磁场专题复习
2024年中考物理第一轮复习———专题十八 磁现象 磁场 电生磁(全国通用)
③实验突破
例 在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图26-8所示的 电路。 (3)根据安培定则,可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 N 极。 (4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 大头针被磁化,同名磁极相互排斥 。
图26-8
③实验突破
例 在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图26-8所示的 电路。 (5)将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁,并巧妙地通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱。下面 的实验也用这种方法的是 C 。 A.认识电压时,我们可以用水压来类比 B.用光线来描述光通过的路径 C.令敲响的音叉接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动 D.用斜面、小车探究阻力对物体运动的影响
③实验突破
例 在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图26-8所示的 电路。 (1)当滑动变阻器的滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 增加 (选填“增加”或“减少”),说明电 流越 大 ,电磁铁磁性越强。 (2)根据图示的情境可知, 甲 的磁性强,说明电流一定时, 线圈匝数越多 ,电磁铁磁性越强。
01
磁现象 磁场
初三复习课
一、磁性
1.磁性: 能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。
2.磁化:一些物体在磁体或电流的作用下获得磁性的现象。
二、磁极
磁体上吸引能力 最强 的两个部位叫磁极。
每个磁体都有两个磁极,分别为 南(或S)极 和 北(或N)极 。
磁极间的相互作用规律
同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引
相互 作用
同名磁极相互 排斥 ,异名磁极相互 吸引
一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫磁化
高考综合复习——磁场专题复习
高考综合复习——磁场专题复习一磁场、磁场对电流及运动电荷的作用总体感知知识网络第一部分 磁场磁感应强度知识要点梳理知识点一——磁场 ▲知识梳理1.磁场的存在 磁场是一种特殊的物质,存在于磁极和电流周围。
2.磁场的特点 磁场对放入磁场中的磁极和电流有力的作用。
同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,磁体之间、磁体与电流(或运动电荷)之间、电流(或运动电荷)与电流(或运动电荷)之间的相互作用都是通过磁场发生的。
3.磁场的方向 规定磁场中任意一点的小磁针静止时N极的指向(小磁针N极受力方向)。
▲疑难导析()()的比值。
定义式,通电导线与B垂直 特别提醒:磁感应强度B的方向是小磁针N极受力的方向,但绝对不是通电导线在磁场中受力的方向。
通电导线受力的方向与磁感应强度方向垂直,它们的关系由左手定则确定。
知识点三——磁感线 ▲知识梳理一、磁感线 1.磁感线的特点 磁感线的特点:磁感线是为形象地描述磁场的强弱和方向而引入的一系列假想的曲线,是一种理想化的模型。
它有以下特点: (1)磁感线某点切线方向表示该点的磁场方向,磁感线的疏密可以定性地区分磁场不同区域磁感应强度B的大小。
(2)磁感线是闭合的,磁体的外部是从N极到S极,内部是从S极到N极。
(3)任意两条磁感线永不相交。
(4)条形磁体、蹄形磁体、直线电流、通电螺线管、地磁场等典型磁场各有其特点,记住它们的分布情况有助于分析解决有关磁场的问题。
2.几种常见的磁感线 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场 在磁体的外部,磁感线从N极射出进入S极,在内部也有相应条数的磁感线(图中未画出)与外部磁感线衔接并组成闭合曲线。
(2)直线电流的磁场 直线电流的磁感线是在垂直于导线平面上的以导线上某点为圆心的同心圆(如图),其分布呈现“中心密边缘疏”的特征,从不同角度观察,如图。
(3)环形电流的磁场 如图中甲、乙、丙从不同角度观察,环形电流的磁感线是一组穿过环所在平面的曲线,在环形导线所在平面处,各条磁感线都与环形导线所在的平面垂直。
高中物理选修3-1磁场 复习 提纲+例题
V2
V0
V4
2、将带电粒子在狭缝之间的运动首尾连接 起来是一个初速度为零的匀加速直线运动
3、带电粒子每经电场加速一次,回旋半径 就增大一次,每次增加的动能为⊿E =qU
K
所有各次半径之比为:
1 2∶ 3∶ ∶ ...
4、对于同一回旋加速器,其粒子的回旋的 最大半径是相同的。
mv 1 2 B2q 2 R2 由最大半径得: = R E mv qB 2 2m
D、环形线圈有扩张的趋势
1、把一重力不计的通电直导线水平放在蹄 形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动, 当导线通入图示方向电流I时,导线的运动 情况是(从上往下看)( C ) A.顺时针方向转动,同时下降 B.顺时针方向转动,同时上升 C.逆时针方向转动,同时下降 D.逆时针方向转动,同时上升
I
电流微元法
3、解题一般步骤: ①判断安培力方向 注意选择视图(视角) ②其它力受力分析 将立体受力图应转化成平面图 ③列力学方程:
平衡方程
牛二方程(动能定理) F=ILB ④列电学辅助方程: Q=It
u=IR ……. ⑤解方程及必要的讨论(“答”)
F=BIL中的L为有效长度
试指出下述各图中的安培力的大小。
安培力作用下物体的平衡问题 【例】在倾斜角为θ的光滑斜面上,置 一通有电流I,长为L,质 量为m的导 体棒,如图所示,在竖直向上的磁场中 静止,则磁感应强度B为 _________.
