高中物理磁场知识点总结+例题
2010-2011年度第一阶段高考总复习许苏建
- 1 -磁场一、基本概念1．磁场的产生⑴磁极周围有磁场。⑵电流周围有磁场（奥斯特）。安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。⑶变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。2．磁场的基本性质磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用（对磁极一定有力的作用；对电流可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。3．磁感应强度ILFB（条件是L⊥B；在匀强磁场中或ΔL很小。）磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T，1T=1N/(Am)=1kg/(As2) 4．磁感线⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针N极受磁场力的方向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线：
地磁场的特点：两极的磁感线垂直于地面；赤道上方的磁感线平行于地面；除两极外，磁感线的水平分量总是指向北方；南半球的磁感线的竖直分量向上，北半球的磁感线的竖直分量向下。
⑷电流的磁场方向由安培定则（右手螺旋定则）确定：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。二、安培力（磁场对电流的作用力）1．安培力方向的判定⑴用左手定则。⑵用“同向电流相吸，反向电流相斥”（适用于两电流互相平行时）。⑶可以把条形磁铁等效为长直通电螺线管（不要把长直通电螺线管等效为条形磁铁）。例1．条形磁铁放在粗糙水平面上，其中点的正上方有一导线，在导线中通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会______（增+ —N S
地球磁场条形磁铁蹄形磁铁
通电环行导线周围磁场通电长直螺线管内部磁场通电直导线周围磁场
N S
2010-2011年度第一阶段高考总复习许苏建
- 2 -大、减小还是不变？）。水平面对磁铁的摩擦力大小为______。解：本题有多种分析方法。⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线（如图中下方的虚线所示），可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中上方的虚线所示），可看出导线受到的安培力竖直向下，因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。⑶把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流，所以互相吸引。例2．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？解：画出偏转线圈内侧的电流，是左半线圈靠电子流的一侧为向里，右半线圈靠电子流的一侧为向外。电子流的等效电流方向是向里的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，可判定电子流向左偏转。2．安培力大小的计算F=BLIsinα（α为B、L间的夹角）高中要求会计算α=0（不受安培力）和α=90o两种情况。例3．如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L。金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上。匀强磁场磁感应强度为B，方向与金属杆垂直。当回路总电流为I时，金属杆正好能静止。求：B至少多大？这时B的方向如何？解：画出截面图如右。导轨的重力G和安培力F的合力与弹力平衡，因此重力和安培力的合力方向必须垂直于导轨平面向下。由三角形定则可知，只有当安培力方向沿导轨平面向上时需要的安培力F=BIL才最小，B也最小。根据左手定则，这时B应垂直于导轨平面向上，大小满足：BIL=mgsinα，B=mgsinα/IL。解这类题时必须画出截面图，才能使所要研究的各力画在同一平面上，从而弄清各力的大小和方向间的关系。例4．如图所示，质量为m的铜棒搭在U形导线框右端，棒长和框宽均为L，磁感应强度为B的匀强磁场方向竖直向下。电键闭合后，在磁场力作用下铜棒被平抛出去，下落h后落在水平面上，水平位移为s。求闭合电键后通过铜棒的电荷量Q。解：闭合电键后的极短时间内，铜棒受安培力向右的冲量FΔt=mv0而被平抛出去，其中F=BIL，而瞬时电流和时间的乘积等于电荷量Q=IΔt，由平抛规律可算铜棒离开导线框时的初速度
