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高考物理第二輪備考磁場重點(diǎn)知識點(diǎn)歸納
1.磁場
(1)磁場:磁場是存在于磁體、電流和運(yùn)動電荷周圍的一種物質(zhì)。永磁體和電流都能在空間產(chǎn)生磁場。變化的電場也能產(chǎn)生磁場。
(2)磁場的基本特點(diǎn):磁場對處于其中的磁體、電流和運(yùn)動電荷有力的作用。
(3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì):一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動電荷(或電流)之間通過磁場而發(fā)生的相互作用。
(4)安培分子電流假說------在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流即分子電流,分子電流使每個物質(zhì)微粒成為微小的磁體。
(5)磁場的方向:規(guī)定在磁場中任一點(diǎn)小磁針N極受力的方向(或者小磁針靜止時N極的指向)就是那一點(diǎn)的磁場方向。
2.磁感線
(1)在磁場中人為地畫出一系列曲線,曲線的切線方向表示該位置的磁場方向,曲線的疏密能定性地表示磁場的弱強(qiáng),這一系列曲線稱為磁感線。
(2)磁鐵外部的磁感線,都從磁鐵N極出來,進(jìn)入S極,在內(nèi)部,由S極到N極,磁感線是閉合曲線;磁感線不相交。
(3)幾種典型磁場的磁感線的分布:
①直線電流的磁場:同心圓、非勻強(qiáng)、距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱。
、谕娐菥管的磁場:兩端分別是N極和S極,管內(nèi)可看作勻強(qiáng)磁場,管外是非勻強(qiáng)磁場。
、郗h(huán)形電流的磁場:兩側(cè)是N極和S極,離圓環(huán)中心越遠(yuǎn),磁場越弱。
、軇驈(qiáng)磁場:磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等、方向處處相同。勻強(qiáng)磁場中的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線。
3.磁感應(yīng)強(qiáng)度
(1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場強(qiáng)弱的物理量,在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線,受到的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值,叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,定義式B=F/IL。單位T,1T=1N/(Am)。
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場方向,即通過該點(diǎn)的磁感線的切線方向。
(3)磁場中某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及方向是客觀存在的,與放入的電流強(qiáng)度I的大小、導(dǎo)線的長短L的大小無關(guān),與電流受到的力也無關(guān),即使不放入載流導(dǎo)體,它的磁感應(yīng)強(qiáng)度也照樣存在,因此不能說B與F成正比,或B與IL成反比。
(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四邊形定則,注意磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處的磁場方向,并不是在該處的電流的受力方向。
4.地磁場:地球的磁場與條形磁體的磁場相似,其主要特點(diǎn)有三個:
(1)地磁場的N極在地球南極附近,S極在地球北極附近。
(2)地磁場B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向北極,而豎直分量(By)則南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下。
(3)在赤道平面上,距離地球表面相等的各點(diǎn),磁感強(qiáng)度相等,且方向水平向北。
5.安培力
(1)安培力大小F=BIL。式中F、B、I要兩兩垂直,L是有效長度。若載流導(dǎo)體是彎曲導(dǎo)線,且導(dǎo)線所在平面與磁感強(qiáng)度方向垂直,則L指彎曲導(dǎo)線中始端指向末端的直線長度。
(2)安培力的方向由左手定則判定。
(3)安培力做功與路徑有關(guān),繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負(fù),也可以為零,而不像重力和電場力那樣做功總為零。
6.洛倫茲力
(1)洛倫茲力的大小f=qvB,條件:vB。當(dāng)v∥B時,f=0。
(2)洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功。
(3)洛倫茲力與安培力的關(guān)系:洛倫茲力是安培力的微觀實(shí)質(zhì),安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定。
(4)在磁場中靜止的電荷不受洛倫茲力作用。
7.帶電粒子在磁場中的運(yùn)動規(guī)律
在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下(電子、質(zhì)子、粒子等微觀粒子的重力通常忽略不計(jì)),
(1)若帶電粒子的速度方向與磁場方向平行(相同或相反),帶電粒子以入射速度v做勻速直線運(yùn)動。
(2)若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直,帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi),以入射速率v做勻速圓周運(yùn)動。①軌道半徑公式:r=mv/qB②周期公式:T=2m/qB
8.帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動
(1)帶電粒子在復(fù)合場中做直線運(yùn)動
①帶電粒子所受合外力為零時,做勻速直線運(yùn)動,處理這類問題,應(yīng)根據(jù)受力平衡列方程求解。
②帶電粒子所受合外力恒定,且與初速度在一條直線上,粒子將作勻變速直線運(yùn)動,處理這類問題,根據(jù)洛倫茲力不做功的特點(diǎn),選用牛頓第二定律、動量定理、動能定理、能量守恒等規(guī)律列方程求解。
(2)帶電粒子在復(fù)合場中做曲線運(yùn)動
、佼(dāng)帶電粒子在所受的重力與電場力等值反向時,洛倫茲力提供向心力時,帶電粒子在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。處理這類問題,往往同時應(yīng)用牛頓第二定律、動能定理列方程求解。
②當(dāng)帶電粒子所受的合外力是變力,與初速度方向不在同一直線上時,粒子做非勻變速曲線運(yùn)動,這時粒子的運(yùn)動軌跡既不是圓弧,也不是拋物線,一般處理這類問題,選用動能定理或能量守恒列方程求解。
、塾捎趲щ娏W釉趶(fù)合場中受力情況復(fù)雜運(yùn)動情況多變,往往出現(xiàn)臨界問題,這時應(yīng)以題目中最大、最高至少等詞語為突破口,挖掘隱含條件,根據(jù)臨界條件列出輔助方程,再與其他方程聯(lián)立求解。
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