第十三单元磁场 讲义 -2024届上海市高三物理二轮专题等级总复习精讲

第十三单元磁场 目录 第1讲磁场及其对电流的作用 1 第2讲磁场对运动电荷的作用 15 课标要求: 1.通过实验,认识安培力。能判断安培力的方向,会计算安培力的大小。了解安培力在生产生活中的应用。 2.通过实验,认识洛伦兹力。能判断洛伦兹力的方向,会计算洛伦兹力的大小。 3.能用洛伦兹力分析带电粒子在勺强磁场中的圆周运动。了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及其应用。 知识结构 第1讲磁场及其对电流的作用 内容梳理 【概念规律】 1.磁场、磁感应强度 (1)磁场 __________或__________周围存在磁场(后者是由__________发现的,又被称为电流的磁效应)。磁场的方向规定为__________受力方向。 磁场的基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有__________的作用。 (2)磁感应强度 物理意义:描述磁场的强弱和__________。 磁感应强度的定义:(比值定义),单位:__________。 磁场中某处的磁感应强度的大小和方向是由磁场本身决定的,跟放在该处的__________无关;矢量:合成时遵循__________。 (3)磁感线 磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向。 磁感线在空间分布的疏密程度可以表示磁场的__________。 磁体外部从__________出发,经过空间到达__________;磁体内部又从__________回到__________;磁感线是封闭(或闭合)曲线。 电流产生的磁感线是由__________定则判断的。 磁场中任意两条磁感线不可能相交。 (4)常见磁体的磁场 (5)匀强磁场 磁场中各点的磁感应强度的大小__________、方向__________,磁感线的疏密程度相同、方向相同的平行直线。 (6)几种典型电流周围的磁场 直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场 特点 无磁极、非匀强，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由S→N,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 (右手螺旋定则) 直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场 立体图 横截面图 纵截面图 2.安培力 (1)安培力的大小(其中为与之间的夹角) 磁场和电流垂直时:。 磁场和电流平行时:。 (2)安培力的方向 左手定则判断: 如图,伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内。让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向__________的方向。__________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 电流 奥斯特 小磁针极 力 方向 特斯拉 电流元 平行四边形定则 强弱N S S N 右手螺旋定则 相等相 同 2. 电流 拇指 【问题情境举隅】 亥姆霍兹线圈 如图所示,两个半径和匝数完全相同的线圈串接,并将两个线圈同轴排列,且两个线圈的间距等于线圈的半径,满足此条件的这对线圈称为亥姆霍兹线圈(Helmholtz coil)。通电后两个载流线圈中心连线的中点附近一定范围内存在近似的匀强磁场。 磁电式电表 磁电式电表是指针式电表。无论是指针式电压表还是电流表或多用电表,原理都是利用磁场对通电小线圈的安培力使线圈偏转带动指针指示示数,从而达到测量的目的,所以这类电表叫做磁电式电表。 电磁炮 电磁炮是利用电磁系统中磁场产生的安培力来对抛射体(金属炮弹)加速,使其获得打击目标所需的动能。电磁炮的基本原理如图所示,抛射体与导轨有良好的电接触,并与电源连接,构成回路。通过给导轨回路通以很大的电流,可使抛射体在导轨电流产生的磁场的安培力作用下沿导轨加速运动,最终以很高的速度将抛射体发射出去。 关键点拨 磁场的叠加 【例题1】(多选)如图,三根通电长直细导线垂直于纸面固定,导线的横截面(截面积不计)分别位于以点为圆心的圆环上三处,已知每根导线在点的磁感应强度大小均为,则 ( ) A.点的磁感应强度方向垂直于向右 B.点的磁感应强度方向从指向 C.点的磁感应强度大小为 D.点的磁感应强度大小为 课堂笔记: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【点拨1】磁场叠加的解题思路 (1)确定磁场场源,如通电导线。 (2)定位空间中需