1、1 .磁場:(1)(2)認為磁極的磁場和電流的磁場)(3)環帶咱廈的密端N極方向。通電|的確埔磁場。方向向強度相量：r 一1 S，那么r達式：磁感應強度又叫磁通密度那么磁通量o就等于磁感應強 B與該平面在垂直6 =BScosB工磁感應S極指向螺線管的北極磁場單元復習、磁場的基本概念磁場是存在 磁極、電流 和 運動電荷 周圍空間的一種特殊形態的物質。 磁場的基本性質： 磁場對放入其中的磁極和電流有磁場力的作用 (對磁極一定有力的作用；對電流只是可能有力的作用，當電流和磁感線平行時不受磁場 力作用)。這一點應該跟電場的基本性質相比較。最早揭示磁現象電本質的假設是 安培分子電流假說 假說 都是由電荷

2、的運動產生的。 (不等于說所有磁場都是由運動電荷產生的。磁場是有方向的，我們規定在磁場中任一點小磁針N_極受力方向(或者小磁針靜止時N極的指向)就是那一點的磁場方向。2.磁感應強度B(1) 定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，受到的磁場力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值，叫做通電導線所在處的 磁感應強度，用B表示，即b_fII(2) 單位： 特斯拉 符號為T，仃=1N/(A m)=1kg/(A s2)(3) 磁感應強度是 矢量，其方向是 小磁針靜止時N極所指的方向，不是電流所受磁場力 的方向。(4) 注意： B是表征 磁場強弱 的物理量，與I、L和F無關，與某點放不放通電導線無關，由

3、 磁場本身決定。 B的方向不是和F相同，而是垂直于F。3. 磁感線(1) 在磁場中畫出一系列有方向的曲線，在這些曲線上，每一點的切線方向都跟該點磁場方 向相同，這些曲線稱為磁感線。磁感線的 疏密表示磁場強弱。(2) 磁感線不相交，不中斷是閉合曲線，在磁體外部從N極出來指向S極，在磁體內部，由S極指向N極。與電場線比較。(3) 磁感線是為了形象描述磁場而假想的 物理模型，在磁場中并不真實存 在，不可認為有磁感線的地方才有磁場， 沒有磁感線的地方沒有磁場。(4) 磁場方向的判定：安培定則(右手螺旋定則)： 直線電流的磁場：右手握住直導線，伸直的拇指 方向與電流的方向一 致，彎曲的四指 方向就是直線

4、電流在周圍激發的磁場方向; 環形電流的磁場：彎曲的四指 方向與環形電流方向一致，伸直的拇指指中心軸線上的磁感線方向； 通電螺線管的磁場：通電螺線管可看成多匝環形電流串聯而成，彎曲的四指方向與電流 方向一致，拇指指向螺線管內部的磁場方向。也即螺線管的(5) 地磁場：條形磁鐵的磁場相似，其主要特點有： 地磁場的N極在地理南極 附近,S極在地理北極 附近。 地球北極附近地磁場方向向下傾斜；在地球南極附近地磁場上傾斜；在赤道平面上，距離地球表面相等的各點，磁感應等且方向 水平向北(與地面平行)。(6) 勻強磁場： 磁感應強度的大小處處 相等，方向處處相同的磁場稱為勻強 勻強磁場中磁感線是 分布均勻、方

5、向相同的平行直線 距離很近的兩個異各磁極之間的磁場和通電螺線管內部的磁場(邊緣部分除外)都可以認為是勻強磁場。4.磁通旦-(1) 定義：如果在勻強磁場中有一個與磁場方向垂直的平面，面積為磁感應強度B與這個面積S的乘積就叫穿過這個面積的 磁通量6 =BS單位：韋伯Wb(2) 若平面與磁場不垂直，強度方向的投影面的乘積。B=/S,所以磁感應強度又叫磁通密度。1T =1Wb/m2。(3) 磁通量是標量，但仍有正負之分。當規定穿過平面某側面的磁通量為正，則穿過平面另 一側的磁通量為負(4) 磁通量的變化量: 從=聽-優 其中 2為末狀態的磁通量考點一磁場的概念 例1.關于磁場和磁感線的描述，下列哪些是