hgstsv20，最终可得hgBLmsQ2。本题得出的一个重要方法是：利用安培力的冲量可以求电量：Ft=BILt=BLQ。即使通电过程电流不恒定，这个结论仍然是正确的。练习1. 如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流，不计通电导线的重力，仅在磁场力作用下，导线将如何移动？解：先画出导线所在处的磁感线，上下两部分导线所受安培力的方向相反，使导线从左向右看顺时针转动；同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动（不要说成先i
ααF′
N S FF1F2
h s B αB
G F
S N I
2010-2011年度第一阶段高考总复习许苏建
- 3 -转90°后平移）。分析的关键是画出相关的磁感线。三、洛伦兹力1．洛伦兹力的大小运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力，它可以看做是安培力的微观表现。计算公式的推导：如图所示，整个导线受到的磁场力（安培力）为F安=BIL；其中I=nesv；设导线中共有N个自由电子N=nsL；每个电子受的磁场力为f，则F安=Nf。由以上四式得f=qvB。条件是v与B垂直。（v与B平行时洛伦兹力为零。）2．洛伦兹力的方向在用左手定则时，四指必须指电流方向（不是速度方向），即正电荷定向移动的方向；对负电荷，四指应指负电荷定向移动方向的反方向。例5．磁流体发电机原理图如右。等离子体高速从两板间由左向右喷射，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？解：由左手定则，正、负离子受的洛伦兹力分别向上、向下。所以上极板为正。正、负极板间将产生电场。当刚进入的正负离子受的洛伦兹力与电场力等值反向时，达到最大电压：qvBqdU，U=Bdv。当外电路断开时，这就是电动势E。当外电路接通时，极板上的电荷量减小，板间场强减小，洛伦兹力将大于电场力，进入的正负离子将继续发生偏转。这时电动势仍是E=Bdv，但路端电压将小于Bdv。本题的重要结论有：⑴正负离子速度方向相同时，在同一磁场中受洛伦兹力方向相反；⑵在v恒定的条件下，无论外电路是否接通，电动势Bdv保持不变；⑶带电粒子在磁场中偏转聚集在极板上后，将新产生的电场。例6．半导体靠自由电子（带负电）和空穴（相当于带正电的粒子）导电，分为p型和n型两种。p型半导体中空穴为多数载流子；n型半导体中自由电子为多数载流子。用实验可以判定半导体材料的类型：如图将材料放在匀强磁场中，通以向右的电流I，比较上下两个表面的电势高低，若上极板电势高，就是p型半导体；若下极板电势高，就是n型半导体。试分析原理。解：分别判定空穴和自由电子所受的洛伦兹力的方向，由于四指指电流方向，都向右，所以洛伦兹力方向都向上，它们都将向上偏转。p型半导体中空穴多，上极板的电势高；n型半导体中自由电子多，上极板电势低。因此可以判定半导体材料的类型。本题的重要结论有：电流方向相同时，正、负离子在同一个磁场中的所受的洛伦兹力方向相同，偏转方向也相同。3．洛伦兹力的应用带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力，因此有：
rmvqvB2，由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式：BqmTBqmvr2,。例7．如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30o角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？I F F安B
I R B ++ + + + +
2010-2011年度第一阶段高考总复习许苏建
- 4 -射出的时间差是多少？（不考虑正、负电子间的相互作用）解：正负电子的半径和周期是相同的。只是偏转方向相反。先确定圆心，画出半径，由对称性知：射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。所以两个射出点相距2r，由图还看出经历时间相差2T/3。由rmvevB2得轨道半径r和周期T分别为BemTBemvr2,，因此两个射出点相距Bemvs2，时间差为Bqmt34解题关键是画好示意图，特别注意找圆心、找半径和用对称。
