高二物理磁场的产生、磁感应强度、安培力知识精讲

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高二物理《磁场》知识点

高二物理《磁场》知识点

高二物理《磁场》知识点在现实学习生活中,不管我们学什么,都需要掌握一些知识点,知识点在教育实践中,是指对某一个知识的泛称。

还在苦恼没有知识点总结吗?下面是店铺整理的高二物理《磁场》知识点汇总,希望能够帮助到大家。

高二物理《磁场》知识点11、磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T),1T=1N/A?m2、安培力F=BIL;(注:L⊥B){B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}3、洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}4、在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。

注:(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负。

(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握。

(3)其它相关内容:地磁场/磁电式电表原理/回旋加速器/磁性材料。

高二物理《磁场》知识点21、首先发现电流的磁效应的科学家:丹麦的奥斯特2、磁场(磁感应强度B)方向:与小磁针北极受力方向相同,也是磁感线的切线方向。

3、安培定则(右手螺旋定则):判定电流产生的磁场方向4、安培力:通电导体(电流)在磁场中所受的力通常叫安培力(1)方向:用左手定则判定(2)大小:F=BIL(B⊥I),F=0(B‖I)通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系,可以用左手定则来判定:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都和手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

磁场知识点总结-磁场-安培力

磁场知识点总结-磁场-安培力

磁场知识点总结1.磁场(1)磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场. (2)磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.(3)磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷(或电流)之间通过磁场而发生的相互作用.(4)安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流即分子电流,分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体.(5)磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向(或者小磁针静止时N极的指向)就是那一点的磁场方向.2.磁感线(1)在磁场中人为地画出一系列曲线,曲线的切线方向表示该位置的磁场方向,曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强,这一系列曲线称为磁感线.(2)磁铁外部的磁感线,都从磁铁N极出来,进入S极,在内部,由S极到N极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.(3)几种典型磁场的磁感线的分布:①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.3.磁感应强度(1)定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,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,定义式B=F/IL.单位T,1T=1N/(A·m).(2)磁感应强度是矢量,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向.(3)磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关,与电流受到的力也无关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说B与F成正比,或B与IL成反比.(4)磁感应强度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则,注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是在该处的电流的受力方向.4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似,其主要特点有三个:(1)地磁场的N极在地球南极附近,S极在地球北极附近.(2)地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球南极指向北极,而竖直分量(By)则南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.(3)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.5★.安培力(1)安培力大小F=BIL.式中F、B、I要两两垂直,L是有效长度.若载流导体是弯曲导线,且导线所在平面与磁感强度方向垂直,则L指弯曲导线中始端指向末端的直线长度.(2)安培力的方向由左手定则判定.(3)安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电场力那样做功总为零.6.★洛伦兹力(1)洛伦兹力的大小f=qvB,条件:v⊥B.当v∥B时,f=0.(2)洛伦兹力的特性:洛伦兹力始终垂直于v的方向,所以洛伦兹力一定不做功. (3)洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质,安培力是洛伦兹力的宏观表现.所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定.(4)在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用.7.★★★带电粒子在磁场中的运动规律在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下(电子、质子、α粒子等微观粒子的重力通常忽略不计),(1)若带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相同或相反),带电粒子以入射速度v做匀速直线运动.(2)若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速率v做匀速圆周运动.①轨道半径公式:r=mv/qB ②周期公式: T=2πm/qB8.带电粒子在复合场中运动(1)带电粒子在复合场中做直线运动①带电粒子所受合外力为零时,做匀速直线运动,处理这类问题,应根据受力平衡列方程求解.②带电粒子所受合外力恒定,且与初速度在一条直线上,粒子将作匀变速直线运动,处理这类问题,根据洛伦兹力不做功的特点,选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等规律列方程求解.(2)带电粒子在复合场中做曲线运动①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时,洛伦兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.处理这类问题,往往同时应用牛顿第二定律、动能定理列方程求解.②当带电粒子所受的合外力是变力,与初速度方向不在同一直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线,一般处理这类问题,选用动能定理或能量守恒列方程求解.③由于带电粒子在复合场中受力情况复杂运动情况多变,往往出现临界问题,这时应以题目中“最大”、“最高” “至少”等词语为突破口,挖掘隐含条件,根据临界条件列出辅助方程,再与其他方程联立求解.。