FN
θ
mg
F BIL mg tan mg tan B IL
F
B
FN
×
θ
F
mg
引申1:欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应
R
2
mV qB
磁场复习提纲
磁场复习提纲一、磁现象和磁场磁现象 磁场电流的磁效应 奥斯特地球的磁场二、磁感应强度 定义:“B ”描述磁场的强弱和方向的物理量,由磁场自身因素决定大小: B =F IL .(通电导线必须与磁场方向垂直)单位:符号是T.方向: 小磁针静止时N 极所指的方向磁感线 大小: 磁感线的疏密表示磁场的强弱.方向: 磁感线某点的切线方向.三、几种常见的磁场1.磁通量(1)定义:Φ=BS . (2)单位:Wb,1 Wb =1_T·m2.2.安培分子电流假说3.磁感应强度矢量的叠加四、通电导线在磁场中受到的力 安培力 大小: F =ILB sin_θ. L “有效长度”,θ=90°,B ⊥I , F =ILB .θ=0°,B ∥I ,F =0.方向:左手定则 F 垂直于B 与I 所决定的平面.1.电流元法 2.特殊位置法 3.等效法4.利用结论法 (1)两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥;(2)两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.5.转换研究对象法五、运动电荷在磁场中受到的力F =q v B sin θ ①当θ=90°时,v ⊥B ,F =q v B ,即运动方向与磁场垂直时,洛伦兹力最大.当v ∥B 时,θ=0°,F =0,即运动方向与磁场平行时,不受洛伦兹力.1.带电粒子在匀强磁场中做直线运动的两种情景(1)速度方向与磁场方向平行,不受洛伦兹力作用,可做匀速直线运动,也可在其他力作用下做变速直线运动.(2)速度方向与磁场方向不平行,且除洛伦兹力外的各力均为恒力,若轨迹为直线则必做匀速直线运动,带电粒子所受洛伦兹力也为恒力.应用 ①速度选择器 qE =qvB ,即v =E B.②磁流体发电机 q v B =qE =qU d,得U =Bd v .③电磁流量计 q v B =qE =q U D ,所以v =U DB, 又S =14πD 2,故流量Q =S v =πUD 4B.④质谱仪 加速,qU =12m v 2. 偏转:rmvqvB 2得r =1B 2mU q.⑤回旋加速器两个D 形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的电场.被加速。
高考磁场知识点复习
高考磁场知识点复习磁场作为物理学中的重要概念,在高考物理考试中占据着较大的比重。
为了帮助同学们高效备考,下面将对高考磁场知识点进行全面的复习和总结。
一、磁场的基本概念磁场是由带电粒子运动形成的,具有磁性物质附近空间特有的物理量。
磁场可以由磁场线表示,磁场线从磁南极指向磁北极。
二、磁场的特性和相互作用1. 磁力线和磁感线:磁力线是沿着磁感应强度的方向而画出的曲线,表示磁场的分布情况;磁感线是表示磁感应强度大小和方向的线。
2. 磁场的特性:(1) 磁场是无源场:磁场不存在单极子,磁场线总是以环路为中心闭合的。
(2) 磁场的超线性叠加原理:多个磁体产生的磁场矢量可以通过矢量相加得到。
3. 磁场的相互作用:(1) 磁场对物质的作用:磁场可以对带电粒子施加力,使其产生受力运动。
例如,磁场可以使带正电荷的粒子受到磁力的作用,称为洛伦兹力。
(2) 磁场和电场的作用:磁场和电场可以相互转化,互相影响。
电流产生磁场,而变化磁场可以诱导出电场。
三、安培环路定理和法拉第电磁感应定律1. 安培环路定理:安培环路定理揭示了闭合回路中磁场强度和该回路内部电流的关系。
根据安培环路定理,环绕一条闭合回路的磁场线的总磁通量等于该回路内部电流的代数和乘以真空磁导率。
2. 法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律表明了变化磁场可以诱导出闭合回路中的电动势。
根据法拉第电磁感应定律,闭合回路中的电动势大小等于磁通量对时间的变化率的负值。
四、磁场的应用1. 电动机和电磁铁:电动机是利用电流产生的磁场与外部磁场相互作用而产生机械运动的装置;电磁铁是一种利用电流在绕组中产生磁场的装置。
2. 变压器:变压器利用交变磁通量诱导出的电动势进行电能的传递和改变,是电力传输中重要的设备之一。
3. 磁共振成像技术:磁共振成像技术是利用核磁共振现象进行医学检查和成像的技术,广泛应用于医学领域。
综上所述,高考磁场知识点的复习包括了磁场的基本概念、特性和相互作用、安培环路定理和法拉第电磁感应定律,以及磁场的应用等内容。
高考物理总复习 专题十 磁场(讲解部分)
四指
大拇指
2.磁场的叠加 (1)磁感应强度是矢量,计算时与力的计算方法相同,遵守平行四边形定则, 可以用正交分解法进行合成与分解。 (2)两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生 的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的。
例1 (2017课标Ⅲ,18,6分)如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长 直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l。在两导线中均通 有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁 感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强 度的大小为 ( )
取值范围为2.4 Ω≤R≤4 Ω,则选A。
答案 A
二、通电导体在磁场中运动情况的判定 1.五种判定方法
电流元法 特殊位置法 等效法 结论法
转换研究对象法
分割为电流元 体所受合力方向
安培力方向 运动方向
整段导
特殊位置 安培力方向 运动方向
环形电流 条形磁铁
小磁针 通电螺线管
多个环形电流
同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,两不平行 的直线电流相互作用时,有转到平行且电流方向 相同的趋势
(1)质子最初进入D形盒的动能多大? (2)质子经回旋加速器后得到的最大动能多大? (3)交变电源的频率是多少?
解题导引
解析 (1)质子在电场中加速,根据动能定理得
1 qU=Ek-0,则Ek= 1 qU=1×104 eV。
2
2
(2)质子在回旋加速器的磁场中,绕行的最大半径为R,则
qvB= mv2 ,解得v= qBR
①t= θ ·T
2π
②t= L
v
常用解三角形法:例:(左
图)R= L 或由R2=L2+
磁场知识点复习
高考物理专题复习――磁场一、磁场磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的,磁场和电场一样,是物质存在的另一种形式,是客观存在。
小磁针的指南指北表明地球是一个大磁体。
磁体周围空间存在磁场;电流周围空间也存在磁场。
电流周围空间存在磁场,电流是大量运动电荷形成的,所以运动电荷周围空间也有磁场。
静止电荷周围空间没有磁场。
磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。
磁场是物质存在的一种形式。
磁场对磁体、电流都有磁力作用。
与用检验电荷检验电场存在一样,可以用小磁针来检验磁场的存在。
如图所示为证明通电导线周围有磁场存在——奥斯特实验,以及磁场对电流有力的作用实验。
1.地磁场地球本身是一个磁体,附近存在的磁场叫地磁场,地磁的南极在地球北极附近,地磁的北极在地球的南极附近。
2.地磁体周围的磁场分布与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。
3.指南针放在地球周围的指南针静止时能够指南北,就是受到了地磁场作用的结果。
4.磁偏角地球的地理两极与地磁两极并不重合,磁针并非准确地指南或指北,其间有一个交角,叫地磁偏角,简称磁偏角。
说明:①地球上不同点的磁偏角的数值是不同的。
②磁偏角随地球磁极缓慢移动而缓慢变化。
③地磁轴和地球自转轴的夹角约为11°。
二、磁场的方向在电场中,电场方向是人们规定的,同理,人们也规定了磁场的方向。
规定:在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。