4．带电粒子在匀强磁场中的偏转⑴穿过矩形磁场区。要画好辅助线（半径、速度及延长线）。穿越过程的偏转角由sinθ=L/R求出。侧移由R2=L2-(R-y)2解出。经历时间由Bqmt得出。注意：这里射出速度的反向延长线与初速度延长线的交点不是宽度线段的中点，这点与带电粒子在匀强电场中的偏转结论不同！⑵穿过圆形磁场区。画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）。偏角可由Rr2tan求出。经历时间由Bqmt得出。注意：由对称性，正对圆心射入的例子必然背离圆心射出。例8．一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a，0)点以速度v，沿与x正方向成60o的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B和射出点S的坐标。解：射出点对应的半径在y轴上，因此其圆心一定在y轴上，从几何关系知半径是o30cosar，由rmvqvB2得qBmvr，因此aqmvB23。射出点S到
原点O的距离是1.5r，坐标为（0，a3）。四、带电粒子在混合场中的运动1．空间同时存在正交的匀强电场和匀强磁场正交的匀强磁场和匀强电场组成“速度选择器”。带电粒子（不计重力）必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则将发生偏转。这个速度的大小可以由洛伦兹力和电场力的平衡得出：qvB=Eq，BEv。在本图中，速度方向必须向右。⑴这个结论与带电粒子的电性、电量都无关。⑵若入射速度小于该速度，电场力将大于洛伦兹力，粒子向电场力方向偏转，穿越混合场过程电场力做正功，动能增大，洛伦兹力也增大，粒子的轨迹是一条复杂曲线；若入射速度大于该速度，粒子将向洛伦兹力方向偏转，穿越混合场过程电场力将做负功，动能减小，洛伦兹力也减小，轨迹也是一条复杂曲线。O M N B v
v v L
O B R
r v v
O′O
y
x v
v P B S
Q O
v + + + + + +
2010-2011年度第一阶段高考总复习许苏建
- 5 -例9．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_______。解：B增大后向上偏，说明洛伦兹力向上，所以为带正电。由于洛伦兹力总不做功，所以两次都是只有电场力做功，第一次为正功，第二次为负功，但功的绝对值相同，因此21202222020212,21212121vvvmvmvmvmv2．带电粒子分别通过匀强电场和匀强磁场例10．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，偏转角均为α，求E∶B解：分别利用带电粒子的偏角公式。在电场中偏转：20tanmvEqL，在磁场中偏转：0sinmvLBq，由以上两式可得cos0vBE。可以证明：当偏转角相同时，侧移不同（电场中侧移大）；当侧移相同时，偏转角不同（磁场中偏转角大）。3．带电粒子依次在电场、磁场中做连续运动例11．如图所示，在xOy平面内的第Ⅲ象限中有沿-y方向的匀强电场，场强大小为E。在第Ⅰ和第Ⅱ象限有匀强磁场，方向垂直于坐标平面向里。有一个质量为m，电荷量为e的电子，从y轴的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场（不计重力），经电场偏转后，沿着与x轴负方向成45o角进入磁场，并能返回到原出发点P。⑴简要说明电子的运动情况，并画出电子运动轨迹的示意图；⑵求P点距坐标原点的距离；⑶电子从P点出发经多长时间再次返回P点？解：⑴设OP=x，在电场中偏转45o，说明在M点进入磁场时的速率是2v0，由动能定理知电场力做功Eex=2021mv，因此eEmvx220；由于这段时间内水平、竖直方向平均速度之比为2∶1，因此OM=2x。根据电子在磁场中做圆周运动轨道的对称性，从N点射出磁场时速度与x轴也成45o，又恰好能回到P点，因此ON=x。可知在磁场中做圆周运动的半径R=1.52x。轨迹如右图中虚线所示。⑵P点距坐标原点的距离为eEmvx220。⑶电子在第Ⅲ象限的平抛运动时间eEmvvxt0012，在第Ⅳ象限直线运动的时间
【单元练】《常考题》高中物理必修3第九章【静电磁场及其应用】知识点(含答案解析)
一、选择题
1．如图，a、b、c、d为正方形四条边的中点，中心O点固定一个带电量为Q的正点电荷，正方形位于场强大小为E、方向与正方形平面平行的匀强电场中。现在a点放一带电量为q的正检验电荷，检验电荷恰好不受电场力的作用。不计检验电荷的重力，下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的方向一定与ac连线平行且向上
B．若a点的检验电荷带负电，则受到的电场力为2qE
C．正方形边上的c点电场强度大小为2E
D．正方形边上的b、d两点电场强度相同C
解析：C
A．因为检验电荷在a点恰好不受电场力的作用，所以a点的合电场强度为零，O点的正点电荷在a点的电场方向与ac连线平行且向上，所以匀强电场的方向应该与ac连线平行向下，故A错误；
B．因为a点的合电场强度为零，所以不管a点的检验电荷带负电还是正电，受到的电场力均为0，故B错误；