高二物理安培力知识点

高二物理安培力知识点

高二物理安培力知识点安培力(Ampere Force),又称真空中的洛伦兹力(Lorentz Force),是指一个电荷在磁场中所受到的力。

在高二物理学习中,我们需要了解并掌握安培力的计算方法、性质以及与电流、磁场等相关的知识点。

本文将为大家介绍高二物理中与安培力相关的知识点。

一、安培力的计算公式安培力的计算公式为F = qvBsinθ,其中F表示安培力的大小,q表示电荷的大小,v表示电荷的速度,B表示磁感应强度,θ表示电荷速度与磁场方向之间的夹角。

二、安培力的性质1. 安培力与电荷的关系安培力与电荷的大小成正比,即当电荷q增加时,安培力F也相应增加。

2. 安培力与电流的关系电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量,安培力与电流的大小成正比。

设导线长度为l,电荷在导线中的速度为v,电荷密度为ρ,则电流I = ρvl。

因此,安培力F与电流I也成正比。

3. 安培力与磁场的关系安培力与磁场的大小成正比,即当磁感应强度B增加时,安培力F也相应增加。

4. 安培力与速度的关系安培力与电荷的速度v的大小成正比,即当电荷速度v增加时,安培力F也相应增加。

5. 安培力的方向安培力的方向遵循右手定则:将右手从电荷正方向握住导线,在磁场方向上升的情况下,手指弯曲的方向即为安培力的方向。

6. 安培力的性质总结安培力与电荷、电流、磁场强度、速度之间有着一定的数学关系,根据具体情况可以通过计算公式来求解安培力的大小和方向。

三、安培力与磁场的应用1. 高斯枪高斯枪是利用安培力的原理来实现粒子的加速和磁聚焦。

通过在导弹中引入磁场,使得导弹内部飞行的粒子受到安培力的作用,从而达到加速的效果。

2. 电磁铁电磁铁是将电能转化为磁能的一种装置。

当电流通过电磁铁的线圈时,线圈周围会产生强磁场,而磁感应强度B与电流I成正比。

通过控制电流的大小,可以调节磁场的强度,从而实现对物体的吸附和释放。

3. 涡流制动涡流制动是一种利用安培力原理制动运动金属物体的方法。

高中物理磁场知识点总结及物理学习方法

高中物理磁场知识点总结及物理学习方法

高中物理磁场知识点总结及物理学习方法一、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。

高中物理磁场知识点大全

高中物理磁场知识点大全

高中物理磁场知识点大全高中物理磁场知识点总结一、磁现象的电本质1.罗兰实验正电荷随绝缘橡胶圆盘高速旋转,发现小磁针发生偏转,说明运动的电荷产生了磁场,小磁针受到磁场力的作用而发生偏转。

2.安培分子电流假说法国学者安培提出,在原子、分子等物质微粒内部,存在一种环形电流-分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。

安培是最早揭示磁现象的电本质的。

一根未被磁化的铁棒,各分子电流的取向是杂乱无章的,它们的磁场互相抵消,对外不显磁性;当铁棒被磁化后各分子电流的取向大致相同,两端对外显示较强的磁性,形成磁极;注意,当磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性。

3.磁现象的电本质运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对运动电荷(电流)有磁场力的作用,所有的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)通过磁场而发生相互作用。