确定磁场方向的方法是:将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置,当小磁针在该位置静止时,小磁针N极的指向即为该点的磁场方向。
磁体磁场:可以利用同名磁极相斥,异名磁极相吸的方法来判定磁场方向。
电流磁场:利用安培定则(也叫右手螺旋定则)判定磁场方向。
三、磁感线在磁场中画出有方向的曲线表示磁感线,在这些曲线上,每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。
(1)磁感线上每一点切线方向跟该点磁场方向相同。
(2)磁感线特点(1)磁感线的疏密反映磁场的强弱,磁感线越密的地方表示磁场越强,磁感线越疏的地方表示磁场越弱。
一轮复习磁场知识点以及例题详解
3-1:如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在 平面与水平面间的夹角为 θ.整个装置处于匀强磁场中.金属杆 ab 垂直导轨放置, 当杆中通有从 a 到 b 的恒定电流 I 时,金属杆 ab 刚好静止.则( ) A.磁场方向可能竖直向上 B.磁场方向竖直向下 C.ab 所受安培力的方向可能平行导轨向上 D.ab 所受安培力的方向可能平行导轨向下
安培力作用下导体运动方向的判定方法 判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路 (1)首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况 (2)然后利用左手定则准确判定导体的受力情况 (3)进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向. 现对几种常用的方法列表比较如下:
(2013· 江苏徐州模拟)如图所示, 把轻质导线圈用绝缘细线悬 挂在磁铁 N 极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面.当线圈内通 以图中方向的电流后,线圈的运动情况是( ) A.线圈向左运动 B.线圈向右运动 C.从上往下看顺时针转动 D.从上往下看逆时针转动 解析: 法一 电流元法.首先将圆形线圈分成很多 小段,每一段可看作一直线电流元,取其中上、下两小段 分析,其截面图和受安培力情况如图所示.根据对称性可 知,线圈所受安培力的合力水平向左,故线圈向左运动.只有选项 A 正确. 法二 等效法.将环形电流等效成小磁针,如图所示,据异 名磁极相吸引知,线圈将向左运动,选 A.也可将左侧条形磁铁等 效成环形电流, 根据结论“同向电流相吸引, 异向电流相排斥”, 也可判断出线圈向左运动,选 A. 答案: A 如图所示, 有一通电直导线 放在蹄形电磁铁的正上方,导线可以自由移动,当 电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时,有关直 导线运动情况的说法中正确的是(从上往下 看)( ) A.顺时针方向转动,同时下降 B.顺时针方向转动,同时上升 C.逆时针方向转动,同时下降 D.逆时针方向转动,同时上升 解析: 特殊位置法. 开始时左端受力向外, 右端受力向里, 所以逆时针转动;当转到与纸面垂直时,受力向下;从这两个方面可以得出选 项 C 正确. 答案: C 如图所示,在光滑水平面上一 轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时磁铁对 水平面的压力为 FN1,现在磁铁左上方位置固定一导 体棒,当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后,磁铁 对水平面的压力为 FN2,则以下说法正确的是( ) A.弹簧长度将变长 B.弹簧长度将变短 C.FN1>FN2 D.FN1<FN2 解析: 转换研究对象法.画出导体棒所在处的磁感线,用左手定则可判 断出条形磁铁对导体棒的安培力斜向右下方,由牛顿第三定律可知,导体棒对 条形磁铁的力斜向左上方,所以弹簧长度将变短,FN1>FN2,答案为 B、C. 答案: BC
2025年高考物理总复习专题九磁场第1讲磁场、磁场对电流的作用
第1讲磁场、磁场对电流的作用知识巩固练1.(2023年佛山模拟)如图(俯视图),在竖直向下、磁感应强度大小为2 T的匀强磁场中,有一根长0.4 m的金属棒ABC从中点B处折成60°角静置于光滑水平面上,当给棒通以由A 到C、大小为5 A的电流时,该棒所受安培力为()A.方向水平向右,大小为4.0 NB.方向水平向左,大小为4.0 NC.方向水平向右,大小为2.0 ND.方向水平向左,大小为2.0 N【答案】D【解析】金属棒的有效长度为AC,根据几何知识得L=0.2 m,根据安培力公式得F=BIL=2×5×0.2=2 N,根据左手定则可判定安培力水平向左,故A、B、C错误,D正确.2.(2023年北京昌平二模)如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度.它的右臂挂有一个矩形线圈,匝数为N,底边长为L,下部悬在匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直.当线圈中通有电流I时,调节砝码使两臂达到平衡;然后使电流反向、大小不变,这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能使两臂达到新的平衡.所测磁场的磁感强度B的大小为()A.mg2NIL B.2mgNILC.NIL2mgD.2NILmg【答案】A【解析】根据平衡条件有mg=2NBIL,解得B=mg2NIL,A正确.3.(2022年华师附中测试)(多选)在匀强磁场中放入一条通电短导线,并将它固定.然后改变导线中通入的电流,画出该导线所受安培力的大小F与通过导线电流I的关系图像,其中图A为曲线.M、N各代表一组F、I的数据.则在下列四幅图中,你认为可能正确的是()A BC D【答案】BD【解析】在匀强磁场中,通电导线受到的安培力为F=BIL sin θ,当电流方向与磁场方向平行时,安培力为0.当电流方向与磁场方向不平行时,在匀强磁场中,安培力与电流大小成正比,F-I图像为过原点的直线.故B、D正确.4.如图所示,水平导轨接有电源,导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a、b、c,其中b最短,c为直径与b等长的半圆,导体的电阻与其长度成正比,导轨电阻不计.现将装置置于向下的匀强磁场中,接通电源后,三根导体棒中均有电流通过,则它们受到安培力的大小关系为() A.F a>F b=F c B.F a=F b>F cC.F a=F b=F cD.F a>F b>F c【答案】B【解析】导体棒a、b、c的有效长度相等,但c的电阻大于a、b,所以通过c 的电流小于a、b.由F=BIL,可知B正确,A、C、D错误.5.如图所示,在匀强磁场中,有一个正六边形线框.现给线框通电,正六边形线框中依次相邻的四条边受到的安培力的合力大小是F,则正六边形线框的每条边受到的安培力的大小为()F B.F C.√3F D.2FA.√33【答案】A【解析】根据左手定则,依次相邻的四条边中相对的两条边受的安培力等大反向合力为零,中间相邻的两条边受安培力方向夹角为60°,每边受安培力设为F1,则2F1cos F,A正确.30°=F,可得F1=√33综合提升练6.(2023年朝阳模拟)如图甲所示,在匀强磁场中,质量为m、长为L的导体棒用两根等长绝缘细线悬挂于同一水平线上的O、O'两点,两细线均与导体棒垂直.图乙中直角坐标系的x 轴与导体棒及OO'平行,z轴竖直向上.若导体棒中通以沿x轴正方向、大小为I的电流,导体棒静止时细线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度可能()A.沿x轴正方向,大小为mgILB.沿y轴正方向,大小为mgcos θILC.沿z轴正方向,大小为mgtan θILD.沿细线向下,大小为mgsin θIL【答案】D【解析】若磁感应强度沿x轴正方向,与电流方向同向,导体棒不受安培力.导体棒不可能在图示位置保持静止,A错误;若磁感应强度沿y轴正方向,由左手定则,导体棒受安培力竖直向上,导体棒不可能在图示位置保持静止,B错误;沿z轴正方向,由左手定则,导体棒受安培力水平向左,导体棒不可能在图示位置保持静止,C错误;沿细线向下,大小为mgsin θ,安培力大小F安=mg sin θ,方向与细线垂直斜向右上方.