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1、-磁场复123-第 5 页磁场复习（1）基础知识点及基本题型知识网络知识要点 地球磁场 通电直导线周围磁场 通电环行导线周围磁场一、基本概念：磁极周围有磁场。电流周围有磁场（奥斯特实验）。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。（从磁的电本质将电磁统一）： 磁场对放入其中的磁极和电流及运动电荷有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流及运动电荷只是可能有力的作用，当电流或运动电荷速度方向和磁感线平行时不受磁场力作用)。这一点应该跟电场的基本性质相比较。：B=F/IL比值定义式（条件是匀强磁场，或L很小，并且LB ）。（类似试探电荷）磁感应强
2、度是矢量。单位是特斯拉，符号为T，1T=1N/(Am)=1kg/(As2)用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱引入的一簇假想曲线。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静止时N极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线是闭合曲线（和静电场的电场线不同）。要熟记常见的几种磁场的磁感线：安培定则（右（电）手螺旋定则）：对直导线，四指环磁感线方向；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）用左(力)手定则。安培力一定同时垂直于导线和磁场。用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺
3、线管外部时）。用“同向电流相吸，反向电流相斥”。 对比记忆！2.安培力大小的计算(匀强磁场中)（1）I与B平行时 F=0，不受安培力，（2）I与B垂直时 F=BIL，（3）当电流I与磁感应强度B不垂直时，可将B分解为平行于电流分量B|和垂直于电流分量B，则安培力F=BIL=BILsin（为B、L间的夹角）。三、洛伦兹力：f=qBv运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力。它是安培力的微观表现。（1）v与B平行时 f=0，不受洛伦兹力，（2）v与B垂直时 f=qBv，左（力）手定则。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
4、方向。洛伦兹力一定同时垂直于电荷运动方向和磁场方向。由于fv，故洛伦兹力不做功。四、带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动1、运动方向与磁场方向平行，做匀速直线运动2、运动方向与磁场方向垂直，做匀速圆周运动（关健是画出运动轨迹图,画图应规范）。洛仑兹力提供向心力：轨道半径：周期： 与v、R无关 (计算题必须写出原始式子)圆心、半径、运动时间的确定(圆心的确定)因f洛一定指向圆心，f洛v任意两个f洛方向的指向交点为圆心；两个速度方向垂直线的交点。（常用在有界磁场的入射与出射方向已知的情况下）任意一弦的中垂线一定过圆心； 两速度方向夹角的角平分线一定过圆心。求半径(两个方面)：利用几何关系 由轨迹
5、图得出几何关系方程 （勾股定理即找直角三角形） 利用几何关系：（速度的偏向角）=偏转圆弧所对应的圆心角(回旋角)=2倍的弦切角，即=2、求粒子的部分圆周运动时间： =S弧长/v 注：(S弧长=R)、圆周运动有关的对称规律：特别注意在文字中隐含着的临界条件a、从同一直边界射入的粒子，又从同一直边界射出，射入速度和射出速度与边界夹角相等。b、在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，一定沿径向射出。C、恰好出（不出）边界磁场的临界条件：与边界磁场相切。附：常见的几种装置装置原理图规律回旋加速器v0-+B原理：在电场中加速,在D形盒内磁场偏转。条件：交流电频率等于圆周运动频率最大速度：与加速电压和次数无关
6、。在D形盒内时间：速度选择器当粒子做匀速直线运动，与q正负和大小无关，对于给定的选择器只能单向使用。磁流体发电机+v0-Bd等离子体子体原理：等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使上极板带正电，下极板带负电，两极电压为U时稳定。霍尔效应vhdBAA稳定时：， A板电势比A电势高电磁流量计aBdv （Q单位时间流过的体积）质谱仪v0BPAe,mU电子经U加速，从A孔入射经偏转打到P点加速：偏转：荷质比【典型例题分析】SN例1. 条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会(增大、减小还是不变？)。水平面对磁铁的摩擦力大小为。例2. 如图所示，可以自由移动
7、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？例3. 如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现( ).(A)线圈向磁铁平移 (B)线圈远离磁铁平移(C)从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁(D)从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁例4. 关于磁感应强度B的概念，下列说法中正确的是( ).(A)根据磁感应强度B的定义式B=F/IL可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比(B)一小段通电导线放存磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零(C)一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁
8、感应强度一定为零(D)磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同例5.如图所示，一个带正电的粒子沿x轴正向射入匀强磁场中，它所受到的洛伦兹力方向沿y轴正向，则磁场方向( ).(A)一定沿z轴正向(B)一定沿z轴负向(C)一定在xOy平面内(D)一定在xOz平面内例6.试在图中，由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向.例7. 两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边ABC的A和BC处产生磁场的磁感应强度大小都足B0，则C处磁场的总磁感应强度大小是( )(A)0(B)B0(C)(D)2B0 例8.如图所示的四个图中，分别标明了通电导线在磁场中的电流方
9、向、磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向，其中正确的是( ).例9.如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于同一竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以( ).(A)将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负檄(B)将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极(C)将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极(D)将a、c端接在交流电源的一端,b、d接在交流电源的另一端例10.质量为m的通电细杆ab置于倾角为的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为.有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示.图(b)中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，
10、其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( ).PMNQ例11. 方向相同如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽L。匀强磁场磁感应强度为B。金属杆长也为L ，质量为m，水平放在导轨上。当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止。求：B至少多大？这时B的方向如何？若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？3 D 4 B 5 D 7 C 8 C 9 ABD 10 AB11.解：画出金属杆的截面图。由三角形定则可知，只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，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：BI1L=mgsin，B=mgsin/I1L。当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，沿导轨方向合力为零，得BI2Lcos=mgsin，I2=I1/cos。（在解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方向间的关系）。