二、磁场的方向规定:在磁场中任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向就是那一点的磁场方向。

三、磁场磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。

电流在周围空间产生磁场,小磁针在该磁场中受到力的作用。

磁极和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的。

电流和电流之间的相互作用也是通过磁场产生的磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质,磁极或电流在自己的周围空间产生磁场,而磁场的基本性质就是对放入其中的磁极或电流有力的作用。

四、磁感线1.磁感线的概念:在磁场中画出一系列有方向的曲线,在这些曲线上,每一点切线方向都跟该点磁场方向一致。

2.磁感线的特点(1)在磁体外部磁感线由N极到S极,在磁体内部磁感线由S极到N极(2)磁感线是闭合曲线(3)磁感线不相交(4)磁感线的疏密程度反映磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强3.几种典型磁场的磁感线(1)条形磁铁(2)通电直导线a.安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向;b.其磁感线是内密外疏的同心圆(3)环形电流磁场:a.安培定则:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是环形导线中心轴线的磁感线方向。

(完整版)高二物理磁场知识点(经典)

(完整版)高二物理磁场知识点(经典)

一、磁现象和磁场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.三、几种常见的磁场(一)、 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 N⒊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。

5.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.6.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·7、 *熟记常用的几种磁场的磁感线:(二)、匀强磁场1、 磁感线的方向反映了磁感强度的方向,磁感线的疏密反映了磁感强度的大小。

2、 磁感应强度的大小和方向处处相同的区域,叫匀强磁场。

其磁感线平行且等距。

例:长的通电螺线管内部的磁场、两个靠得很近的异名磁极间的磁场都是匀强磁场。

3、 如用B=F/(I ·L)测定非匀强磁场的磁感应强度时,所取导线应足够短,以能反映该位置的磁场为匀强。

高二物理磁场中的安培力知识点

⾼⼆物理磁场中的安培⼒知识点 安培⼒是⾼⼆物理教学中的⼀个重要内容,具体有哪些知识点我们需要了解?下⾯是店铺给⼤家带来的⾼⼆物理磁场中的安培⼒知识点,希望对你有帮助。

⾼⼆物理磁场中的安培⼒知识点 ⼀、安培⼒的⽅向 安培⼒——磁场对电流的作⽤⼒称为安培⼒。

左⼿定则:伸开左⼿,使拇指与四指在同⼀个平⾯内并跟四指垂直,让磁感线垂直穿⼊⼿⼼,使四指指向电流的⽅向,这时拇指所指的就是通电导体所受安培⼒的⽅向。

⼆、安培⼒⽅向的判断 1.安培⼒的⽅向总是垂直于磁场⽅向和电流⽅向所决定的平⾯,在判断安培⼒⽅向时⾸先确定磁场和电流所确定的平⾯,从⽽判断出安培⼒的⽅向在哪⼀条直线上,然后再根据左⼿定则判断出安培⼒的具体⽅向。

2.已知I、B的⽅向,可唯⼀确定F的⽅向;已知F、B的⽅向,且导线的位置确定时,可唯⼀确定I的⽅向;已知F、I的⽅向时,磁感应强度B的⽅向不能唯⼀确定。

3.由于B、I、F的⽅向关系在三维⽴体空间中,所以解决该类问题时,应具有较好的空间想像⼒.如果是在⽴体图中,还要善于把⽴体图转换成平⾯图。

三、安培⼒的⼤⼩ 实验表明:把⼀段通电直导线放在磁场⾥,当导线⽅向与磁场⽅向垂直时,导线所受到的安培⼒最⼤;当导线⽅向与磁场⽅向⼀致时,导线所受到的安培⼒等于零;当导线⽅向与磁场⽅向斜交时,所受到的安培⼒介于最⼤值和零之间。