安培力与细线的拉力IL的合力恰好与重力平衡.且导体棒静止时细线与竖直方向夹角为θ,D正确.7.(多选)如图所示,两平行导轨ab,cd竖直放置在匀强磁场中,匀强磁场方向竖直向上,将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触.现在金属棒PQ中通以变化的电流I,同时释放金属棒PQ使其运动.已知电流I随时间t变化的关系式为I=kt(k为常数,k>0),金属棒与导轨间存在摩擦.则下面关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图像中,可能正确的有()A B C D,F f=μF N=μF安【答案】AD【解析】根据牛顿第二定律,得金属棒的加速度a=mg-F fm=μBIL=μBLkt,联立解得加速度a=g-μBLkt,与时间呈线性关系,且t=0时,a=g,故A正确,mB错误;因为开始加速度方向向下,与速度方向相同,做加速运动,加速度逐渐减小,即做加速度逐渐减小的加速运动,然后加速度方向向上且逐渐增大,做加速度逐渐增大的减速运动,故C错误,D正确.8.(2023年大同模拟)(多选)如图所示,正三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条垂直于纸面的长直导线.a、c处导线的电流大小相等,方向垂直纸面向外,b处导线电流是a、c处导线电流的2倍,方向垂直纸面向里.已知长直导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与电流成正比、与该点到导线的距离成反比.关于b、c处导线所受的安培力,下列表述正确的是()A.方向相反B.方向夹角为60°C.大小的比值为√3D.大小的比值为2【答案】AD【解析】如图所示,结合几何关系知b、c处导线所受安培力方向均在平行纸面方向,方向相反,A正确,B错误;设导线长度为L,导线a在b处的磁感应强度大小为B,结合几何关系知b处磁感应强度为B合=√3B,b导线受安培力为F安=B合(2I)L=2√3BIL,c处磁感应强度为B'合=√3B,c导线受安培力为F'安=B'合IL=√3BIL,联立解得F 安F'安=2,C错误,D 正确.9.如图所示,在磁感应强度B=1 T,方向竖直向下的匀强磁场中,有一个与水平面成θ=37°角的导电滑轨,滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab.已知接在滑轨中的电源电动势E=12 V,内阻不计.ab杆长L=0.5 m,质量m=0.2 kg,杆与滑轨间的动摩擦因数μ=0.1,滑轨与ab 杆的电阻忽略不计.要使ab杆在滑轨上保持静止,求滑动变阻器R的阻值的变化范围(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,结果保留1位有效数字).解:分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图,如图所示.甲乙当ab杆恰好不下滑时,如图甲所示.由平衡条件,得沿滑轨方向mg sin θ=μF N1+F安1cos θ,垂直滑轨方向F N1=mg cos θ+F安1sin θ,L,解得R1≈5 Ω.而F安1=B ER1当ab杆恰好不上滑时,如图乙所示.由平衡条件,得沿斜面方向mg sin θ+μF N2=F安2cos θ,垂直斜面方向F N2=mg cos θ+F安2sin θ,L,解得R2≈3 Ω.而F安2=B ER2要使ab杆保持静止,R的取值范围是3 Ω≤R≤5 Ω.。
第三章磁场的单元复习
第三章磁场的单元复习一、磁场1、磁场(1)基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有的作用.(2)方向:小磁针的所受磁场力的方向.2.磁感应强度(1)物理意义:描述磁场的和.(2)大小:B=(通电导线垂直于磁场).(3)方向:小磁针静止时的指向.(4)单位:特斯拉(T).3.匀强磁场(1)定义:磁感应强度的大小、方向的磁场称为匀强磁场.(2)特点:匀强磁场中的磁感线是直线.4.磁通量(1)概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S与B的乘积.(2)公式:Φ=(3)单位:1 Wb=1_T·m2.二、几种常见的磁感线分布(1)磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的方向跟这点的磁感应强度方向一致.Array(2)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布2.几种电流的磁场分布三.安培力1.安培力的大小F=(1)磁场和电流垂直时:F=(2)磁场和电流平行时:F=.2.安培力的方向(1)用左手定则判定: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.让磁感线从掌心进入,并使四指指向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受.(2)安培力的方向特点:F ⊥B ,F ⊥I ,即F 垂直于 决定的平面. 四.洛伦兹力:磁场对 的作用力叫洛伦兹力. 1. 洛伦兹力的大小:(1)v ∥B 时,洛伦兹力F = .(θ=0°或180°) (2)v ⊥B 时,洛伦兹力F = .(θ=90°)(3)v =0时,洛伦兹力F = . 2.洛伦兹力的方向 (1)判定方法左手定则:掌心——磁感线垂直穿入掌心;四指——指向 运动的方向或负电荷运动的 ; 拇指——指向 的方向.(2)方向特点:F ⊥B ,F ⊥v ,即F 垂直于B 和v 决定的 (注意:洛伦兹力不做功). 3.带电粒子在磁场中的运动1.若v ∥B ,带电粒子不受洛伦兹力,在匀强磁场中做 运动. 2.若v ⊥B ,带电粒子仅受洛伦兹力作用,以入射速度v 垂直于磁感线进入做 运动. 推导: ,半径R= ,周期T= ,求时间t= 1.质谱仪(1)构造:如图甲所示,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,根据动能定理可得关系式 . 粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得关系式 .由两式可得出需要研究的物理量,如粒子轨道半径、粒子质量、比荷. r =1B 2mU q ,m =qr 2B 22U ,q m =2U B 2r 2. 1.质谱仪(1)构造:如图甲所示,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,根据动能定理可得关系式qU =12m v 2.粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得关系式q v B =m v 2r 由两式可得出需要研究的物理量,如粒子轨道半径、粒子质量、比荷.r =1B 2mU q ,m =qr 2B 22U ,q m =2U B 2r 2.2.回旋加速器(1)构造:如图乙所示,D 1、D 2是半圆金属盒,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 ,粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D 形盒缝隙,两盒间的电势差一次一次地反向,粒子就会被一次一次地加速.由q v B =m v 2R ,得E km =q 2B 2R 22m,可见粒子获得的最大动能由磁感应强度和D 形盒半径决定,与加速电压无关.图甲 图乙例1. 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向例2.如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T 的匀强磁场中,在以导线截面的中心为圆心,r 为半径的圆周上有a 、b 、c 、d 四个点.已知a 点的实际磁感应强度为0,则下列叙述正确的是( )A .直导线中的电流方向垂直纸面向里B .b 点的实际磁感应强度为 2 T ,方向斜向上,与B 的夹角为45°C .c 点的实际磁感应强度也为0D .d 点的实际磁感应强度与b 点相同例3.如图所示,矩形线圈有N匝,面积大小为S,放在水平面内,加一个竖直向下的范围较大的匀强磁场,磁感应强度为B,则穿过平面的磁通量是多少?