C．O点的正点电荷在c点的电场方向与ac连线平行且向下，大小为E，匀强电场的方向也是与ac连线平行向下，大小为E，所以c点电场强度大小为2E，故C正确；
D．正方形边上的b、d两点电场强度大小相等，方向不同，故D错误。
故选C。
2．如图所示悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线，下端有一个质最为m、带电量为－q的小球，若在空间加一与纸面平行的匀强电场，当电场强度为最小值时，小球静止在A点，此时细线与竖直方向夹角为θ，则（ ）
A．该电场的方向为水平向左方向 B．该电场场强的最小值为sinmgEq
C．若剪断细线，小球将做曲线运动 D．若撤去电场瞬时，小球的加速度为零B
解析：B
AB．对小球受力分析如图，小球受重力、电场力和拉力
从图中可以看出，电场的方向可以变化，当电场力方向与细线垂直时，电场力最小，电场强度最小，根据共点力平衡条件，有
sinmgqE
解得
sinmgEq
A错误B正确；
C．若剪断细线，小球只受到重力与电场力，根据前面的受力分析，结合三力平衡的特点可知，重力与电场力得合力的方向沿绳子的拉力的相反方向，所以小球将沿重力与电场力合力的方向做匀加速直线运动，C错误；
高中物理磁场知识点总结
高中物理磁场知识点总结
一、磁场
磁体是通过磁场对铁钴镍类物质发生作用的，磁场和电场一样，是物质存在的另一种形式，是客观存在的。小磁针的指南指北表明地球是一个大磁体。磁体周围空间存在磁场；电流周围空间也存在磁场。
电流周围空间存在磁场，电流是大量运动电荷形成的，所以运动电荷周围空间也有磁场。静止电荷周围空间没有磁场。
磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。磁场是物质存在的一种形式。磁场对磁体、电流都有力的作用。
与用检验电荷检验电场存在一样，可以用小磁针来检验磁场的存在。如图所示为证明通电导线周围有磁场存在——奥斯特实验，以及磁场对电流有力的作用实验。
1．地磁场
地球本身是一个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极附近，地磁的北极在地球的南极附近。
2．地磁体周围的磁场分布
与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。
3．指南针
放在地球周围的指南针静止时能够指南北，就是受到了地磁场作用的结果。
4．磁偏角
地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏角，简称磁偏角。
说明：
① 地球上不同点的磁偏角的数值是不同的。
② 磁偏角随地球磁极缓慢移动而缓慢变化。
③ 地磁轴和地球自转轴的夹角约为11°。
二、磁场的方向
在电场中，电场方向是人们规定的，同理，人们也规定了磁场的方向。
规定：在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。
确定磁场方向的方法是：将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针N极的指向即为该点的磁场方向。
磁体磁场：可以利用同名磁极相斥，异名磁极相吸的方法来判定磁场方向。
电流磁场：利用安培定则（也叫右手螺旋定则）判定磁场方向。
三、磁感线
在磁场中画出有方向的曲线表示磁感线。
磁感线特点：
（1）磁感线上每一点切线方向跟该点磁场方向相同。
（2）磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越强，磁感线越疏的地方表示磁场越弱。
【单元练】上海省吾中学高中物理必修3第十章【静电磁场中的能量】知识点总结
一、选择题
1．一个带电小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功3J，克服电场力做功0.5J，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小球在a点的重力势能比在b 点大 3J
B．小球在a点的电势能比在 b 点小 1J
C．小球在a点的动能比在b 点小 3.5J
D．小球在a点的机械能比在 b 点少 0.5JA
解析：A
A．重力做功等于重力势能的变化量，重力做功3J，重力势能减小3J，所以a点重力势能比b点大3J，选项A正确；
B．电场力做功等于电势能的变化量，克服电场力做功0.5J，电势能增加0.5J，所以a点电势能比b点小0.5J，选项B错误；
C．合力做功等于动能的变化量，合力做功等于各个分力做的功，总功为2.5J，故动能增加2.5J，即小球在a点的动能比在b点小2.5J，选项C错误；
D．除重力外的各个力做的总功等于机械能的变化量，除重力外，克服电场力做功0.5J，故机械能减小0.5J，所以a点机械能比b点大0.5J，选项D错误。
故选A。
2．如图所示，正电荷在电场中从A点运动到B点，则运动过程中（ ）