⾼⼆物理磁场知识点 1.磁感应强度是⽤来表⽰磁场的强弱和⽅向的物理量,是⽮量,单位T),1T=1N/Am 2.安培⼒F=BIL;(注:L⊥B){B:磁感应强度(T),F:安培⼒(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)} 3.洛仑兹⼒f=qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第⼆册P155〕{f:洛仑兹⼒(N),q:带电粒⼦电量(C),V:带电粒⼦速度(m/s)} 4.在重⼒忽略不计(不考虑重⼒)的情况下,带电粒⼦进⼊磁场的运动情况(掌握两种): (1)带电粒⼦沿平⾏磁场⽅向进⼊磁场:不受洛仑兹⼒的作⽤,做匀速直线运动V=V0 (2)带电粒⼦沿垂直磁场⽅向进⼊磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度⽆关,洛仑兹⼒对带电粒⼦不做功(任何情况下);(c)解题关键 ⾼⼆物理学习⽅法 ⼀、及时完成学习任务,注重基础知识的掌握。

高中物理磁感应强度的知识点归纳

高中物理磁感应强度的知识点归纳高中物理磁感应强度的知识点归纳物理学(physics)是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。

作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。

以下是店铺收集整理的高中物理磁感应强度的知识点归纳,欢迎大家分享。

高中物理磁感应强度的知识点归纳1磁感应强度(magnetic flux density),描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量,常用符号B表示,国际通用单位为特斯拉(符号为T)。

磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。

在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示,磁感应强度越大表示磁感应越强;磁感应强度越小,表示磁感应越弱。

磁感应强度的定义公式磁感应强度公式B=F/(IL)磁感应强度是由什么决定的?磁感应强度的大小并不是由F、I、L 来决定的,而是由磁极产生体本身的属性。

如果是一块磁铁,那么B的大小之和这块磁铁的大小和磁性强弱有关。

如果是电磁铁,那么B与I、匝数及有无铁芯有关。

很多文章都建议同学们采用类比的方法来理解各个物理量。

我们用电阻R来做个对比。

R的计算公式是R=U/I;可一个导体的电阻R大小并不是由U或者I来决定的。

而是由其导体自身属性决定的,包括电阻率、长度、横截面积。

同样,磁感应强度B也不是由F、I、L来决定的,而是由磁极产生体本身的属性。

如果同学们有时间,可以把静电场中电容的两个公式来对比着复习、巩固下。

B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(左手定则)。

描述磁感应强度的磁感线在磁场中画一些曲线,用(虚线或实线表示)使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉),这些曲线叫磁感线。

磁感线是闭合曲线。

规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。

磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S极到N极。

高二物理 第三章磁场专题——安培力问题归纳(理)知识精讲 人教新课标版选修3-1

高二物理 第三章磁场专题——安培力问题归纳 人教新课标版选修3-1一、学习目标:1. 理解左手定则,会用左手定则处理相关问题。

2. 掌握安培力作用下的平衡问题的解题方法。

3. 理解磁感应强度的定义,知道其定义式,理解磁感应强度的矢量性。

二、重点、难点:重点:熟练运用左手定则进行相关的判断难点:磁感应强度的矢量性及安培力公式的理解。

三、考点分析:内容和要求 考点细目出题方式 磁感应强度磁感应强度的定义选择、填空题磁感应强度的物理意义及单位 矢量性特点磁通量 磁通量的定义及公式 选择、填空题 合磁通及磁通量变化量的计算 左手定则 左手定则的内容及理解要点 选择题 安培力 安培力的定义及大小选择、计算题安培力作用下的物体运动方向的判断 安培力作用下的物体的平衡或运动分析⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⋅==m A N 1T 1L I F ILFB N B ,单位:特斯拉,简称特是导线长度是电流,的磁场力,是通电导线所受垂直时),其中(通电导线与磁场方向大小:点的磁感应强度的方向极所指的方向规定为该方向:小磁针静止时表示物理量,用定义:描述磁场强弱的强度磁感应⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧Φ==Φ⊥⊥S B BS S B S B 磁感应强度:磁通量的计算:积的磁通量的乘积叫做穿过这个面与,我们把面,面积为与磁场方向垂直的平的匀强磁场中,有一个应强度为磁通量的概念:在磁感磁通量⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=θ=θ=⊥⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧强磁场为有效长度,磁场为匀上述表达式中时,当角时,成与当时,当安培力的大小决定的平面和于推论:安培力总是垂直就是左手定则受安培力的方向,这是通电导线在磁场中所这时拇指所指的方向就四指指向电流的方向,感线从掌心进入,并使在同一个平面内,让磁垂直,并且都与手掌使拇指与其余四个手指判断方法:伸开左手,安培力的方向场中受的力安培力:通电导线在磁力用作的线导电通对场磁L 0F I //B sin BIL F I B BIL F I B I B知识点一:磁感应强度概念的理解:例1:关于磁感应强度,下列说法正确的是( )。