若使线圈绕ab边转过60°,则穿过线圈平面的磁通量是多少?若线圈绕ab边转过180°,则穿过线圈的磁通量改变了多少?BCADE 第1题F GH例4. 如图,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,磁针的S 极向纸内偏转,这一束带电粒子可能是 ( )A . 向右飞行的正离子B . 向左飞行的正离子C . 向右飞行的负离子 D. 向左飞行的负离子例5、初速度为V 0的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则( ) A.电子将向右偏转,速率不变 B.电子将向左偏转,速率改变 C.电子将向左偏转,速率不变 D.电子将向右偏转,速率改变例5.(2011·课标全国卷,18)电磁轨道炮工作原理如图所示.待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触.电流I 从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I 成正比.通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的办法是( ). A .只将轨道长度L 变为原来的2倍 B .只将电流I 增加至原来的2倍 C .只将弹体质量减至原来的一半D .将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L 变为原来的2倍,其他量不变例6.条形磁铁放在水平面上,在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线,如图所示,当直导线中通以图示方向的电流时,磁铁仍保持静止.下列结论正确的是 ( )A .通电后磁铁对水平面的压力比通电前相同 B.磁铁对水平面的压力增大C.磁铁对水平面施加向左的静摩擦力D.磁铁所受的合外力增加第4题第8题左 右 V 0第6 练习1.(单选)(2010·上海单科,13)如图,长为2l 的直导线折成边长相等,夹角为60°的V 形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B .当在该导线中通以电流强度为I 的电流时,该V 形通电导线受到的安培力大小为( ). A .0 B .0.5BIl C .BIl D .2BIl2.(2011·大纲全国·15)如图3所示,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I 1和I 2,且I 1>I 2;a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c与两导线共面;b点在两导线之间,b、d的连线与导线所在平面垂直.磁感应强度可能为零的点是( )A.a点 B.b点 C.c点 D.d点3.如图所示,水平放置的两根平行金属导轨相距O.2m ,上面有一质量为O.04kg 的均匀金属棒ab ,电源电动势为6V 、内阻为0.5Ω,滑动变阻器调到2.5Ω时,要在金属棒所在位置施加一个磁感应强度大小为________T ,方向________的匀强磁场,才能使金属棒ab 对轨道的压力恰好为零.(g=1Om /s 2)4.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,垂直纸面水平放置一根长为L ,质量为m 的通电直导线,电流方向垂直纸面向里,欲使导线静止于斜面上,则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是 ( ) A.B=mgtanθ/IL ,方向垂直斜面向下 B.B=mgtanθ/IL ,方向竖直向下 C.B=mg /IL ,方向水平向左 D .B=mgcosθ/IL ,方向水平向右5、带电粒子进入云室会使云室中的气体电离,从而显示其运动轨迹.图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹,a 和b 是轨迹上的两点,匀强磁场B 垂直纸面向里.该粒子在运动时,其质量和电量不变,而动能逐渐减少,下列说法正确的是 ( )A .粒子先经过a 点,再经过b 点B .粒子先经过b 点,再经过a 点C .粒子带负电D .粒子带正电6.(2011·浙江卷,20)利用如图8-2-15所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子.图中板MN 上方是磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场,板上有两条宽度分别为2d 和d 的缝,两缝近端相距为L .一群质量为m 、电荷量为q ,具有不同速度的粒子从宽度为2d 的缝垂直于板MN 进入磁场,对于能够从宽度为d 的缝射出的粒子,下列说法正确的是( ).第16题A .粒子带正电B .射出粒子的最大速度为qB (3d +L )2mC .保持d 和L 不变,增大B ,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D .保持d 和B 不变,增大L ,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大7.如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。
高中物理--磁场专题
磁场一.知识点梳理考试要点基本概念一、磁场和磁感线(三合一)1、磁场的来源:磁铁和电流、变化的电场2、磁场的基本性质:对放入其中的磁铁和电流有力的作用3、磁场的方向(矢量)方向的规定:磁针北极的受力方向,磁针静止时N极指向。
4、磁感线:切线~~磁针北极~~磁场方向5、典型磁场——磁铁磁场和电流磁场(安培定则(右手螺旋定则))6、磁感线特点: ① 客观不存在、② 外部N 极出发到S ,内部S 极到N 极③ 闭合、不相交、④ 描述磁场的方向和强弱 二.磁通量(Φ 韦伯 Wb 标量)通过磁场中某一面积的磁感线的条数,称为磁通量,或磁通 二.磁通密度(磁感应强度B 特斯拉T 矢量)大小:通过垂直于磁感线方向的单位面积的磁感线的条数叫磁通密度。
SB Φ=1 T = 1 Wb / m2 方向:B 的方向即为磁感线的切线方向 意义:1、描述磁场的方向和强弱 2、由场的本身性质决定 三.匀强磁场1、定义:B 的大小和方向处处相同,磁感线平行、等距、同向2、来源:①距离很近的异名磁极之间 ②通电螺线管或条形磁铁的内部,边缘除外 四.了解一些磁场的强弱永磁铁―10 -3 T ,电机和变压器的铁芯中―0.8~1.4 T超导材料的电流产生的磁场―1000T ,地球表面附近―3×10-5~7×10-5 T 比较两个面的磁通的大小关系。
如果将底面绕轴L 旋转,则磁通量如何变化?地球磁场 通电直导线周围磁场 通电环行导线周围磁场NSLⅡ 磁场对电流的作用——安培力一.安培力的方向 ——(左手定则)伸开左手,使大拇指与四指在同一个平面内,并跟四指垂直,让磁感线穿入手心,使四指指向电流的流向,这时大拇指的方向就是导线所受安培力的方向。
(向里和向外的表示方法(类比射箭))规律:(1)左手定则(2)F ⊥B ,F ⊥I ,F 垂直于B 和I 所决定的平面。
但B 、I 不一定垂直安培力的大小与磁场的方向和电流的方向有关,两者夹角为900时,力最大,夹角为00时,力=0。
第八章 磁场8-专题(新课标复习资料)
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②动态圆法找磁场区域 例6 如图所示,ABCD是边长为a 的正方形.质量为m、电荷量为e的电子 以大小为v0的初速度沿纸面垂直于BC边 射入正方形区域.在正方形内适当区域 中有匀强磁场.电子从BC边上的任意点入射,都只能从 A点射出磁场.不计重力,求: (1)此匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小. (2)此匀强磁场区域的最小面积.
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第八章 磁场
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为了决定该磁场区域的另一 边界,我们来考察射中A点的电子 的速度方向与BA的延长线交角为 π θ(不妨设0≤θ≤ )的情形.该电子 2 的运动轨迹qpA如图所示.