A．电场力做负功、电势能减小 B．电场力做正功、电势能减小
C．电场力做负功、电势能增加 D．电场力做正功、电势能增加B
解析：B
沿着电场线电势逐渐降低，则有
AB
即
0AABBU
电场力做功
0ABWqU
电场力做正功，根据功能关系，电势能减小。
故选B。
3．如图所示的电路中，AB和CD为两个水平放置的平行板电容器，AB板间有一点P，闭合开关K，待电路稳定后将开关断开。现将CD板间一有机玻璃板（图中未画出）抽出，则下列说法正确的是（ ）
A．CD平行板电容器的电容增大
B．P点电势降低
C．AB两板间的电场强度减小
D．电阻R中有向右的电流D
解析：D
A．将玻璃板抽出CD板间，则相对介电常数减小，其他条件不变，由
r4SCkd
可知，CD平行板电容器的电容减小，故A错误；
高中物理知识点归类总结-典型电荷在电场、磁场中运动的专题问题
典型电荷在电场、磁场中运动的专题问题
⑴极板间加电场（图甲）
不同时刻从b点由静止释放电荷，讨论其往返运动情况。
电荷从中央a点射入，讨论电荷仍从中央线处射的条件等
电荷从b点由静止释放，讨论其到达另一极板的条件
极板电压改为u=U0cosωt等情况时，讨论电荷从a点连续高速入射时，电荷持续出射时间间隔
⑵电荷在电场、磁场中运动的比较
电荷分别以相同初速垂直进入同宽度的有界电场E、磁场B中（图乙），偏向角均为θ，求初速v0
② 电荷进入极板间的磁场（图丙等）中，讨论电荷不能出射的条件
③ 带电环在电、磁场中沿竖直杆运动，讨论其运动的最大速度Vm、最大加速度am
⑶ 物体受恒力作用时的曲线运动轨迹为抛物线；只受洛仑兹力（B⊥v）时，运动轨迹为圆；受洛仑兹力和其它恒力作用时，所做曲线运动的轨迹既不是抛物线，也不是圆。
物理解题中的审题技巧
审题过程，就是破解题意的过程，它是解题的第一步，而且是关键的一步，通过审题分析，能在头脑里形成生动而清晰的物理情景，找到解决问题的简捷办法，才能顺利地、准确地完成解题的全过程。在未寻求到解题方法之前，要审题不止，而且题目愈难，愈要在审题上下功夫，以寻求突破；即使题目容易，也不能掉以轻心，否则也会导致错误。在审题过程中，要特别注意这样几个方面；
第一、题中给出什么； 第二、题中要求什么；
第三、题中隐含什么； 第四、题中考查什么； 第五、规律是什么；
高考试卷中物理计算题约占物理总分的60% ，（共90分左右）综观近几年的高考，
高考计算题对学生的能力要求越来越高，物理计算题做得好坏直接影响物理的成绩及总成绩，影响升学。所以，如何在考场中迅速破解题意，找到正确的解题思路和方法，是许多学生期待解决的问题。下面给同学们总结了几条破解题意的具体方法，希望给同学们带来可观的物理成绩。
1．认真审题，捕捉关键词句
审题过程是分析加工的过程，在读题时不能只注意那些给出具体数字或字母的显形条件，而应扣住物理题中常用一些关键用语，如：“最多”、“至少”、“刚好”、“缓慢”、“瞬间”等。充分理解其内涵和外延。
高中物理电磁学经典例题
-
. z 高中物理典型例题集锦
(电磁学局部)
25、如图22-1所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有小孔M、N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N三点在同一竖直线上)，空气阻力不计，到达N点时速度恰好为零，然后按原路径返回。假设保持两板间的电压不变，则：
A. 假设把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。
B. 假设把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。
C. 假设把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N孔继续下落。
D. 假设把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N孔继续下落。
分析与解：当开关S一直闭合时，A、B两板间的电压保持不变，当带电质点从M向N运动时，要克制电场力做功，W=qUAB，由题设条件知：带电质点由P到N的运动过程中，重力做的功与质点克制电场力做的功相等，即：mg2d=qUAB
假设把A板向上平移一小段距离，因UAB保持不变，上述等式仍成立，故沿原路返回，应选A。
假设把B板下移一小段距离，因UAB保持不变，质点克制电场力做功不变，而重力做功增加，所以它将一直下落，应选D。
由上述分析可知：选项A和D是正确的。
想一想：在上题中假设断开开关S后，再移动金属板，则问题又如何?(选A、B)。
26、两平行金属板相距为d，加上如图23-1(b)所示的方波形电压，电压的最大值为U0，周期为T。现有一离子束，其中每个离子的质量为m，电量为q，从与两板等距处沿着与板平行的方向连续地射入两板间的电场中。设离子通过平行板所需的时间恰为 T(与电压图23-1 图23-1(b) 图22-1 -