高二物理磁场概念及与磁场相关的力

磁场概念及与磁场相关的力一、对磁场概念的理解1、磁场的方向磁感应强度方向、小磁针静止时N极的指向、小磁针N极的受力方向以及磁感应线切线的方向均为磁场方向。

还可由安培定则判断出来。

附:安培定则:又名右手螺旋定则,表示电流与电流激发的磁场的磁感线方向间关系的定则。

通电直导线中的安培定则:右手握导线,大拇指指电流方向,四指方向即磁感应线环绕方向;通电螺线管中的安培定则:右手握住螺线管,四指弯曲方向与电流方向一致,大拇指方向即通电螺线管的N极。

2、磁感应强度①其大小由磁场本身性质决定,与其他因素无关。

②B=F/IL是定义式,该式成立条件是通电导线垂直于磁场放置,磁场方向与安培力方向垂直③磁感应强度是矢量,其叠加符合平行四边形定则二、与磁场相关的力1、安培力定义:磁场对电流(通电导线)的作用力大小:F=BILsinα方向:左手定则判断,大拇指与其他四指垂直,且与掌心同面。

让磁感线垂直穿过手心,四指指向电流方向,则大拇指所指方向即安培力的方向。

判断通电导体或磁体在安培力作用下运动的方法:判断力再看速度方向与力方向之间的关系。

解释为何两直线电流相互平行时无转动趋势,方向相同时相互吸引,相反时相互排斥;两直线电流不平行时有转动到相互平行且方向相同的趋势。

安培力与力学综合的问题通常涉及到平衡与加速度,对这类问题首先确定安培力方向,画出受力平面图(一般画侧视图)再结合闭合电路欧姆定律,安培力计算公式,物体平衡条件,牛顿定律解题即可。

2、洛伦兹力定义:磁场对运动电荷的作用力 大小:F=BVqsinα方向:左手定则,大拇指指向即洛伦兹力方向实质:通电导体所受安培力是导体内所有运动电荷所受洛伦兹力的合力。

试想为何安培力做功,洛伦兹力却不做?注意:洛伦兹力是性质力(向心力是效果力)但是永不做功!带点粒子在磁场中圆心的确定:两速度方向的垂线的交点;已知入射点入射方向及运动轨迹上一条弦,则速度方向垂线及弦的垂直平分线,交点即为圆心;已知两弦,做两弦垂直平分线交点即为圆心圆心确定后半径就确定啦!思考:回旋加速器的原理如图所示,为某一装置的俯视图,PQ 、MN 为竖直放置的很长的平行金属板,两板间有匀强磁场,其大小为B ,方向竖直向下.金属棒AB搁置在两板上缘,并与两板垂直良好接触.现有质量为m ,带电量大小为q ,其重力不计的粒子,以初速v 0水平射入两板间,问:(1)金属棒AB 应朝什么方向,以多大速度运动,可以使带电粒子做匀速运动? (2)若金属棒的运动突然停止,带电粒子在磁场中继续运动,从这刻开始位移第一次达到mv 0/qB 时的时间间隔是多少?(磁场足够大)V 0 MBNPQA× × ×× × ×× × ×× × ×× × ×× × ×附答案:(1)因小球恰能到B 点,则在B 点有22d mv mg B= (1分) m/s 22==gdv B (1分) 小球运动到B 的过程,由动能定理221Bmv mgd qEL =- (1分) m 145212==+=qEmgd qE mgd mv L B (1分)(2)小球离开B 点,电场消失,小球做平抛运动,设落地点距B 点距离为s ,由动能定理小球从静止运动到B 有221B v m mgd L qE '=-' m/s 2422=-'='mmgdL qE v B (2分)221gt d =s 4.02==gdt m 258='=t v x B m 4.222=+=x d s f。

