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文檔簡介
1、一、 磁場的基本概念基本知識1、磁場:(1)磁場的來源磁體的周圍存在磁場電流的周圍存在磁場:丹麥物理學家奧斯特首先發現電流周圍也存在著磁場。把一條導線平行地放在小磁針的上方,給導線中通入電流。當導線中通入電流,導線下方的小磁針發生轉動。(2)磁體與電流間的相互作用通過磁場來完成(3)磁場磁場:磁體和電流周圍,運動電荷周圍存在的一種特殊物質,叫磁場。磁場的基本性質:對處于其中的磁極或電流有力的作用。磁場的物質性:雖然磁場看不見摸不著,對于我們初學者感到很抽象,其實磁場和電場一樣是客觀存在的,是物質存在的一種特殊形式。2、磁感應強度:(1)磁感應強度大?。?2)磁感應強度方向:小磁針靜止時N極的受
2、力方向,自由小磁針靜止時N極所指的方向(3)磁感應強度單位:特斯拉(T)3、磁場的描述磁感線(1)磁感線對磁場的描述:所謂磁感線,是在磁場中畫出的一些有方向的曲線,在這些曲線上,每一點的切線方向都在該點的磁場方向上。(與電場線對比)(2)磁感線的特點:閉合,不交叉,起止性(3)幾種磁場的磁感線:(4)安培定則:用右手握住導線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向。4、磁場中的力(1)安培力:定義:磁場對通電導線的作用力,稱作安培力。大?。篎=BIL(計算式中個物理量的含義,注意安培力的計算只限于電流與磁感應強度垂直的情況)方向:左手定則(2)洛倫茲
3、力:定義:磁場對運動電荷的作用力,稱作安培力。大?。篎=Bqv(計算式中各物理量的含義,注意安培力的計算只限于速度與磁感應強度垂直的情況)方向:左手定則(3)洛倫茲力與安培力的關系.洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的力,而安培力是導體中所有定向稱動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現.洛倫茲力一定不做功,它不改變運動電荷的速度大小;但安培力卻可以做功磁場基本概念例題精講例1、根據安培假說的物理思想:磁場來源于運動電荷如果用這種思想解釋地球磁場的形成,根據地球上空并無相對地球定向移動的電荷的事實那么由此推斷,地球總體上應該是:()例2、圖為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡室中勻強磁場的方向與軌跡
4、所在平面垂直(圖中垂直于紙面向里),由此可知此粒子( )A一定帶正電B一定帶負電C不帶電D可能帶正電,也可能帶負電a、b、c處,各有一條長直導線垂直穿過紙面,導線中通有大小相等的恒定電流,方向如圖。過c點的導線所受安培力的方向abab邊平行,豎直向下abab邊垂直,指向右邊例4、有關洛侖茲力和安培力的描述,正確的是( )A.通電直導線處于勻強磁場中一定受到安培力的作用例5、如圖所示,同一平面內有兩根互相平行的長直導線1和2,通有大小相等.方向相反的電流,a.b兩點與兩導線共面,a點在兩導線的中間與兩導線的距離均為r,b點在導線2右側,與導線2的距離也為r.現測得a點磁感應強度的大小為B,則去掉
5、導線1后,b點的磁感應強度大小為,方向.例6為了解釋地球的磁性,19世紀安培假設:地球的磁場是由繞過地心的軸的環形電流I引起的。在下列四個圖中,正確表示安培假設中環形電流方向的是例7質量分別為m1和m2、電荷量分別為q1和q2的兩粒子在同一勻強磁場中做勻速圓周運動,已知兩粒子的速度與質量的乘積大小相等。下列說法正確的是A.若q1=q2,則它們作圓周運動的半徑一定相等B.若m1=m2,則它們作圓周運動的周期一定相等C. 若q1q2,則它們作圓周運動的半徑一定不相等D. 若m1m2,則它們作圓周運動的周期一定不相等磁場基本概念習題精練1一個帶電粒子,沿垂直于磁場的方向射入一勻強磁場,粒子的一段徑跡
6、如圖所示.徑跡上的每一小段都可近似看成圓弧.由于帶電粒子使沿途的空氣電離,粒子的能量逐漸減小(帶電量不變).從圖中情況可以確定( )(A)粒子從a到b,帶正電(B)粒子從b到a,帶正電(C)粒子從a到b,帶負電(D)粒子從b到a,帶負電2.如圖,兩根互相平行的長直導線過紙面上的M、N兩點,且與紙面垂直,導線中通有大小相等、方向相反的電流。a、o、b在M、N的連線上,o為MN的中點,c、d位于MN的中垂線上,且a、b、c、d到o點的距離均相等。關于以上幾點處的磁場,下列說法正確的是B.a、b兩點處的磁感應強度大小相等,方向相反C.c、d兩點處的磁感應強度大小相等,方向相同D.a、c兩點處磁感應強
