考点05 磁场（期末复习课件）高二物理上学期教科版

考点03 磁场 高二物理期末复习 教科版（2019） 一、磁场 磁感线 1.磁极之间的相互作用：同名磁极相互 ，异名磁极相互 . 2.奥斯特实验：把导线放置在小磁针的 ，通电时磁针发生了转动. 实验意义：奥斯特实验发现了电流的 ，即电流可以产生磁场，首次揭示了 的联系. 3.磁场：磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过 发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的 . 排斥 吸引 上方 磁效应 电与磁 磁场 物质 1.磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时 所指方向就是该点磁场的方向. 2.磁感线 (1)定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的 都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线. (2)特点 ①磁感线的 表示磁场的强弱.磁场强的地方，磁感线 ；磁场弱的地方，磁感线 . ②磁感线上某点的 表示该点磁场的方向. N极 切线方向 疏密 较密 较疏 切线方向 一、磁场 磁感线 1.直线电流的磁场 安培定则：如图甲所示，用 握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致， 所指的方向就是磁感线环绕的方向. 直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示. 右手 弯曲的四指 二、安培定则 2.环形电流的磁场 安培定则：如图甲所示，让右手 与环形电流的方向一致， 就是环形导线轴线上磁场的方向. 弯曲的四指 伸直的拇指所指的方向 3.通电螺线管的磁场 安培定则：如图所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与___________ 一致，伸直的拇指所指的方向就是 磁场的方向. 螺线管电流 的方向 螺线管轴线上 三、磁感应强度 1.电流元：很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il. 2.定义：一段通电直导线 放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的 的比值，叫作磁感应强度. 垂直 乘积 3.定义式：B＝ . 4.单位： ，简称 ，符号为 . 5.磁感应强度是表征磁场 的物理量. 6.磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁针静止时 所指的方向. 特斯拉 特 T 强弱 N极 1.定义：匀强磁场中 和与磁场方向 的平面面积S的乘积.即Φ＝BS. 2.拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的____________ 与磁感应强度B的乘积表示磁通量. 3.单位：国际单位是 ，简称韦，符号是Wb，1 Wb＝ . 磁感应强度B 垂直 投影面积S′ 韦伯 1 T·m2 4.引申：B＝ ，表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量. 四、磁通量 例题1.下列有关磁感应强度的说法中正确的是 A.磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量 B.若有一小段通电导线在磁场某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应 强度一定为零 C.若有一小段长为l、通以电流为I的导线，在磁场中某处受到的磁场力为 F，则该处磁感应强度的大小一定是 D.由定义式B＝ 可知，电流I越大，导线l越长，某点的磁感应强度就越小 A 1.安培力： 在磁场中受的力. 2.左手定则：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 ，并使四指指向 的方向，这时 的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向. 3.安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B，F⊥I，即F垂直于 所决定的平面. 通电导线 从掌心垂直进入 电流 拇指所指 B与I 五、安培力的方向 1. 于磁场B的方向放置的长为l的通电导线，当通过的电流为I时，所受安培力为F＝ . 2.当磁感应强度B的方向与 方向成θ角时，公式F＝ . 垂直 IlB 电流 IlBsin θ 六、安培力的大小 3.公式F＝IlBsin θ中B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁场对外加磁场的影响. 4.公式F＝IlBsin θ中θ是B和I方向的夹角 (1)当θ＝90°时，即B⊥I，sin θ＝1，公式变为F＝IlB. (2)当θ＝0°时，即B∥I，F＝0. 公式F＝IlBsin θ中l指的是导线在磁场中的“有效长度”， 弯曲导线的有效长度l，等于连接两端点直线的长度(如图所示)；相应的电流沿导线由始端流向末端. 推论：对任意形状的闭合平面线圈，当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈的有效长度l＝0，故通电后线圈在匀强磁场中所受安培力的矢量和一定为零，如图所示. 例题2.(多选)如图所示的四幅图中，导体棒的长度均为L，磁场的磁感应强度大小均为B，在各导体棒中通有相同的电流I.则下列选项正确的是 A.图甲中导体棒所受的安培力大小为BIL B.