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）周围。

⒉磁场（磁感应强度）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磁场的基本性质是对放入其中的磁体、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述的曲线，它并不是客观存在的。 ⒉磁感线是闭合曲线⎩⎨

⎧→→极

极磁体的内部极

极磁体的外部N S S N

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相交，也不能相切。 三、

安培定则是用来确定电流方向与磁场方向关系的法则

弯曲的四指代表⎩⎨⎧)()(环形电流或通电螺线管电流的方向

直线电流磁感线的环绕方向

四、 安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质，即磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运

动产生的。 五、

几种常见磁场

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：管外磁感线分布与条形磁铁类似，管内为匀强磁场。 ⒊地磁场（与条形磁铁磁场类似）

⑴地磁场N 极在地球南极附近，S 极在地球北极附近。

地磁场B 的水平分量总是从地球南极指向北极，而竖直分量南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下

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假如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（根据安培定则、地磁场的方向与地球自转方向判断）。 六、

磁感应强度：⑴定义式LI

F

B =

（定义B 时，B I ⊥）⑵B 为矢量，方向与磁场方向相同，并不是在该处电流的受力方向，运算时遵循矢量运算法则。 七、

磁通量

⒈定义一：φ=BS ，S 是与磁场方向垂直的面积，即φ=B ⊥S ，如果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⊥S ⒉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。

当一个面有两个方向的磁感线穿过时，磁通量的计算应算“纯收入”，即ф=ф1-ф2（ф1为正向磁感线条数，ф2为反向磁感线条数。） 八、

安培力大小

⒈公式BLI F =sin θ（θ为B 与I 夹角）[]BLI F ,0∈ 九、

⒉通电导线与磁场方向垂直时，安培力最大BIL F =

⒊通电导线平行于磁场方向时，安培力0=F ⒋B 对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度

⒌式中的L 为导线垂直于磁场方向的有效长度。例如，半径为r 的半圆形导线与磁场B 垂直放置，导线的的等效长度为2r ，安培力BIr F 2=。 十、

安培力的方向

⒈方向由左手定则来判断。

⒉安培力总是垂直于磁感应强度B 和电流I 所决定的平面，但B 、I 不一定要垂直。 十一、 物体在安培力作用下运动方向的判定方法

⒈电流元分析法

把整段电流等效分成很多电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向，注意一般取对称的电流元分析。 ［例题］ 如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M 和N ，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M 、N 等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab ，则通电导线ab 在安培力作用下运动的情况是 A.沿纸面逆时针转动

B.沿纸面顺时针转动

C.a 端转向纸外，b 端转向纸里

D.a 端转向纸里，b 端转向纸外 ⒉等效分析法

环形电流可以等效为小磁针（或条形磁铁），条形磁铁也可等效成环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。

⒊利用结论法

⑴两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。 ⑵两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势。

［例题］如图所示, 在水平放置的光滑绝缘杆ab 上, 挂有两个相同的金属环M 和N ．当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确 [ ] A ．两环静止不动 B ．两环互相靠近 C ．两环互相远离 D ．两环同时向左运动 ⒋特殊位置分析法

根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置。 十二、 通电导体在磁场重力场中的平衡与加速运动问题

⒈解题思路：与力学平衡与加速运动问题完全相同，对物体进行正确、全面的受力分析是解题关键，同时要注意受力分析时，先将立体图转换为平面图。

⒉分析通电导体在平行导轨上受力的题目，主要应用：闭合电路欧姆定律、安培力公式BIL F =、物体平衡条件等知识。 十三、 洛伦兹力的大小

⒈当电荷速度方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力的大小qvB F =

⒉当0=v 时，0=F ，即磁场对静止的电荷无作用力，磁场只对运动电荷有作用力，这与电场对其中的静止电荷或运动电荷总有电场力的作用是不同的。

⒊当电荷运动方向与磁场方向相同或相反，即v 与B 平行时，0=F 。 ⒋当电荷运动方向与磁场方向夹角为θ时，洛伦兹力的大小qvB F = sin θ

注意：⑴以上公式中的v 应理解为电荷相对于磁场的运动速度。⑵会推导洛伦兹力的公式。 十四、 洛伦兹力的方向

⒈用左手定则来判断：让磁感线穿过手心，四指指向正电荷运动的方向（或负电荷运动方向的反方向），大拇指指向就是洛伦兹力的方向。

⒉无论v 与B 是否垂直，洛伦兹力总是同时垂直于电荷运动方向与磁场方向。

［例题］ 阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是＿＿＿＿＿．若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将＿＿＿＿＿(填“向上”“向下”“向里”“向外”)偏转．