6、正確的(A .磁感線從磁體的N極出發到磁體的S極終止 B .小磁針放在通電螺線管內部，由于異名磁極互相吸引，其 C.磁感線是互不相交的閉合曲線 D .兩條磁感線的空隙處不存在磁場 考點二磁感應強度概念理解 例2.下列說法正確的是()A .一小段通電導線放在某處不受磁場力作用，則該處磁感強度為零B .由B=上可知，磁感強度大小與放入該處的通電導線的IL的乘積成反比ILC.因為B=_F，故導線中電流越大，其周圍磁感強度越小ILD 磁感強度大小和方向跟放在磁場中通電導線所受力的大小和方向無關考點三安培定則應用例4.如圖3 2 3所示，一束帶負電粒子沿著水平方向向右飛過磁針正上方，磁針N極將直，給直導

7、線通以方向垂直紙面向內的電流，則(A. 磁鐵對桌面的壓力變小，受到向左的摩擦力作用。B. 磁鐵受到桌面的壓力變小，受到向右的摩擦力作用C. 磁鐵對桌面的壓力變大，受到向左的摩擦力作用。J I t(B )A .向紙內偏轉B .向紙外偏轉C.不動二、磁場對電流的作用D.無法確定SND.磁鐵受到桌面的壓力變大，受到向右的摩擦力作用。例3.如圖11-2-1 (甲)所示，兩根平行放置的長直導線 a和b載有大小 相 同方向相反的電流，a受到磁場力大小為R.當放入一與導線所在 平面垂直的勻強磁場后，a受到磁場力大小為F2，則此時b受到磁場力 大小變為()A. F2B. F1- F2C. F1+F2D. 2F

8、1-F21、安培力(1) .安培力是指_磁場對電流的作用力(2) .安培力的方向用 左手定則 判定;(3) .安培力的大小特點：當通電導線與磁場垂直 時，導線所受安培力最大，Fma= BIL ,當通電導線與磁場 平行 時，導線所受的安培力最小,Fmin=_0_o(4) 安培力的特點：F丄B、F丄I即F丄B和I決定的平面。說明：A. 公式對于勻強磁場上式可適用于長直導線，對非勻強磁場上式只適用一小段通電導線。B公式中的L是指通電導體的有效長度。例1:垂直折線abc中通入電流I , ab=bc=L折線所在平面與勻強磁場 B垂直，abc受的安培力等效于導線ac所受的安培力，方向丄ac向下F=XXF=

9、F=F=2BIR方向丄直徑向左BIL 方向丄虛線向右圖二中半圓形通電導線受安培力圖三中彎曲的通電導線受安培力圖四中閉合的通電導線受安培力二.典型問題與方法幾種特殊情況下安培力的方向的判定：1) 當B不垂直于I而相交成B角時，可先找出與I垂直的磁感應強度的分量B2,然后根據 R的方向，用左手定則確定安培力的方向。2) 利用結論：A、若兩導線不是互相垂直的，都可以用“同向電流相吸，反向電流相斥”判定相互作用的磁場力的方向(導線受磁鐵的作用力，可把條形磁鐵等效為長直螺線管)；B、 若是磁鐵之間或磁體位于螺線管外部時，用“同性相斥，異性相吸”判定。但如果磁體 是位于螺線管內部，則不能利用此結論。例2.

10、如圖條形磁鐵放在水平桌面上，在其上方左側的 A處固定一根直導線，導線與磁場垂 電流元分析法：把整段電流分成無數小段直線電流，其中每一小段就是一個電流元，先用左手定則判斷 出每小段電流元所受安培力的方向，再判斷出整段電流所受安培力的方向，從而確定導體的 運動方向。. I ,例5.如圖所示，導線可以自由移動，當導線通過電流 I時，導線運動情況如何？rwnii三、磁場對運動電荷的作用一、知識點疏理i .磁場對運動電荷的作用力洛侖茲力(1) 洛侖茲力大小 、當電荷運動方向平行于磁感線時，電荷所受的洛侖茲力為零。 、當帶電粒子的運動方向與磁場方向互相垂直時，電荷所受洛侖茲力最大,F= qVB 、只有公動