图乙中导体棒所受的安培力大小为BIL BD 七、洛伦兹力 1.洛伦兹力 (1)定义： 在磁场中受到的力. (2)与安培力的关系：通电导线在磁场中受到的安培力是 的宏观表现. 2.洛伦兹力的方向 左手定则：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 从掌心垂直进入，并使 指向正电荷运动的方向，这时 所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向.负电荷受力的方向与正电荷受力的方向 . 运动电荷 洛伦兹力 磁感线 四指 拇指 相反 3.洛伦兹力的大小 (1)当v与B成θ角时，F＝ . (2)当v⊥B时，F＝ . (3)当v∥B时，F＝ . qvBsin θ qvB 0 2.显像管的原理 (1)电子枪发射 .(2)电子束在磁场中 . (3)荧光屏被电子束撞击时发光. 3.扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在 ，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动. 1.显像管的构造：如图1所示，由电子枪、 和荧光屏组成. 偏转线圈 高速电子 偏转 不断变化 例3　(多选)如图7所示，用细线吊一个质量为m的带电绝缘小球，小球处于匀强磁场中，空气阻力不计.小球分别从A点和B点向最低点O运动，当小球两次经过O点时 A.小球的动能相同 B.细线所受的拉力相同 C.小球所受的洛伦兹力相同 D.小球的向心加速度大小相同 AD 八、带电粒子在匀强磁场中的运动 1.若v∥B，带电粒子以速度v做匀速直线运动，其所受洛伦兹力F＝ . 2.若v⊥B，此时初速度方向、洛伦兹力的方向均与磁场方向 ，粒子在垂直于 方向的平面内运动. (1)洛伦兹力与粒子的运动方向 ，只改变粒子速度的 ，不改变粒子速度的 . (2)带电粒子在垂直于磁场的平面内做 运动， 力提供向心力. 0 垂直 磁场 垂直 方向 大小 匀速圆周 洛伦兹 无关 九、带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期 1.圆心的确定 圆心位置的确定通常有以下两种基本方法： (1)已知入射方向和出射方向时，可以过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图2甲所示，P为入射点，M为出射点). (2)已知入射方向和出射点的位置时，可以过入 射点作入射方向的垂线，连线入射点和出射点， 作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道 的圆心(如图乙所示，P为入射点，M为出射点). 图2 2.半径的确定 半径的计算一般利用几何知识解直角三角形.做题时一定要作好辅助线，由圆的半径和其他几何边构成直角三角形.由直角三角形的边角关系或勾股定理求解. 3.粒子在匀强磁场中运动时间的确定 确定圆心角时，利用好几个角的关系，即圆心角＝偏向角＝2倍弦切角. 例题4　粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电.让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动.已知磁场方向垂直纸面向里.以下四幅图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是 B 1.质谱仪构造：主要构件有加速 、偏转 和照相底片. 2.运动过程(如图1) 十、质谱仪 图1 电场 磁场 qU (2)垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动，r＝_____， 可得r＝___________. 3.分析：从粒子打在底片D上的位置可以测出圆周的半径r，进而可以算出粒子的 . 比荷 1.回旋加速器的构造：两个D形盒，两D形盒接 流电源，D形盒处于垂直于D形盒的匀强 中，如图2. 2.工作原理 (1)电场的特点及作用 特点：两个D形盒之间的窄缝区域存在 的电场. 作用：带电粒子经过该区域时被 . 十一、回旋加速器 图2 交 磁场 周期性变化 加速 (2)磁场的特点及作用 特点：D形盒处于与盒面垂直的 磁场中. 作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做 运动，从而改变运动 ， 圆周后再次进入电场. 匀强 匀速圆周 方向 半个 例题5　速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图5所示，其中S0A＝ S0C，则下列说法正确的是 A THANKS 感谢观看 C.图丙中导体棒所受的安培力大小为BIL D.图丁中导体棒所受的安培力大小为BIL 2.由r＝和T＝，可得T＝______.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与轨道半径和运动速度 . 1.由qvB＝m，可得r＝_____. (1)粒子在匀强磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动轨迹的圆弧所对应的圆心角为α时，其运动时间t＝T(或t＝T). (2)当v一定时，粒子在匀强磁场中运动的时间t＝，l为带电粒子通过的弧长. (1)带电粒子经过电压为U的加速电场加速， ＝mv2. A.甲束粒子带正电，乙束粒子带负电 B.甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷 C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于 D.若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束 粒子的质量之比为3∶2 $$