. z 变化周期一样)，且所有离子都能通过两板间的空间打在右端的荧光屏上。试求：离子击中荧光屏上的位置的围。(也就是与O‘点的最大距离与最小距离)。重力忽略不计。
高中物理 第09章 电磁感应 (单双棒问题)典型例题(含答案)【经典】
1
第九章 电磁感应
知识点七：单杆问题（与电阻结合）(水平单杆、斜面单杆（先电后力再能量））
1、发电式
（1）电路特点：导体棒相当于电源，当速度为v时，电动势E＝Blv
（2）安培力特点：安培力为阻力，并随速度增大而增大
（3）加速度特点：加速度随速度增大而减小
（4）运动特点：加速度减小的加速运动
（5）最终状态：匀速直线运动
（6）两个极值
①v=0时,有最大加速度：
②a=0时,有最大速度：
（7）能量关系
（8）动量关系
（9）变形：摩擦力；改变电路；改变磁场方向；改变轨道
解题步骤：解决此类问题首先要建立“动→电→动”的思维顺序，可概括总结为：
(1)找”电源”，用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解电动势的大小和方向；
(2)画出等效电路图，求解回路中的电流的大小及方向；
(3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的动态过程，最后确定导体棒的最终运动情况；
(4)列出牛顿第二定律或平衡方程求解．
2、阻尼式
（1）电路特点：导体棒相当于电源。
（2）安培力的特点：安培力为阻力，并随速度减小而减小。
（3）加速度特点：加速度随速度减小而减小
（4）运动特点：加速度减小的减速运动
（5）最终状态：静止
（6）能量关系：动能转化为焦耳热
（7）动量关系
（8）变形：有摩擦力；磁场不与导轨垂直等
1．(多选)如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计．有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆．开始，将开关S断开，让ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象可能是( )．
答案 ACD F
N M mFmgam22()()mFmgRrvBl212EmFsQmgSmv0mFtBLqmgtmv22()BFBlvammRr22BBlvFBIlRr20102mvQ00BIltmv0mvqBlBlsqnRrRr2
18 磁场最小面积问题—高中物理三轮复习重点题型考前突破
一、磁场形状为圆状的最小面积计算
1.如图，在直角坐标系xOy平面内，虚线MN平行于y轴，N点坐标(－l，0)，MN与y轴之间有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场(图中未画出)。现有一质量为m、电荷量大小为e的电子，从虚线MN上的P点，以平行于x轴正方向的初速度v0射入电场，并从y轴上A点(0，0.5l)射出电场，射出时速度方向与y轴负方向成30°角，此后，电子做匀速直线运动，进入磁场并从圆形有界磁场边界上Q点(3l6，－l)射出，速度沿x轴负方向，不计电子重力。求：
(1)匀强电场的电场强度E的大小？
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小？电子在磁场中运动的时间t是多少？
(3)圆形有界匀强磁场区域的最小面积S是多大？
解析 (1)设电子在电场中运动的加速度为a，时间为t，离开电场时沿y轴方向的速度大小为vy，则
a＝eEm
vy＝at
l＝v0t
v0＝vytan 30°
解得E＝3mv20el。
(2)设轨迹与x轴的交点为D，OD距离为xD，
则xD＝0.5ltan 30°
xD＝3l6
所以DQ平行于y轴，电子在磁场中做匀速圆周运动的轨道的圆心在DQ上，电子运动轨迹如图所示。
设电子离开电场时速度为v，在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r，
则v0＝vsin 30°
r＝mveB＝2mv0eB
r＋rsin 30°＝l(有r＝l3)
t＝13T
T＝2πmeB或T＝2πrv＝πl3v0
解得B＝6mv0el，t＝πl9v0。
(3)以切点F、Q为直径的圆形有界匀强磁场区域的半径最小，设为r1，则
r1＝rcos 30°＝3r2＝3l6
S＝πr21＝πl212。
答案 (1)3mv20el (2)6mv0el，πl9v0 (3)πl212
2．如图所示，在直角坐标系xoy中，第Ⅰ象限存在沿y轴正方向、电场强度为E的匀强电场，第Ⅳ象限存在一个方向垂直于纸面、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域。一质量为m，带电荷量为-q的粒子，以某一速度从A点垂直于y轴射入第Ⅰ象限，A点坐标为（0，h），粒子飞出电场区域后，沿与x轴正方向夹角为60°的B处进入第Ⅳ象限，经圆形磁场后，垂直射向y轴C处。不计粒子重力，求：
