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1、2022高三物理电场磁场知识点复习篇一：高考物理电场、恒定电流、磁场知识点归纳总结 电场、恒定电流、磁场知识点汇总(附经典例题解析) 全国通用 （一）磁场知识点汇总 一、磁场 磁场是一种客观物质，存在于磁体和运动电荷（或电流）周围。 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）。 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 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。 N极?S极?磁体的外部 磁感线是闭合曲线? S极?N极?磁体的内部 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。
2、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? (直线电流)?磁感线的环绕方向 (环形电流或通电螺线管)?电流的方向 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 直线电流的磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱 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。 地磁场（与条形磁铁磁场类似） 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
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。 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：定义式B? F （定义B时，I?B）B为矢量，方向与磁场方向相同，并不是在该处电流的受LI 力方向，运算时遵循矢量运算法则。 七、磁通量 定义一：=BS，S是与磁场方向垂直的面积，即=BS?，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? 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
4、感线穿过时，磁通量的计算应算“纯收入”，即=1-2（1为正向磁感线条数，2为反向磁感线条数。） 八、安培力大小 公式F?BLIsin （为B与I夹角）F?0,BLI? 九、通电导线与磁场方向垂直时，安培力最大F?BIL 通电导线平行于磁场方向时，安培力F?0 B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度 式中的Lr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F?2BIr。 十、安培力的方向 方向由左手定则来判断。 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 电流元分析法 把整段电流等效分成很多电流元，先用
5、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 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。 利用结论法 两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向
6、电流相互排斥。 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 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 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。 分析通电导体在平行导轨上受力的题目，主要应用
7、：闭合电路欧姆定律、安培力公式F?BIL、物体平衡条件等知识。 十三、 洛伦兹力的大小 当电荷速度方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力的大小F?qvB 当v?0时，F?0，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。 当电荷运动方向与磁场方向相同或相反，即v与B平行时， F?0。 当电荷运动方向与磁场方向夹角为 时，洛伦兹力的大小F?qvB sin 注意：以上公式中的v应理解为电荷相对于磁场的运动速度。会推导洛伦兹力的公式。 十四、 洛伦兹力的方向 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
8、方向），大拇指指向就是洛伦兹力的方向。 无论与是否垂直，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 十五、 洛伦兹力的特点 洛伦兹力的方向总与粒子运动的方向垂直，洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，故洛伦兹力永不做功。 十六、 安培力和洛伦兹力的关系 安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观实质。方向都由左手定则判断。 洛伦兹力不做功，安培力可以做功。 十七、 洛伦兹力作用下的运动 mv2 当带
9、电粒子垂直进入磁场时，洛伦兹力不做功，粒子做匀速圆周运动。由牛顿第二定律可得：qvB?，所以 rr? mv2?r2?m ?，粒子运动的周期T? qBvqB N 例题 如图，MN是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，虚线表示其运动轨迹，由图知： A、粒子带负电 B、粒子运动方向是abcde C、粒子运动方向是edcba D、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长 十八、 带电粒子在相互垂直的电场和磁场中的运动 速度选择器 作用：可以把具有某一特定速度的粒子选择出来。 粒子受力特点：同时受相反方向的电场力和磁场力作用。 粒子匀速通过速度选择器的条件：电场力和
10、洛伦兹力平衡：qE?qvB，即速度 A E 大小只有满足v?的粒子才能沿直线匀速通过。 B 速度选择器对正、负电荷均适用, 带电粒子能否匀速通过电、磁场与粒子所带电荷量、电性、粒子的质量无关，仅取决于粒子的速度（不是速率）。 若v? B K R EE v?或，粒子都将偏离直线运动。 BB 粒子若从右侧射入，则不可能匀速通过电磁场，这说明速度选择器不仅对速度大小有选择，而且对速度方向也 有选择。 磁流体发电机 作用：可以把等离子体的内能直接转化为电能。 原理：高速的等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而从整体来说呈中性）喷射入磁场，在洛伦兹力作用下分别聚集在A板和B板，于是
11、在板间形成电场，当板间电场对电荷的作用力等于电荷所受洛伦兹力，两板间形成一定的电势差，合上开关K后，就能对负载供电。 磁流体发电机的电动势： E?Bdv，推导：当外电路断开时，电源电动势等于路端电压 U?Ed? ?E源?U?Bdv qvB?qE? 带电粒子初速度为零：带电粒子做曲线运动。 例题设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场（如图所示），已知一粒子在电场力和洛伦兹 力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，则下列说法正确的是（） A这粒子必带正电BA和B点位于同一高度 C粒子在C点时速度最大 D粒子到达B点后将沿原曲线返
12、回 十九、 带电粒子在有界匀强磁场中的运动 三个问题 圆心的确定：圆心一定在与速度方向垂直的直线上，根据入射点和出射点的速度方向做出垂线，交点即为圆心。 半径的计算：一般是利用几何知识解直角三角形。 带电粒子在有界磁场中运动时间的确定：利用圆心角和弦切角的关系或四边形内角和等于360度或速度的偏向角（带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向之间的夹角）等于圆弧轨道所对的圆心角，再由公式t? ? T求运动时间。 2? B质谱仪主要用仪，由粒子源、得粒子在回旋例题 如图 二十、 质谱仪 于分析同位素，测定其质量、荷质比.下图为一种常见的质谱 加速电场(U)、速度选择器(E、B1)和偏转磁场(