11、電荷在磁場中才有可能受到洛倫茲力作用，靜止電荷在磁場中受到的磁 場對電荷的作用力一定為零.(2) 洛侖茲力的方向 、洛倫茲力F的方向既 垂直 磁場B的方向，又 垂直 運動電荷的諫度v的方向，即 F總是垂直B和v所在的平面. 、判定洛倫茲力的方向用 左手 定則，一定要注意：四指應指 正 電荷運動方向(與 負電荷運動的方向相反。)(3) 洛侖茲力的特性：由于洛倫茲力的方向總與帶電粒子在磁場中的運動方向垂直，所以洛倫茲力對運動電荷 不作功，不能改變運動電荷的 速度 大小和電荷的 動能，但洛倫茲力可以改變運動電荷的 諫度方向.（4）安培力和洛倫茲力比較電流受到的磁場力是安培力，運動電荷受到的磁場力是洛

12、倫茲力，安培力是大量定向運 動的電荷受到的洛倫茲力的 宏觀表現，洛倫茲力是安培力的 微觀本質。2 .帶電粒子在勻強磁場中的運動規律：（1）不計重力的帶電粒子速度方向與磁場方向平行， 帶電粒子在勻強磁場中做 勻速直線 運動.（2）若帶電粒子（僅受磁場力作用）的速度方向與磁場方向垂直，帶電粒子在勻強磁場中將做 勻速圓周運動. 、 洛倫茲力 提供向心力 qVB = mv2/R 、軌道半徑R= mv/qB 、周期T= 2n m/Bq（與v、R無關）.由此可見：圓軌道半徑與電荷速度成正比，而周期與半徑和速度無關。荷質比相同的帶電粒子，在同樣的勻強磁場中，T、f、3相同。（3）、不計重力的帶電粒子垂直進入

13、勻強電場和垂直進入勻強磁場時都做曲線運動，但有區別：帶電粒子垂直進入勻強電場，在電場中做 勻變速 曲線運動（類平拋運動）;垂直進 入勻強磁場，則做 變加速 曲線運動（勻速圓周運動）.考點五 磁場對運動電荷的作用，（洛倫茲力的大小、方向、特點）【例1】下列說法正確的是（）A .所有電荷在電場中都要受到電場力的作用B .所有電荷在磁場中都要受到磁場力的作用C .一切運動電荷在磁場中都要受到磁場力作用D .運動電荷在磁場中，只有當垂直于磁場方向的速度分量不為零時，才受到洛倫茲力考點六 帶電粒子在勻強磁場中的運動1. 解題方法在研究帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，關鍵把握“一找圓心，二找半徑R,

14、三找周期T或時間t”的規律.（1）圓心的確定法一：因洛倫茲力F指向圓心，根據F丄v,分別畫入射方向和射出方向的垂線，兩垂線 的交點即為圓心，法二：利用圓心位置必定在圓中一根弦的中垂線上，畫入射方向的垂線，再畫入射點與 出射點連線的中垂線，兩垂線的交點即為圓心位置。（2）半徑的計算：一般是利用幾何知識解直角三角形。（3）帶電粒子在磁場中運動時間的確定利用圓心角與弦切角的關系或四邊形內角和等于360計算圓心角9，再由公式t =360 T求運動時間.考點七 帶電粒子在磁場中運動的多解問題帶電粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動， 由于多種因素的影響，使問題形成多解.多 解形成的原因一般包含下述幾個方面

15、：1. 帶電粒子電性不確定形成多解受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電荷，也可能帶負電荷，在相同的初速度下，正、 負粒子在磁場中的運動軌跡不同，導致形成雙解.2. 臨界狀態不唯一形成多解帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時，由于粒子運動軌跡是圓弧狀，因此，它可 能穿過去了，也可能轉過180從入射界面這邊反向飛出，于是形成多解.【例3】一個帶電粒子，沿垂直于磁場的方向射人一勻強磁場，粒子的一段徑跡如圖11-15 所示，徑跡上的每小段都可近似看成圓弧，由于帶電粒子使沿途空氣電離，粒子的能量逐漸減少（帶電荷量不變），從圖中情況可以確定（）A. 粒子從a運動到b，帶正電B. 粒子從b運動到a，帶正電