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高二物理磁场的产生、磁感应强度、安培力【本讲主要内容】磁场的产生、磁感应强度、安培力【知识掌握】【知识点精析】(一)磁场1. 磁场:磁场是存在于磁体或电流周围的一种客观存在的物质。

2. 磁场的基本性质:对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用(这种性质叫做磁场具有力的性质)。

(1)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;同向电流间相互吸引,反向电流间相互排斥。

(2)磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。

(二)磁场的方向磁感线1. 磁场的方向:物理学规定,在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向。

2. 磁感线:在磁场中画一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都在该点的磁场方向上。

(1)磁感线是假想的曲线。

用假想的、形象的磁感线来描写实在的、抽象的磁场。

(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线较密的地方磁场较强。

没有画到磁感线的地方不表示那里没有磁场存在。

(3)磁感线不相交,也不相切。

(4)磁感线总是闭合曲线。

(三)磁感应强度定义: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,叫做磁感应强度。

BFIL=(电流与磁场垂直)(引导学生将BFILEFq==和作比较)(1)磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量,跟磁场中是否存在通电导线无关。

(2)B的大小表示磁场的强弱,B越大表示磁场越强。

(3)单位:在国际单位制中是特斯拉,简称特,符号是T。

1T=1N/A·m。

(4)B是矢量为了让B不仅能反映磁场的强弱,还能反映磁场具有方向性,我们把磁场中某一点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向。

这样磁感应强度B这一矢量就全面地反映了磁场的强弱和方向。

(5)几个常见磁场B的大约值:地面附近的磁场:0310071044.~.⨯⨯--T T 永磁铁磁极附近的磁场:1013-T T ~工作的电机和变压器铁芯中的磁场:0814.~.T T(四)安培力1. 大小:磁场对电流的作用力,叫做安培力。

如图所示,一根长为L 的直导线,处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,且与B 的夹角为θ,当通过电流I 时,安培力的大小可以表示为F=BIL sin θ。

当θ=90°时,安培力最大,F max =_____________。

当θ=0°或180°时,安培力为0。

2. 安培力的方向 (1)安培力的方向:既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直,即安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。

讨论:F 既垂直于B ,又垂直于I ,是否可以得出B 和I 一定垂直? (2)安培力方向的判定:左手定则。

伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通过导线在磁场中所受安培力的方向。

注意:安培力方向的判断跟电场力方向的判断不同。

【解题方法指导】例1. 如图a 所示,直导线AB 、螺线管C 、电磁铁D 三者相距较远,它们的磁场互不影响,当电键S 闭合后,则小磁针的北极N (黑色的一端)指示出磁场方向正确的是( )A. aB. bC. cD. d点拨:(1)通电直导线,螺线管内、外部的磁场分布情况如何?用什么定则判断磁场的方向? (2)蹄形磁铁周围磁场分布情况如何? (3)磁场的方向是怎样规定的? 解析:为了便于判断所标出的小磁针N 极的指向是否正确,先根据安培定则在图a 中画出有关磁场中经过小磁针的磁感线及其方向,如图b 所示。