13、B2)组成.若测 中的轨道直径为d，求粒子的荷质比.( q2E ) ? mB1B2d S 15-6所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图速度选择器中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分度B2的方向垂直纸面向外在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离入射到速度选择器中，若m甲?m乙?m丙?m丁， （也称滤速器）离器中磁感应强子垂直于E和B1 图15-6 v甲?v乙?v丙?v丁，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、 P3、P4四点的离子 分别是 （） A甲乙丙丁B甲丁乙丙 C丙丁乙甲D甲乙丁丙 二十一、 回旋加速器 工作原理 磁场的作用：带电粒子以某一速度垂直磁场方向进入
14、磁场后，并在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其周期和速 率、半径均无关（T? 2?m ），带电粒子每次进入D形盒都运动相等的时间（半个周期）后平行电场方向进入电qB 场中加速。 交流电压：为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，要在狭缝处加一个周期与带电粒子在D形盒中运动周期相同的交变电压。 带电粒子的最终能量 当带电粒子的速度最大时，其运动半径也最大，由r? qBrmv ，得v?。若D形盒的半径为R，则带电粒子的最 mqB q2B2R2 终动能Em? 2m 注意： 带电粒子的最终能量与加速电压无关，只与磁感应强度B和D形盒半径有关。带电粒子在电场中加速 时间可忽略不计，两D形
15、盒间电势差正、负变化的周期应和粒子圆周运动的周期相同。 二十二、 带电粒子在复合场（电场、磁场、重力场）中的运动 当带电粒子所受合力为零时，将做匀速直线运动或静止状态。 洛伦兹力为零（即v与B平行时），重力与电场力平衡，做匀速直线运动 洛伦兹力F与速度v垂直且与重力和电场力的合力平衡，做匀速直线运动。 例题如图11-4-11所示，在真空中，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面 v 向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，已知a静止，b向右匀速运动，c向左匀速运动，比较它们的质量应有（ 图11-4-11 Aa油滴质量最大 Bb油滴质量最大 Cc油滴质量最大Da、b、c质量一样 当带电
16、粒子所受合力充当向心力，带电粒子做匀速圆周运动。 由于通常情况下，重力和电场力为恒力，故不能充当向心力，所以一般情况下是重力恰好与电场力平衡，洛伦兹力充当向心力。 如果受的合力不为零，但方向与速度在同一直线上，粒子将做匀加速或匀减速直线运动（受重力、电场力、洛伦兹力和弹力）；如果有杆或面束缚，做变加速直线运动（受重力、电场力、洛伦兹力、弹力和摩擦力） 例题如图所示，足够长的光滑三角形绝缘槽，与水平面的夹角分别为和（），加垂直于纸面向里的磁场分别将质量相等、带等量正、负电荷的小球 a、b依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说法正确的是（ ） A在槽上，a、b两球都做匀加速直线运动，
17、且aa?ab B在槽上，a、b两球都做变加速运动，但总有aa?ab Ca、b两球沿直线运动的最大位移是sa?sb Da、b两球沿槽运动的时间为ta和tb，则ta?tb 二十三、 洛伦兹力多解问题 带电粒子电性不确定形成多解问题 受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，在相同的初速度下，正负粒子在磁场中运动轨迹不同，导致形成多解。 磁场方向不确定形成多解 临界状态不唯一形成多解 带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧形，它可能穿过去，也可能转过180从磁场的这边反向飞出，于是形成多解。 运动的重复性形成多解 带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，往往运
18、动具有重复性，形成多解。 二十四、 带电粒子在有界磁场中运动的极值问题，注意下列结论 刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动轨迹和边界相切 当速度一定时，弧长（或弦长）越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动时间越长 当速度大小变化时，圆心角越大，运动时间越长。 二十五、 安培力瞬时作用问题 当有电流通过导线时，导线中必有电荷的定向移动，若只是在瞬间通过电流，由于时间极短，电流强度没法测量，但是我们可以用“间接法”测量瞬间流过导体截面的电量，即利用动量定理和其它的规律或公式进行测量。 图11-4-5 BLI?t?mv?BLQ?mv?Q? ?mv BL 篇二：高中物理磁场知识点总结+例
19、题 磁场 一、基本概念 1磁场的产生 磁极周围有磁场。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。 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 B? FIL （条件是LB；在匀强磁场中或L很小。） 磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T，1T=1N/(A?m)=1kg/(A?s2) 4磁感线 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
20、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。 磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。 要熟记常见的几种磁场的磁感线： 条形磁铁蹄形磁铁 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。 通电直导线周围磁场 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 用左手定
21、则。 用“同向电流相吸，反向电流相斥”（适用于两电流互相平行时）。 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 通电环行导线周围磁场通电长直螺线管内部磁场大、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。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 F2 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。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），
22、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。 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=BLIsin（为B、L间的夹角）高中要求会计算=0（不受安培力）和=90o两种情况。 例3如图所示，光滑导轨与水平面成
23、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=mgsin，B=mgsin/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
24、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Ft=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=I?t，由平抛规律可算铜棒离开导线框时的初速度 v0? st?s g2h ，最终可得Q ? msBL g2h 。 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=BIL?t=BL?Q。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
25、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 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安其中I=nesv；设导线中共有N个自由电子N=nsL；每个电子受 =BIL； 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（不是速度方高三物理电场磁场知识点复习出自：百味书屋链接地址： 转载请保留,谢谢!本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第22页 共22页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页