16、C. 粒子從a運動到b,帶負電D. 粒子從b運動到a，帶負電XXdX XXX X) XXXXX卞X X國11 -15【例】長為L的水平極板間，有垂直紙面向里的勻強磁場，如圖119所示，磁感應強度為B,板間距離為L,板不帶電.現在質量為 m電荷量為q的正粒子（不計重力），從左邊極板間中點處垂直磁感線以速度 v水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，可采用的方法是（A. 使粒子的速度 vBqL/4mC.使粒子的速度v5BqL/4mD.使粒子的速度BqL/4mv； X X !1l所示，離子源S產生質量為m電荷量為q的正離子（所受重力不計）.離子出來時速度很小（可忽略不計），經 過電壓為U的電場加速后進人

17、磁感應強度為 B的勻強磁場中做勻速圓周運動，經過半個周期 到達記錄它的照相底片P上，測出它在P上的位置到人口處的距離為 L,貝U1 v2加速電場中：-mvqU 勻強磁場中：m = qvB 2 r2 2聯立求解得：心器因此，只要知道q B L與U就可計m4 v B4HJ 11 - I L又因rnrL2,不同質量的同位素從不同處可得到分離， 故質譜儀又 是分離同位素的重要儀器.2. 回旋加速器回旋加速器是一種利用電場和磁場來加速帶電粒子的裝置，其核心部分如圖，有兩個D形盒，在兩個D形盒間接上交變電源，整個裝置放在強大的磁場中，從粒子源發出的帶電粒 子在D形盒內受洛侖茲力作用而作圓周運動，它們在盒縫

18、處受高變電場加速，由于帶電粒子 的運動周期與運動速率無關，所以只要交變電場的頻率等于.粒子作用圓周運動的頻率，粒子 就沿螺旋軌道一步步地增大速率，在達到預定的速率后就把粒子引出(1) 電場對帶電粒子加速qU = Ek;(2) 回旋加加速器的帶電粒子的最終能量由哪些因素決定Rm二叫二D(D為D形盒的直徑)qB 22 v= qvB運動的最大半徑從D形盒中出來時速度最大 vm = qBRmm1 2 d2B2R2 q2B2D2則帶電粒子最終的動能為：Ekmvmm =2 2m8m(則最終能量與加速電壓 U無關，而與磁場 B及D形盒的直徑有關)(3) 加速條件：高頻電源的周期與帶電粒子在 D形盒中運動的周

19、期相同。【例6】如圖II 一 12所示為回旋加速器的示意圖，已知 D形盒的半徑為R,中心上半面出口處0放有質量為m、帶電荷量為q的正離子源，若磁感應強度大小為 B,則加在D形盒間的高頻電源的頻率為()D.不確定時4例 6】、質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要構造原理如圖9-4所示，離子源S可以發出各種不同的正離子束，離子從S出來時速度很小，可以看作是靜止的。離子經過加速后垂直進入有界勻強磁場(圖中虛線框所示)，并沿著半圓周運動而到達照相底片上的P點，測得P點到入口 Si的距離為X。以下判斷正確的是()A .若離子束是同位素，則 x越大，離子質量越大B .若離子束是同位素，則 x越大，離子質量越小C .只要x相同，則離子質量一定相同D .只要z相同，則離子的電荷量一定相同四、帶電粒子在復合場中的運動1.復合場：同時存在電場和磁場的區域，同時存在磁場和重力場的區域，同時存在電場、磁大小方向做功特點注意點重力始終為mg始終豎直向 下與路徑無關，與豎直高度差有關，WG=mgh(1 )基本粒子 可不計重力(2 )帶電粒子 在電場中一定 受電場力，而只 有運動的電荷 才有可能受洛 倫茲力作用電場力F=qE與場強方向 非同即反與路徑無關，與始終位置的 電勢差有關， W電=qUAB洛倫茲力F =qvBSin a垂直于速度 和磁感應強 度的平面無論帶電粒