1]解析:磁感应强度是矢量,所以三角形的中心O处的磁感应强度就为三个直线电流在O点产生磁场的合成。

本题就是根据直线电流的磁场特点,把磁场中的这一点O与直线电流所在处的点(或A、或B、或C)的连线为半径,作此半径的垂线,垂线的方向指向由安培定则所确定的方向。

图中三个磁场方向就是这样确定的,确定直线电流
磁场中任何一点的磁场方向均取此种方法。

直线电流的磁场是以直线电流
为中心的一组同心圆,中心O点处三个直线电流的磁场方向如图所示,由
于对称性,它们互成120°角,由于它们的大小相等,均为B0,根据矢量
合成的特点,可知它们的合矢量为零。

答案:A
[例2]解析:导线所受安培力为零,则由F=BIL sinθ可知,在垂直于导线方向上,合磁场的分量为零,另一磁场B2方向与导线垂直,且方向与B1在垂直导线方向的分量方向相
反时,B2具有最小值,此时B2=B1sin60°=
3
2
T,各选项中,只要大于
3
2
T的值都有可能,
应选B、C、D。

答案:BCD
[例3]解析:
(1)在N 点:qV 1B -Eq=0 得V 1=E/B=2m/s
从M 到N :mgh+W f =-0 得:W f =-6×10-3J
(2)在P 点:qV 2Bcos -Eq=0 得V 2=2m/s 并有 Eq=mg
从M 到P :mgH+W f -Eqs=-0 得s=0.6m
[例4]解析:由于不计重力和粒子间的相互作用,且粒子速度方向和匀强磁场方向互相垂直,故粒子只受和粒子速度垂直的洛伦兹力作用,在纸面所在平面内做匀速圆周运动。

由洛伦兹力充当向心力,可求出粒子做圆周运动的半径。

又因两粒子都是从O 点射出,且同时经过P 点,故OP 应是两粒子运动轨迹圆的公共弦,其径迹应如图所示。

由于两粒子从O 点射出后至P 点的轨迹对应的圆心角不同,可知其运动至P 点经历的时间不同,利用几何知识找出其轨迹对应的圆心角大小关系,即可应用粒子运动时间和周期的关系求出其从O
点射出的时间差。

(1)设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R ,由牛顿第二
定律,有qvB =m 得R =
(2)如图所示,以OP 为弦可画两个半径相同的圆,分别表示在
P 点相遇的两个粒子的轨道.圆心分别为O 1、O 2,OP 弦所对圆心角为。

先射入的粒子由O →P 的时间t 1=
后射入的粒子由O →P 的时间t 2=
式中T 为圆周运动周期,T = 两粒子射入的时间间隔Δt =t 1-t 2=
因R sin 得α=2arc sin 由上两式可解得Δt =
2121mV ︒4522221mv R v 2
qB m v αT παπ22-T πα2qB m
π2)(2αππαπ-=-qB m T 22L =α
R L 2)2arcsin 2(2mv LqB qB m -π
(根据arcsin =-arccos 可将上面结果化为Δt =) 小结:以上例题给出了关于带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的两类典型问题的处理方法:凡是涉及和粒子轨道半径有关的问题,应首先应用几何知识求出粒子轨道半径,凡是涉及粒子运动时间的相关问题,应根据粒子运动轨迹对应的圆心角与圆周角的关系找出粒子运动时间和周期的关系,从而使问题得到解决。

课后练习
1、A
2、B
3、A
4、C
5、AC
6、A
7、AC
8. 解:
(1)根据题意: ① (2)电子在匀强磁场B 中作匀速圆周运动,由电子所受的洛仑兹力f=evB 提供向心力。

据牛顿第二定律和圆周运动公式得:

(3)据牛顿第二定律和圆周运动公式得:
③ 把②代入③得: (另解:④联立①④得)
9(1)正离子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动,由动能定理得
∵ 正离子以速度v 进入匀强磁场,做匀速圆周运动
正离子离开了磁场时的速度与进入时相垂直,故r=R
解得A 、K 间的电压
(2)正离子在电场中的运动时间
在磁场中的运动时间
θ2πθmv LqB qB
m 2arccos 4f K T K f T
=∴=1n ma evB =2)2(2T mR B T R e ππ=Ke mf eT m B ππ22==∴R v m evB 2=m eBR v =∴K Rf v π2=T R v π2=
K Rf v π2=2
21mv qU =r v m Bqv 2=m q R B U 222=BqR md qU mvd a v t 21===
Bq m Bq m T t 2241412ππ=⋅==
在磁场与收集器之间运动时间离子自S1到收集器D的总时间
BqR
m
R
H
v
R
H
t
)
(
3
-
=
-
=
)
2
2
(
π
+
-
+
=
R
R
H
d
Bq
m
t。

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