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新人教版物理必修1知识梳理
第九章 磁场
第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用
一、磁场、磁感应强度
1.磁场
(1)定义:磁场是① 、② 周围存在的一种特殊物质。
(2)基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有③ 的作用。
(3)方向:小磁针的N极所受磁场力的方向。
2.磁感应强度
(1)物理意义:描述磁场的④ 。
(2)定义式:B=(通电导线垂直于磁场)。
(3)方向:小磁针在磁场中静止时N极所指的方向。
(4)单位:⑤ ,符号为T。
二、磁感线及其特点
1.磁感线:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的⑥ 方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。
2.磁感线的特点
(1)磁感线上某点的⑦ 就是该点的磁场方向。
(2)磁感线的疏密程度定性地表示磁场的⑧ ,在磁感线较密的地方磁场⑨ ,在磁感线较疏的地方磁场⑩ 。
(3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点。在磁体外部,磁感线从 指向 ;在磁体内部,磁感线由 指向 。
(4)同一磁场的磁感线不 ,不 ,不相切。
(5)磁感线是假想的曲线,客观上不存在。
3.电流周围的磁场
项目
直线电流的磁场
通电螺线管的磁场
环形电流的磁场
特点
非匀强磁场,且距导线越远处磁场越弱
与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场最强,管外为非匀强磁场
环形电流的两侧是N极和S极,且离圆环中心越远,磁场越弱
安培定则
立体图
横截面图
三、安培力的大小和方向
1.安培力
(1)方向:根据左手定则判断。
(2)大小:由公式 计算,其中L为通电导线在磁场中的有效长度。如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的线段长度,相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端,如图所示。
2.左手定则
伸开左手,使拇指与其余四个手指 ,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从 进入,并使四指指向 的方向,这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
答案:① 磁体 、② 电流 ③ 力 ④ 强弱和方向 ⑤ 特斯拉 ⑥ 切线 ⑦ 切线方向 ⑧ 强弱 ⑨ 较强 ⑩ 较弱 N极 S极 S极 N极 中断 相交 F=BIL 垂直 掌心 电流 拇指
第2讲 磁场对运动电荷的作用
一、洛伦兹力
1.洛伦兹力:① 在磁场中所受的力叫洛伦兹力。
2.洛伦兹力的方向
(1)判定方法:左手定则。
掌心——磁感线从掌心进入;
四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的② ;
拇指——指向③ 的方向。
(2)方向特点:F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v决定的 ④ 。
3.洛伦兹力的大小
F=qvBsinθ,θ为v与B的夹角,如图所示。
二、带电粒子在匀强磁场中的运动
1.洛伦兹力的特点
洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小,或者说,洛伦兹力对带电粒子⑤ 。
2.带电粒子的运动性质
(1)若v0∥B,则带电粒子⑥ ,在磁场中做匀速直线运动。
(2)若v0⊥B,则带电粒子在匀强磁场中做⑦ 。
3.半径和周期公式(v⊥B)
答案:① 运动电荷 ② 反方向 ③ 洛伦兹力 ④ 平面 ⑤ 不做功 ⑥ 不受洛伦兹力 ⑦ 匀速圆周运动
第三讲 带电粒子在组合场中的运动
考点一 质谱仪与回旋加速器
1.质谱仪
(1)构造:如图所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成。
(2)原理
粒子由静止被加速电场加速,有qU=mv2。
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,有qvB=m。
由以上两式可得r=,m=,=。
2.回旋加速器
(1)构造:如图所示,D1、D2是半圆形金属盒,D形盒的缝隙处接交流电源。D形盒处于匀强磁场中。
(2)原理:交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子经电场加速,经磁场回旋。
(3)最大动能
由qvmB=、Ekm=m得Ekm=,粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径R决定,与加速电压无关。
(4)总时间(忽略在电场中加速时间)
粒子在磁场中运动一个周期,被电场加速两次,每次增加动能qU,加速次数n=,粒子在磁场中运动的总时间t=T=·=。
考点二 带电粒子在组合场中的运动
1.组合场
电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠,电场、磁场交替出现。
2.“电偏转”和“磁偏转”的比较
项目
电偏转
磁偏转
偏转条件
带电粒子以v⊥E进入匀强电场(