2016高考物理磁场有哪些知识点?

1磁场

(1)磁场:磁场是存在于磁铁、电流和运动电荷周围的物质。永磁体和电流都可以在太空中产生磁场。变化的电场也能产生磁场。

(2)磁场方向:物理学规定,在磁场中的任意一点,小磁针北极受力的方向,即小磁针静止时北极指向的方向,就是该点磁场的方向。

(3)磁场的基本特征:磁场对磁体、电流和运动电荷有强大的作用。

(3)磁现象的电学本质:所有的磁现象都可以归结为运动电荷(或电流)通过磁场的相互作用。

(4)磁场的基本性质:磁场对磁极或其中的电流有磁力。磁极之间、磁场和电流之间、电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。

(5)安培分子电流假说——有一种环形电流,即分子电流,在原子、分子等物质粒子内部,使每一个物质粒子都变成了一个微小的磁铁。

(6)磁场方向:规定小磁针在磁场中任意一点的N极方向(或小磁针静止时的N极方向)为该点的磁场方向。

2磁感应线

(1)磁感应线:是为了形象地描述磁场而引入的方向曲线。在曲线上,每个点的切线方向都是该点磁场的方向,曲线的密度反映了磁场的强弱。

(2)在磁场中人工绘制一系列曲线,曲线的切线方向表示该位置磁场的方向,曲线的密度可以定性表示磁场的强弱。这一系列曲线称为磁感应线。

(3)磁铁外的磁感应线都是从磁铁的N极出来,进入S极。在内部,从S极到N极,磁感应线是闭合曲线;磁感应线不相交。

(4)磁感应线的特征:

A.磁感应线是一条闭合曲线。磁铁的磁感应线在磁铁外部从N极到S极,在内部从S极到N极。

任何两条磁感应线都不能相交。

(5)几种典型磁场的磁感应线分布:

①线性电流的磁场:同心圆,强度不均匀,离导体越远,磁场越弱。

②通电螺线管的磁场:两端分别为N极和S极,管内可视为均匀磁场,管外为非均匀磁场。

③环形电流的磁场:两边有N、S极,离环中心越远,磁场越弱。

④均匀磁场:各处磁感应强度相等,方向一致。均匀磁场中的磁感应线是分布均匀、方向相同的平行直线。

3磁感应强度

(1)定义:磁感应强度是用来表示磁场强度和方向的物理量,是一个矢量。单位是(T),1T=1N/A?m .磁感应强度是代表磁场强度的物理量。带电导线在磁场中受到的垂直于磁场方向的磁场力F与电流I和导线长度L的乘积IL的比值称为带电导线所在位置的磁感应强度,定义公式B=F/IL。单位t,1t = 1n/(a·m)。

(2)磁感应强度是一个矢量,磁场中某一点的磁感应强度的方向就是该点磁场的方向,即通过该点的磁感应线的切线方向。

(3)磁场中某一位置的磁感应强度的大小和方向是客观存在的,与我放入的电流强度的大小、导线L的长度、电流施加的力无关。即使不放入载流导体,其磁感应强度依然存在,不能说B与F成正比,或者B与IL成反比。

(4)磁感应强度B是一个矢量,遵循矢量分解合成的平行四边形法则。注意磁感应强度的方向是那里磁场的方向,而不是那里电流的受力方向。

(5)磁感应强度是描述磁场作用力性质的物理量。磁感应强度是一个矢量,它的方向就是该点磁场的方向。

4地磁场

地球的磁场类似于条形磁铁,它有三个主要特征:

(1)地磁场的N极在地球南极附近,S极在地球北极附近。

(2)地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球南极指向北极,而垂直分量(By)则是南北相反,南半球垂直向上,北半球垂直向下。

(3)在赤道面上,与地球表面相等的所有点的磁感应强度相等,方向为水平向北。

5安培力

(1)定义:磁场对带电导线的作用力称为安培力。

(2)安培力F=BIL。其中f,b,I应该互相垂直,L是有效长度。如果载流导体为弯曲导体,导体平面垂直于磁感应强度方向,L指弯曲导体始端至末端的直线长度。安培力F = BIL;(注:L⊥B) {B:磁感应强度(t),f:安培力(f),I:电流强度(a),l:导线长度(m)}