即当电键S 闭合后,对于通电直导线AB ,根据安培定则确定磁感线是以导线AB 上各点为圆心的同心圆,且都在跟导线垂直的平面上,其方向是逆时针方向。

显然磁针a 标示得不对;对通电螺线管C 的磁感线及方向(与条形磁铁相似),由安培定则(另一表达方式)确定,螺线管内的磁感线是由左指向右,外部的磁感线是由右向左,故b 所示正确,c 所示不对;对电磁铁D (与蹄形磁铁相似),由安培定则(另一表达方式)确定,电磁铁的左端为N 极,右端为S 极,可见小磁针d 标示正确,因此答案为BD 。

说明:(1)本题考查对典型磁场的磁感线分布的认识以及安培定则的不同表达方式的应用。

(2)静止的小磁针N 极指的方向规定为磁场的方向,亦即磁感线(切线)的方向,磁场是分布在立体空间的,要熟练掌握常见磁场的磁感线的立体图和纵、横截面图的画法,以备解题时需要。

例2. 质量为m ,长度为L 的导体棒MN 静止于水平导轨上,通过NM 的电流为I ,匀强磁场的磁感应强度为B ,方向与导轨平面成θ角斜向下,如图(a )所示,求棒MN 所受的支持力和摩擦力。

解析:求解此题时最容易误把θ角看成是导体棒与磁场之间的夹角,实际上尽管磁感线倾斜,但磁场方向与导体棒MN 是垂直的。

正视题图,由左手定则判断出安培力方向,对MN 受力分析,如图(b )所示。

对导体棒MN ,由平衡条件得: 水平方向f F =sin θ竖直方向N F mg =⋅+cos θ安培力F=BIL所以MN 所受的支持力N=BIL ⋅+cos θmg ,所受的摩擦力f BIL =sin θ说明:这是一道典型的磁场力、重力、弹力、摩擦力平衡的问题。

解这类问题,应首先从受力分析入手,画出受力分析图,注意把立体图转化为平面图,然后再根据平衡条件列方程求解。

【考点突破】【考点指要】1. 知道电流的周围存在磁场;掌握通电直导线、环形导线、螺线管磁场的分布。

2. 理解磁感应强度的概念;知道磁感线的特点以及如何描述磁场;掌握地磁场的特点。

3. (1)掌握直导线跟B 平行或垂直两种情况下的安培力;理解一般情况下的安培力公式。

(2)能熟练应用左手定则判断安培力的方向。

4. 高考中多以选择题出现,但关于安培力的问题也常与电磁感应联系在一起出现在计算题中。

【典型例题分析】例3. 如图,有四根彼此绝缘的通电直导线处在同一平面里,i i i i 1324=>>,要使O 点磁场增强,则应切断哪一根导线中的电流( ) A. 切断i 1 B. 切断i 2C. 切断i 3D. 切断i 4i 4i 3解析:题中O 点的磁场由四根导线中的电流共同产生,根据安培定则判定,直线i i i 123、、在O 点产生的磁感应强度的方向都是垂直纸面向里,而电流i 4在O 点产生的磁感应强度方向是垂直纸面向外,因此,只要切断i 4中的电流,就能使O 点的磁场增强,即D 是正确的。

说明:磁感应强度B 是矢量,要遵守矢量合成法则,如果同时有几个电流或磁极所形成的磁场中,某点的磁感应强度的大小和方向,应该是每一个磁极或电流在该点所产生的磁感应强度的矢量和,同学们在学习的过程中,应充分考虑物理量的矢量特征,用平行四边形定则来处理有关磁场的叠加问题。

例4. 如图所示,把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由移动,当导线通过电流I 时,从上往下看,导线的运动情况是( ) A. 顺时针方向转动,同时下降 B. 顺时针方向转动,同时上升 C. 逆时针方向转动,同时下降 D. 逆时针方向转动,同时上升解析:(1)电流元受力分析法:把直线电流等效为OA,OB两段电流元,蹄形磁铁磁感线分布以及两段电流元受安培力方向相反。