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︵ 图中, 圆AP的圆心为 O, 垂直于 BC 边, pq 由③式知, ︵ 圆弧AP的半径仍为 a,在 D 为原点、DC 为 x 轴,AD 为 y 轴的坐标系中,P 点的坐标(x,y)为 x=asinθ y=-acosθ ④ ⑤
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[解析]
(1)由圆周运动的特点可知, C 点入射的电 从
子,只有立即进入磁场,才能由 A 点离开磁场. ︵ 设匀强磁场的磁感应强度的大小为 B.令圆弧AEC是自 C 点垂直于 BC 入射的电子在磁场中的运行轨道.电子所 受到的磁场的作用力 F 洛=ev0B ① 应指向圆弧的圆心, 因而磁场的方向应垂直于纸面向 ︵ 外.圆弧AEC的圆心在 CB 边或其延长线上.依题意,圆 心在 A、C 连线的中垂线上,故 B 点即为圆心,圆半径为 v2 0 a 按照牛顿定律有 F 洛=F 向=m a
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r+rsin30° =a
磁场专题复习
第九章 磁场专题复习(二)典例精析:例题1、如图所示,在y<0区域内存在匀强磁场,方向垂直于XY 平面并指向纸外,磁感应强度为B ,一带正电的粒子从Y 轴上的A 点,以速度V 0与Y 轴负半轴成夹角θ射出,进入磁场后,经磁场的偏转最终又恰能通过A 点,A 点的坐标为(0,a ).试问该粒子的比荷为多少?从A 点射出到再次经过A 点共要多少时间解析: R mv Bqv 200= ①几何关系 θθtan cos aR =②. . . . . . . . . . .在磁场中偏转时间qBm T t )2(221θππθπ+=+=③ 匀速运动的时间θθcos 2cos 2002v a v at ==④ 联立①② 及③④分别可得粒子的比荷 θθθθsin cos tan cos 200Ba v Ba v m q ==总时间 qBm v a t )2(cos 20θπθ++= 例题2、如图所示,匀强电场的场强E=4V/m ,方向水平向左,匀强磁场的磁感应强度B=2T ,方向垂直纸面向里。
一个质量为m=1g 、带正电的小物块A ,从M 点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速度下滑,当它滑行0.8m 到N 点时就离开壁做曲线运动。
当A 运动到P 点时,恰好处于平衡状态,此时速度方向与水平成45°角,设P 与M 的高度差H 为1.6m 。
求:(1)A 沿壁下滑时摩擦力做的功。
(2)P 与M 的水平距离s 是多少?解析:(1)在N 点:qV 1B-Eq=0 得V 1=E/B=2m/s 从M 到N :mgh+W f =2121mV -0 得:W f =-6×10-3J (2)在P 点:qV 2Bcos450-Eq=0 得V 2=22m/s 并有 Eq=mg 从M 到P :mgH+W f -Eqs=2221mv -0 得s=0.6m 例题3、如图所示,两个几何形状完全相同的平行板电容器PQ 和MN ,竖直置于区域足够大的水平方向匀强磁场中,两电容器极板上端和下端分别在同一水平线上。
磁场知识点复习
磁场知识点复习在物理学中,磁场是一个十分重要的概念。
它看不见、摸不着,却在许多方面发挥着关键作用。
接下来,让我们一起对磁场的相关知识点进行一次全面的复习。
一、磁场的基本概念磁场是一种存在于磁体周围的特殊物质。
磁体间的相互作用就是通过磁场来实现的。
磁场具有方向和强弱。
我们通常用磁感线来形象地描述磁场,磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线的切线方向表示磁场的方向。
二、磁场的产生1、永磁体:天然的磁体,如磁铁,能够产生磁场。
2、电流:通电导线周围会产生磁场,这是奥斯特实验所证明的。
而且,电流越大,产生的磁场越强。
3、变化的电场:根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场也能产生磁场。
三、磁场的基本性质磁场对放入其中的磁体、通电导体和运动电荷有力的作用。
这种力称为磁力。
例如,将小磁针放入磁场中,小磁针会发生偏转,这就是磁场对磁体作用的表现。
四、磁感应强度磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,用字母 B 表示。
其定义为:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值,即 B = F /(IL)。
磁感应强度是矢量,其方向就是磁场的方向。
在磁场中某点,小磁针静止时 N 极所指的方向就是该点的磁感应强度方向。
五、安培定则1、安培定则(也叫右手螺旋定则)用于判断直线电流产生的磁场方向:用右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
2、对于环形电流和通电螺线管产生的磁场方向,同样可以用安培定则来判断:让右手弯曲的四指与环形电流或通电螺线管的电流方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向或通电螺线管内部磁感线的方向。
六、磁通量磁通量是表示穿过某一面积的磁感线条数的物理量,用字母Φ 表示。
其计算公式为Φ = B·S,其中 B 是磁感应强度,S 是垂直于磁场方向的有效面积。
磁通量是标量,但有正负之分。
磁场复习总结有知识点(定稿)
姓名:磁场复习磁场基本性质一、磁场的描述1、磁场的物质性:与电场一样,也是一种物质,是一种看不见而又客观存在的特殊物质。
存在于(磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球)周围。
2、基本特性:对放入磁场中的(磁极、电流、运动的电荷)有力的作用,它们的相互作用通过磁场发生。
3、方向规定:①磁感线在该点的切线方向;②磁场中任一点小磁针北极(N极)的受力方向(小磁针静止时N的指向)为该处的磁场方向。
③对磁体:外部(N→S),内部(S→N)组成闭合曲线;这点与静电场电场线(不成闭合曲线)不同。
④用安培左手定则判断4、磁感线:磁场中人为地画出一系列曲线,曲线的切线方向表示该位置的磁场方向,曲线的疏密能定性地表示磁场的强弱,这一系列曲线称为磁感线。
电场中引入电场线描述电场,磁场中引入磁感线描述磁场。
定义:磁场中人为引入的一系列曲线来描述磁场,曲线的切线表示该位置的磁场方向,其蔬密表示磁场强弱。
物理意义:描述磁场大小和方向的工具(物理摸型),磁场是客观存在的,磁感线是一种工具.不能认为有(无)磁感线的地方有(无)磁场。
人为想象在磁场中画出的一组有方向的曲线.1.疏密表示磁场的强弱.2.每一点切线方向表示该点磁场的方向,也就是磁感应强度的方向.3.是闭合的曲线,在磁体外部由N极至S极,在磁体的内部由S极至N极.磁线不相切不相交。