(2)安培力的方向由左手定则决定。方向:安培的方向可以用左手定则来判断。安培力方向垂直于磁场方向和电流方向,即垂直于电流方向和磁场方向决定的平面。

(3)安培力做功与路径有关。安培力绕一个闭环所做的功可以是正的,也可以是负的,也可以是零,不像重力和电场力所做的功永远是零。

6洛伦兹力

洛仑兹力f=qVB(注v⊥b);M/s)}光谱仪[见第二卷P155] {F:洛伦兹力(n),Q:带电粒子电量(c),V:带电粒子速度(m/s)}

(1)洛仑兹力f=qvB的大小,条件:v ⊥ b .当v∑b,f=0时。

(2)洛伦兹力的特点:洛伦兹力始终垂直于V的方向,所以洛伦兹力一定不做功。

(3)洛伦兹力和安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观本质,安培力是洛伦兹力的宏观表现。所以洛伦兹力的方向和安培力的方向一样,也是由左手定则决定的。

(4)磁场中的静电荷不受洛伦兹力的影响。

7磁场对带电导线的影响

1,磁感应线是一条闭合曲线。

磁感应线不同于电场线,电场线在磁体外部从N极指向S极,在磁体内部从S极指向N极,从而形成一条闭合的曲线。

2.安培定律

用安培定则判断通电线圈(或螺线管)的磁感应线时,拇指指向线圈(或螺线管)内部磁感应线的方向,外部与此方向相反。

3.磁感应强度

(1)磁感应强度是描述磁场的物理量,由磁场本身决定,与是否放入测试电流无关。

(2)磁感应强度是一个矢量,它的方向就是该点磁场的方向。当磁场叠加时,磁感应强度矢量被合成。

4.安培力

(1)安培力不仅与B、I、L有关,还与电流方向与磁场方向的夹角有关。当带电直导线与磁场方向垂直时,带电导线上的安培力最大,则安培力F=BIL。

当它们之间的平行度至少为零时,磁感应强度B可分解为垂直电流方向和平行电流方向两种情况。

(2)F=BIL只适用于均匀磁场。对于非均匀磁场,当L足够短时,导体所在的磁场可以认为是均匀磁场。

(3)安培力的方向要用左手定则判断,垂直于磁感应强度的方向,不同于电场力与电场强度方向的关系。

6.安培力-磁电式仪器的应用

(1)根据通电导线在磁场中会受到安培力作用的原理制成的仪器叫做磁电仪器。

(3)磁电式仪表原理

因为磁场作用于电流的方向与电流的方向有关,如果改变通过电流表的电流方向,磁场作用于电流的方向也会改变,指针和线圈的偏转方向也会改变,这样就可以判断出被测电流的方向。

磁场对电流的作用力与电流成正比。线圈中的电流越大,力就越大,指针和线圈的偏转角就越大。因此,指针的偏转角度反映了被测电流的大小。只要通过实验记录下两者的一一对应关系,并标注在表盘上,就可以在使用中直接在表盘上读出测得的电流。

带电粒子在磁场中的运动规律

在带电粒子只受洛仑兹力作用的情况下(通常忽略电子、质子、α粒子等微观粒子的引力),

(1)如果带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相同或相反),则带电粒子将以均匀的入射速度v作直线运动..带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:在没有洛伦兹力V=V0的情况下做匀速直线运动。

(2)如果带电粒子的速度方向垂直于磁场方向,则带电粒子在垂直于磁感应线的平面内以入射速度v作匀速圆周运动。①轨道半径公式:r=mv/qB②周期公式:T=2πm/qB。

带电粒子沿垂直于磁场的方向进入磁场,作匀速圆周运动,其规律如下:(a)F方向= F Luo = mV2/r = mω2r = Mr(2π/T)2 = qVB;r = mV/qB;t = 2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛伦兹力对带电粒子不做功(无论如何);(c)解题关键:画出轨迹,求圆心,确定半径和圆心的角度(=两倍正切角)。

9个带电粒子在复合场中运动

(1)带电粒子在复合场中直线运动。

(1)当带电粒子所受的组合外力为零时,带电粒子将以匀速直线运动。处理这类问题,应该根据力的平衡方程来解决。

(2)合力不变时,带电粒子将以初速度作直线运动。针对这类问题,根据洛伦兹力不做功的特点,选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等正则方程。

(2)带电粒子在复合场中作曲线运动。

(1)当带电粒子的重力和电场力相互等效,洛仑兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。处理这类问题,常采用牛顿第二定律和动能定理同时求解方程组。

(2)当带电粒子所受的合力为变力,与初速度方向不在一条直线上时,粒子作非均匀变速曲线运动。这时,粒子的运动轨迹既不是弧线,也不是抛物线。这类问题一般用动能定理或能量守恒方程求解。

(3)由于带电粒子在复合场中受力复杂,运动多变,经常出现临界问题。这时候就要以题目中的“最大”、“最高”、“至少”等词为切入点,挖掘隐含条件,根据临界条件列出辅助方程,然后与其他方程同时求解。