(如图)可见,从上往下看时,导线将逆时针转动。

(2)特殊位置分析法:取导线逆时针转过90°的特殊位置来分析,如图根据左手定则判断安培力方向向下,故导线在逆时针转动的同时,向下运动,所以正确答案为C。

说明:在具体问题中,常常需要我们定性判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向,一般常采用下列几种方法:1. 电流元分析法:把长直电流等分为无数小段直线电流元,先用左手定则判断出一小段电流元受到的安培力方向,再判断整段电流所受安培力合力的方向,从而确定导线的运动方向。

2. 特殊位置分析法:常常分析通电导线上的某个特殊位置,判断其安培力方向,从而确定运动方向。

3. 等效分析法:常把条形磁铁等效为环形电流,也可把环形电流等效为小磁针,以及把通电螺线管等效成多个环形电流或条形磁铁。

4. 利用平行电流相互作用分析法:同向平行电流相互吸引,异向平行电流相互排斥。

例5. 在倾角为α的光滑斜轨上置有一通有电流I、长为l、质量为m的导体棒ab,如图a 所示。

(1)若整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,则此磁场的磁感应强度的大小是多少?(2)欲使棒静止在斜轨上,所加匀强磁场的磁感应强度的最小值是多少?方向如何?(3)欲使棒静止在斜轨上且对斜轨无压力,所加匀强磁场的磁感应强度是多大?方向如何?点拨:(1)导体棒处于平衡状态时受到哪些力的作用?如何判定安培力的方向? (2)认真画出导体棒受力的平面侧视图。

解析:(1)沿着棒由b 向a 方向看去,侧视图为图b ,画出ab 棒受力分析如图所示。

有F G BIl G 安,即cos sin cos sin αααα=⋅=⋅所以B G Il mg Il=⋅=⋅tan tan αα(2)通电导线在光滑斜轨上除受重力、支持力外还受安培力作用。

为使其静止,最小的安培力应与支持力方向垂直且沿斜面向上,如图c 所示,由左手定则可知,磁感应强度方向应垂直于斜面向下。

有B Il mg B mg Ilmin min sin sin ⋅=⋅=⋅αα,所以(3)通电导线静止在斜轨上且对斜面无压力时,导线只受重力和安培力作用,故安培力应竖直向上,所加匀强磁场方向应水平向右,如图d 所示。

有BIl mg =,所以B mgIl=。

说明:(1)本题考查含安培力作用下的物体的平衡。

该类题目能综合考查受力分析、安培力大小和方向的确定、平衡条件以及相关的极值问题。

(2)分析通电导体在磁场中受力的问题,关键是搞清楚各物理量空间方位上的关系。

通常是把三维图改画成侧视图,使问题简明,尤其是出现斜面时。

另外应注意:若导轨不光滑而物体处于静止状态时,应注意静摩擦力大小、方向及变化情况的分析。

【达标测试】A. 磁感线不是真实存在于磁场中的线B. 磁感线用来描述假想并又抽象的磁场C. 两个磁场叠加的区域,磁感线可能相交D. 磁感线就是在磁场中的细铁屑所连成的曲线2. 如图所示,环中的电流方向由左向右,且I I,则环中心O处的磁场()12A. 最强,垂直穿出纸面B. 最强,垂直穿入纸面C. 为零D. 不能确定3. 如图为通电螺线管的纵剖面图,“”和“”分别表示导线中电流垂直纸面流进和流出,图中四个小磁针(涂黑的一端为N极)静止时的指向肯定画错的是()A. aB. bC. cD. d4. 一条竖直放置的长直导线,通有由下向上的电流,在它正东方某处的磁场方向为()A. 向东B. 向西C. 向南D. 向北5. 实验室有一旧的学生直流电源,输出端的符号模糊不清,无法辨认正负极。

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