4.匀强磁场的磁感线平行且距离相等.没有画出磁感线的地方不一定没有磁场.5.安培定则:姆指指向电流方向,四指指向磁场的方向.注意这里的磁感线是一个个同心圆,每点磁场方向是在该点切线方向·*熟记常用的几种磁场的磁感线:5、磁场的来源:(1)永磁体(条形、蹄形)(2)通电导线(有各种形状:直、曲、环形电流、通电螺线管)(3)地球磁场(和条形磁铁相似)有三个特征:(磁极位置? 赤道处磁场特点?南北半球磁场方向?)①地磁的N极的地理位置的南极,②地磁B(水平分量:(南→北)坚直分量:南半球:垂直地面而上向;北半球:垂直地面而向下。
(word完整版)高三磁场复习(经典).doc
突破点 (一 ) 对磁感应强度的理解1.理解磁感应强度的三点注意事项(1)磁感应强度由磁场本身决定,因此不能根据定义式F认为 B 与 F 成正比,与 IL B=IL成反比。
(2)测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入,如果平行磁场放入,则所受安培力为零,但不能说该点的磁感应强度为零。
(3)磁感应强度是矢量,其方向为放入其中的小磁针N 极的受力方向,也是自由转动的小磁针静止时 N 极的指向。
2.磁感应强度 B 与电场强度 E 的比较磁感应强度 B 电场强度 E物理意描述磁场强弱的物理量描述电场强弱的物理量义定义式B=FF IL (L 与 B 垂直 ) E=q方向磁感线切线方向,小磁针 N 极受力方向电场线切线方向,正电荷受力方向(静止时 N 极所指方向 )大小决定因素由磁场决定,与电流元无关由电场决定,与检验电荷无关场的合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度合电场强度等于各电场的电场强度的矢叠加的矢量和量和3地磁场的特点(1)在地理两极附近磁场最强,赤道处磁场最弱。
(2)地磁场的N 极在地理南极附近,地磁场的S 极在地理北极附近。
(3)在赤道平面 (地磁场的中性面)附近,距离地球表面相等的各点,地磁场的强弱程度相同,且方向水平。
突破点 (二 )安培定则的应用与磁场的叠加1.常见磁体的磁感线2.电流的磁场及安培定则直线电流的磁场通电螺线管的磁场安培定则立体图横截面图两侧是 N 极和 S 极,与条形磁体无磁极,非匀强,距导特点的磁场类似,管内可看作匀强磁线越远处磁场越弱场,管外是非匀强磁场3.安培定则的应用环形电流的磁场两侧是 N 极和 S 极,圆环内侧,离导线越近,磁场越强;圆环外侧离圆环越远,磁场越弱在运用安培定则时应分清“因”和“果”,电流是“因”,磁场是“果”,既可以由“因”判断“果”,也可以由“果”追溯“因”。
原因 (电流方向 )结果(磁场方向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指4.磁场的叠加磁感应强度为矢量,合成与分解遵循平行四边形定则。
磁场复习资料
磁场复习资料磁场复习资料磁场是物理学中一个重要的概念,它是指由电流产生的力场。
在我们的日常生活中,磁场无处不在。
从电磁铁吸附物体到电动机的运转,磁场都扮演着重要的角色。
为了更好地理解和应用磁场的知识,下面将为大家提供一些磁场的复习资料。
1. 磁场的基本概念磁场是由电流产生的力场,它可以通过磁感线来描述。
磁感线是用来表示磁场的方向和强度的线条。
在磁场中,磁感线总是从北极指向南极,形成一个闭合的回路。
磁场的强度可以通过磁感线的密度来表示,密度越大,磁场越强。
2. 磁场的特性磁场有许多特性,其中最重要的是磁力线与磁场的关系。
磁力线是指在磁场中物体所受到的力的方向和大小。
根据安培定律,磁力的大小与电流的大小成正比,与距离的平方成反比。
另外,磁场还具有磁场线的环路定理,即在闭合的回路中,磁场线的磁通量等于零。
3. 磁场的应用磁场在工业和科学研究中有着广泛的应用。
其中最常见的应用是电动机和发电机。
电动机是将电能转化为机械能的装置,而发电机则是将机械能转化为电能的装置。
这些装置利用磁场的作用力使得转子转动,从而实现能量的转换。
此外,磁场还用于磁共振成像(MRI)和磁性材料的制备等领域。
4. 磁场的数学描述磁场可以通过数学公式进行描述。
根据安培定律,磁场的强度可以通过电流和距离的关系来计算。
另外,根据比奥-萨伐尔定律,磁场的强度与电流的方向和距离的关系有关。
这些数学公式可以帮助我们更好地理解和计算磁场的特性。
5. 磁场的实验为了更好地理解磁场的特性,我们可以进行一些简单的实验。
例如,我们可以使用磁铁和铁屑来观察磁场的作用力。
将磁铁放在一张纸上,然后将铁屑撒在磁铁周围,我们可以看到铁屑会排列成一条条磁感线。
此外,我们还可以使用磁力计来测量磁场的强度。
通过这些实验,我们可以更加直观地了解磁场的特性。
综上所述,磁场是物理学中一个重要的概念,它在我们的日常生活中起着重要的作用。
通过对磁场的复习资料的学习,我们可以更好地理解和应用磁场的知识。
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• 24、如图所示,在x<0且y<0的区域内存在匀强磁 场,磁场方向垂直于xy平面向里.磁感应强度大小 为B,在x>0且y<0的区域内存在沿y轴正方向的匀 强电场. 一质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴 上的M点沿y轴负方向垂直射入磁场,结果带电粒 子从y轴的N点射出磁场而进入匀强电场,经电场 偏转后打到x轴上的P点,已知OM=ON=OP=L。 不计带电粒子所受重力,求: • 1)带电粒子进入匀强磁场时速度的大小; • 2)带电粒子从射入匀强磁场到射出匀强电场所用 的时间; • 3)匀强电场的场强大小.
•14、把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近, 磁铁的轴线穿过线圈中心,且在线圈平面内。 当线圈通以图示方向的电流时线圈将 A ( )A.发生转动,同时靠近磁铁 B.发生转动,同时远离磁铁 C.不发生转动,只靠近磁铁 D.不发生转动,只远离磁铁
S
N
14、如右图所示,把一重力不计可自由运动 的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的 正上方,当通以图示方向的电流时,导线 的运动情况是(从上往下看) (C ) A. 顺时针方向转动,同时下降 B. 顺时针方向转动,同时上升 C. 逆时针方向转动,同时下降 D. 逆时针方向转动,同时上升
高二第一学期期末复习 资料3评讲
• 隆昌一中高2016届物理备课组
基础知识
• 一、磁场 • 1、磁场:磁场是存在于磁体、运 动电荷周围的一种物质.它的基本 特性是:对处于其中的磁体、电流、 运动电荷有力的作用. • 2、磁现象的电本质:所有的磁现 象都可归结为运动电荷之间通过磁 场而发生的相互作用.
va · · ·l来自 vxE vy vt
R
1.定圆心.(两种方法) 2.求半径和速度的偏转角. 3.R=mv/qB;T=2m/qB;t=T/2 4.几何关系,对称性.