7、度的方向不同dababcdC3.如圖所示,三根通電直導線垂直紙面放置,位于b、c、d處,通電電流大小相同,方向如圖。a位于bd中點。則a點的磁感應強度方向是( )A垂直紙面指向紙里B垂直紙面指向紙外C沿紙面由a指向bD沿紙面由a指向c4、如圖所示,正四棱柱abed一a'b'c'd'的中心軸線00'處有一無限長的載流直導線,對該電流的磁場,下列說法中正確的是()C.在直線ab上,從a到b,磁感應強度是先增大后減小5.來自宇宙的質子流,以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點,則這些質子在進入地球周圍的空間時,將()A豎直向下沿直線射向地面B相對于預定地面
8、向東偏轉C相對于預定點稍向西偏轉D相對于預定點稍向北偏轉6(2012天津卷)如圖所示,金屬棒MN兩端由等長的輕質細線水平懸掛,處于豎直向上的勻強磁場中,棒中通以由M向N的電流,平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為,如果僅改變下列某一個條件,角的相應變化情況是( )A棒中的電流變大,角變大B兩懸線等長變短,角變小C金屬棒質量變大,角變大D磁感應強度變大,角變小7電子在勻強磁場中做勻速圓周運動,下列說法正確的是( )A.速率越大,周期越大B.速率越小,周期越大C.速度方向與磁場方向平行8(2012廣東卷).質量和電量都相等的帶電粒子M和N,以不同的速度率經小孔S垂直進入勻強磁場,運行的半圓軌跡如圖2種虛
9、線所示,下列表述正確的是AM帶負電,N帶正電B.M的速度率小于N的速率M、N做正功D.M的運行時間大于N的運行時間9(2012北京卷)處于勻強磁場中的一個帶電粒子,僅在磁場力作用下做勻速圓周運動將該粒子的運動等效為環形電流,那么此電流值 A與粒子電荷量成正比 B與粒子速率成正比 C與粒子質量成正比 D與磁感應強度成正比10(2012全國新課標).圖中虛線框內存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場。現通過測量通電導線在磁場中所受的安培力,來測量磁場的磁感應強度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出,其中D為位于紙面內的U形金屬框,其底邊水平,兩側邊豎直且等長;E為直流電源;R為電阻箱;為
10、電流表;S為開關。此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質導線。(1)在圖中畫線連接成實驗電路圖。(2)完成下列主要實驗步驟中的填空按圖接線。保持開關S斷開,在托盤內加入適量細沙,使D處于平衡狀態;然后用天平稱出細沙質量m1。閉合開關S,調節R的值使電流大小適當,在托盤內重新加入適量細沙,使D_;然后讀出_,并用天平稱出_。用米尺測量_。(3)用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應強度的大小,可以得出B=_。(4)判定磁感應強度方向的方法是:若_,磁感應強度方向垂直紙面向外;反之,磁感應強度方向垂直紙面向里。11、(2012海南卷).空間存在方向垂直于紙面向里的勻強磁場,圖中的正方形為其邊界。一細束
11、由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從O點入射。這兩種粒子帶同種電荷,它們的電荷量、質量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。不計重力。下列說法正確的是B. 入射速度相同的粒子在磁場中的運動軌跡一定相同C.在磁場中運動時間相同的粒子,其運動軌跡一定相同D.在磁場中運動時間越長的粒子,其軌跡所對的圓心角一定越大 磁場基本概念習題精練答案例1、A .解析:因在地球的內部地磁場從地球北極指向地球的南極,根據右手螺旋定則可判斷出地球表現環形電流的方向應從東到西,而地球是從西向東自轉,所以只有地球表面帶負電荷才能形成上述電流。例2、A例3、C例4、B例5、,垂直紙面向外例6B 例7【答案】A
12、C【解析】根據半徑公式及周期公式知AC正確。磁場基本概念習題精練答案1、B2、【答案】C 【解析】A錯誤,兩磁場方向都向下,不能 ;a、b兩點處的磁感應強度大小相等,方向相同,B錯誤;c、d兩點處的磁感應強度大小相等,方向相同,C正確;c、d兩點處的磁感應強度方向相同,都向下,D錯誤。3、C解析:根據安培定則:b、d兩根導線在a點形成的磁場,磁感應強度大小相等,方向相反,合磁感應強度應為零,故a點磁場就由通電導線c來決定,根據安培定則在a點處的磁場,磁感應強度方向應為沿紙面由a指向b,正確選項為C。4、AC解析:因通電直導線的磁場分布規律是B1/r,故A,C正確,D錯誤四條側棱上的磁感應強度大小相等,但不同側棱上的點的磁感應強度方向不同,故B錯誤5分析:B項正確。地球表面地磁場方向由南向北,質子是氫原子核帶正電,根據左手定則可判定,質子自赤道上空豎直下落過程中受洛倫茲力方向向東。6答案A。解析:水平的直線電流在豎直磁場中受到水平的安培力而偏轉,與豎直方向形成夾角,此時它受拉力、重力和安培力而達到平衡,根據平衡條件有,所
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