高中物理磁场知识点(详细总结)
WORD格式整理 专业资料 值得拥有 磁场基本性质
基础知识 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）．
高中总复习物理磁场专项练习卷1
1 一．选择题
1．如图所示，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m、带电量为＋q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域。不计重力，不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中R=。则正确的图是（ ）
2．关于磁感线的认识，下列说法正确的是……（ ）
A.磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极 B.磁感线可以表示磁场的强弱和方向
C.电流在磁场中的受力方向即为该点磁感线的切线方向 D.沿磁感线方向，磁感应强度减弱
3．磁场中的任一点的磁场方向规定为，小磁针在磁场中（ ）
A.受磁场力的方向 B.N极受磁场力的方向
C.S极受磁场力的方向 D.受磁场力作用转动的方向
4．如图所示，若正离子沿y轴正向移动，则在z轴上某点A的磁场方向应是（
A.沿x轴正向 B.沿x轴负向 C.沿z轴正向 D.沿z轴负向
5．如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受的磁场力为F1.当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受安培力大小为F2.则此时b受磁场力大小为（ ）
A.F2 B.F1-F2 C.F1+F2 D.2F1-F2
6．下列所述的情况，可以肯定钢棒没有磁性的情况是（ ）
A.将钢棒的一端接近磁针的N极时，两者相互吸引；再将钢棒的这一端接近磁针的S极时，两者相互排斥
B.将钢棒的一端接近磁针的N极时，两者互相排斥，再将钢棒的另一端接近磁针的N极时，两者相互吸引
C.将钢棒的一端接近磁针的N极时，两者相互吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的S极时，两者仍相互吸引
高中物理必备知识点 磁场对运动电荷的作用力
- 1 - 一、内容概述
本周我们复习磁场对运动电荷的作用力。运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的大小与哪些因素有关系，及其方向的判断是这一节的重点。洛伦兹力对运动电荷不做功是它的一个重要特点，学习时要正确理解。
二、重、难点知识归纳与讲解
1、洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用，它是安培力的微观本质。安培力是洛伦兹力的宏观表现。
2、洛伦兹力的大小
（1）当电荷速度方向垂直于磁场的方向时，磁场对运动电荷的作用力，等于电荷量、速率、磁感应强度三者的乘积，即F=qvB.
（2）当电荷速度方向平行磁场方向时，洛伦兹力F=0。
（3）当电荷速度方向与磁场方向成θ角时，可以把速度分解为平行磁场方向和垂直磁场方向来处理，此时受洛伦兹力F=qvBsinθ。
3、洛伦兹力的方向
安培力的方向可以用左手定则来判断，洛伦兹力的方向也可用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场，让磁感线穿过手心，对于正电荷，四指指向电荷的运动方向，对于负电荷，四指的指向与电荷的运动方向相反，大拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。由此可见洛伦兹力方向总是垂直速度方向和磁场方向，即垂直速度方向和磁场方向决定的平面。
4、洛伦兹力的特点
因为洛伦兹力始终与电荷的运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功。它只改变运动电荷速度的方向，而不改变速度的大小。
三、重、难点知识剖析
1、洛伦兹力与电场力的比较
（1）与带电粒子运动状态的关系
带电粒子在电场中所受到的电场力的大小和方向，与其运动状态无关。但洛伦兹力的大小和方向，则与带电粒子本身运动的速度紧密相关。
（2）决定大小的有关因素
电荷在电场中所受到的电场力F=qE，与两个因素有关：本身电量的多少和电场的强弱。运动电荷在磁场中所受的磁场力，与四个因素有关；本身电量的多少、运动速度v的大小、速度v的方向与磁感应强度B方向间的关系、磁场的磁感应强度B。