· · · b v
y
v
· · · · · · · · · · · · v O1 R
· · ·
v
20、如图,在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场, 磁感应强度的方向垂直于oxy平面向里,大小为B。 现有一质量为m电量为q的带电粒子,在x轴上到原 点的距离为x0的P点,以平行于y轴的初速度射入此 磁场, 在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁 场。不计重力的影响。由这些条件可知 ( ) ABC A.能确定粒子通过y轴时的位置 B.能确定粒子速度的大小 C.能确定粒子在磁场中运动所经历的时间 D.以上三个判断都不对
• 二、磁感线 • 为了描述磁场的强弱与方向,人们想象在磁场中 画出的一组有方向的曲线. • 1.疏密表示磁场的强弱. • 2.每一点切线方向表示该点磁场的方向,也就是 磁感应强度的方向. • 3.是闭合的曲线,在磁体外部由N极至S极,在磁 体的内部由S极至N极.磁线不相切不相交。 • 4.匀强磁场的磁感线平行且距离相等.没有画出 磁感线的地方不一定没有磁场. • 5.安培定则:姆指指向电流方向,四指指向磁场 的方向.注意这里的磁感线是一个个同心圆,每 点磁场方向是在该点切线方向·
• 11、 始终静止在斜面上的条形磁铁,当其上 方水平导线L中通以如图所示的电流流向时, 斜面对磁铁的弹力N和摩擦力f将 ( C ) • A.N增大,f减小 B.N减小,f增大 C.N、f均增大 D.N、f均减小
磁场对电流的作用力—安培力
1.安培力的大小:F=B⊥IL=BILsin L⊥B→F=BIL L∥B→F=0 2.左手定则 F⊥L ,F⊥B (F垂直于B、I所决定的平面)
• 26、如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、 电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V 的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场 中,微粒射出电场时的偏转角θ=30º,并接着进入一 个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区 域。已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距 d=17.3cm,重力忽略不计。计算中取 3 1.73 ,求: • ⑴带电微粒进入偏转电场时的速率v1; • ⑵偏转电场中两金属板间的电压U2; • ⑶为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的 磁感应强度B至少多大?
• 6、如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、 N两点,且与直面垂直,导线中通有大小相等、方 向相反的电流。a、o、b在M、N的连线上,o为MN 的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d 到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下 列说法正确的是 C • A.o点处的磁感应强度为零 • B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反 • C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同 • D.a、c两点处磁感应强度的方向不同
• 25、质量为0.1g的小环带5×10-4C电荷量 的负电荷,套在一根足够长的绝缘杆上, 置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直 于纸面向里与绝缘杆垂直如图所示,杆与 水平方向成370角,环与杆间的动摩擦因素 为μ=0.40,求小环由静止开始下滑的最大 加速度和最大速度。(磁场范围足够大, g=10m/s2)
磁场对运动电荷的作用力
已知导线L⊥B,单位体积内自由电子数n,电子 的电荷量为q,定向运动速率为v,磁感强度为B. 试证明磁场对运动电荷的作用力为: F =qvB
洛仑兹力的大小和方向
B L
-
v
-
B
-
v
B
I
v
F=0
F=qvB
F=qvBsin
1.洛仑兹力的大小:F=qvB⊥= qvB sin v⊥B→ F=qvB v∥B→F=0 2.洛仑兹力的方向:左手定则 F⊥v ,F⊥B(F垂直于B、v所决定的平面)
17、如图所示,长为L的导线AB放在相互平行 的金属导轨上,导轨宽度为d,通过的电流为 I,垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B, 则AB所受的磁场力的大小为【 C 】 A.BIL B.BIdcosθ C.BId/sinθ D.BIdsinθ
10、在倾角为α的光滑斜面上置一通有电流I, 长为L、质量为m的导体棒,如图所示。 (1)欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的 磁感应强度B的最小值和方向; (2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力, 外加匀强磁场的磁感应强度的大小和方向; (3)若使棒静止在斜面上且要求B垂直于L, 可加外磁场的方向范围。
• 1、如图所示,直导线、螺旋管、电磁铁三 者相距较远,它们的磁场互不影响,当电 键S闭合后,小磁针的北极N(黑色),指 示出磁场方向正确的 ( ) AC • A .a B .b C .c D .d
• 5、如图所示,电流从A点分两路通过环形 支路再汇合于B点,已知两个支路的金属材 料相同,但截面积不相同,上面部分的截 面积较大,则环形中心O处的磁感应强度方 向是 ( A ) • A.垂直于环面指向纸内 • B.垂直于环面指向纸外 • C.磁感应强度为零 • D.斜向纸内
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B
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2mEk mv P R qB qB qB 2R 2m T v qB
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F
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v
F
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v
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磁偏转的两个基本模型
• 23、在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域 内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向 里的匀强磁场,如图所示.一个不计重力的带电粒 子从磁场边界与x轴的交点A处以速率v沿-x方向射 入磁场,它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y 方向飞出. • (1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷; • (2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应 强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度 射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射 方向改变了60°角,求磁感应强度B′多大?此次 粒子在磁场中运动所用时间t是多少?
解:由几何关系有: (r x) 2 L2 r 2 , m v2 mv 其中,由qvB 得, r , r qB mv mv 2 联立有:x ( ) L2 qB qB L qBL 由向何关系有: sin , r mv qBL 故, arcsin( ) mv 2r 2m 又因为:T v qB qBL m arcsin( ) mv 所以,运动时间为: t T 2 qB
带电粒子在磁场的运动
空间有+x方向的匀强磁场,磁感强度为B,不计 粒子重力.质量为m,电荷量为+q的带正电的粒 子,以v进入该磁场, 分别做什么运动? y (1) v沿+x方向. (2) v沿 -z方向. (3) v与+x成角方向. o z x
(4)如果带电粒子以垂直磁场方向的速度v进入 磁场,求粒子做圆周运动的半径R和周期T. F⊥v,洛仑兹力一定不做功. WF=0
I 600 B1
• 四、磁通量与磁通密度 • 1.磁通量Φ:穿过某一面积磁力线条数, 是标量. • 2.磁通密度B:垂直磁场方向穿过单位面 积磁力线条数,即磁感应强度,是矢量. • 3.二者关系:B=Φ/S(当B与面垂直时), Φ=BScosθ,Scosθ为面积垂直于B方向 上的投影,θ是B与S法线的夹角.
• 如图所示边长为100cm的正方形闭合线圈置 于磁场中,线圈AB、CD两边中点连线OO/的 左右两侧分别存在方向相同、磁感强度大 小各为B1=0.6T,B2=0.4T的匀强磁场。 若从上往下看,线圈逆时针转过370时,穿 过线圈的磁通量改变了多少?
0.1Wb
• 10、弹簧秤下挂一条形磁棒,其中条形磁棒N极的一 部分位于未通电的螺丝管内,如图, • 下列说法正确的是 (AC ) • A.将a接电源正极,b接负极,弹簧秤示数将减小 • B.若将a接电源正极,b接负极,弹簧秤示数将增大 • C.若将b接电源正极,a接负极,弹簧秤示数将增大 • D.若将b接电源正极,a接负极,弹簧秤示数将减小