高中物理一轮复习教案:-磁场-磁场力
高考一轮复习-磁场对运动电荷的作用
第2讲磁场对运动电荷的作用
知识点一洛伦兹力的大小和方向
1.洛伦兹力:磁场对________的作用力叫洛伦兹力.
2.洛伦兹力的方向
(1)判定方法:左手定则:
掌心——磁感线________穿入掌心;
四指——指向正电荷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________.
3.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=________.
4.洛伦兹力的特点
(1)洛伦兹力始终与速度方向________.
(2)洛伦兹力不做功,只改变速度________.
知识点二带电粒子在匀强磁场中的运动
1.若v∥B,带电粒子以入射速度v做________运动.
2.若v⊥B时,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速度v做________运动.3.基本公式
(1)向心力公式:qvB=________;
(2)轨道半径公式:r=________.
(3)周期公式:T=________
思考辨析
(1)运动的电荷在磁场中一定会受到磁场力的作用.( )
(2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直.( )
(3)公式T=说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比.( )
(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,其运动半径与带电粒子的比荷有关.( )
(5)洛伦兹力同电场力一样,可对运动电荷做正功或负功.( )
高中物理高考 高考物理一轮复习专题课件 专题9+磁场(全国通用)
A.z 正向,mILgtan θ C.z 负向,mILgtan θ
B.y 正向,mILg
D.沿悬线向上,mILgsin θ
【解题探究】 试画出四个选项中四种情形的直导线的受力分 析图. 提示
解析 磁感应强度方向为 z 正方向,根据左手定则,直导线所受 安培力方向 沿 y 负方向,导线不能平衡,故 A 错误;当磁场沿 y 正方向时,由左手定则可知,导线受到的安培力竖直向上,当 BIL
8.对磁通量的理解 (1)Φ=B·S只适用于B与面垂直的情况,可理解为Φ=B·S⊥= BScos θ,如图甲所示. (2)S不一定是某个线圈的真正面积,而是线圈在磁场范围内的有效 面积,如图乙所示.
(3)磁通量与线圈的匝数无关. (4)当计算某个面内的磁通量时,先规定某个方向的磁通量为正,相 反方向的磁通量为负,平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个 平面内的磁通量,磁通量的正、负并不表示磁通量的方向,仅表示 磁感线的贯穿方向.
物理意义
描述磁场的性 质
描述电场的性质
定
义 共同点 都是用比值的形式定义
式
不同点
B=IFL,通电导 线与 B 垂直,B 与 F、I、L 无关
E=Fq ,E 无关
与
F、q
方 向
共同点
矢量
不同点
小磁针 N 极受力 放入该点的正电
方向
荷受力方向
高中物理一轮复习 专题:磁场 第1讲 动量 冲量 动量定理 讲义
第1讲动量冲量动量定理
[学生用书P108]
【基础梳理】
一、动量冲量
1.动量
(1)定义:物体的质量与速度的乘积.
(2)公式:p=m v.
(3)单位:千克·米/秒,符号:kg·m/s.
(4)意义:动量是描述物体运动状态的物理量,是矢量,其方向与速度的方向相同.2.冲量
(1)定义:力和力的作用时间的乘积.
(2)公式:I=Ft,适用于求恒力的冲量.
(3)方向:与力F的方向相同.
二、动量定理
1.动量定理
(1)内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化量.
(2)表达式:F·Δt=Δp=p′-p.
(3)矢量性:动量变化量的方向与合力的方向相同,可以在某一方向上应用动量定理.2.动量、动能、动量的变化量的比较
(1)动量越大的物体,其速度越大.()
(2)物体的动量越大,其惯性也越大.()
(3)物体所受合力不变,则动量也不变.()
(4)物体沿水平面运动时,重力不做功,其冲量为零.()
(5)物体所受合外力的冲量方向与物体末动量的方向相同.()
(6)物体所受合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同.()
提示:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√
篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球.接球时,两手随球迅速收缩至胸前,这样做可以() A.减小球对手的冲量B.减小球对手的冲击力
C.减小球的动量变化量D.减小球的动能变化量
提示:B
(多选)一个质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动,经过时间t下降的高度为h,速度变为v,则在这段时间内物体的动量变化大小为()
A.m(v-v0) B.mgt
C.m v2-v20D.m2gh
高三物理第一轮总复习:磁场-2022年学习资料
三、磁感应强度、-磁通量-1、磁感应强度-1物理意义:磁感应强度B是描述磁场强弱和方向的物-理量-2定义: 磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受-的力F跟电流和导线长度的乘积的比值叫做磁感应-定义式:B=-磁感应强 B是矢量-说明:①磁感应强度是用比值法定义的,其大小由磁-场本身的性质决定,与放入的直导线的电流的大小、线的长短的大小无关-②垂直穿过单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应-强度.磁感应强度大的地方,磁感线密,磁 应强度-小的地方,磁感线疏.(磁通密度
【例与练】如图所示,带负电的金属环绕轴00以角-速度0匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡-的位置是-A.N极竖直向上-B.N极竖直向下-C.N极沿轴线向左-D.N极沿轴线向右-【例与练】如图所示,a、b、 三枚小磁针分别放在-通电螺线管的正上方、管内和右侧.当这些小磁针静-止时,小磁针N极的指向是(C-A.a、 、c均向左-B.a、b、c均向右-吨11中6-C.a向左,b向右,c向右-D.a向右,b向左,c向右
太阳的磁场-太阳耀斑-太阳磁暴-太阳黑子-预言:2019年太阳黑子活动-最强-太阳风
二、磁感线-1磁感线:在磁场中画出的一些有方向的假想曲线,使-曲线上的任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向 同-都代表磁场中该点小磁针北极受力的方向-2.磁感线的特点-1磁感线是闭合曲线,磁体的外部是从N极到S极, 部-是从S极到N极;-2磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线上某点的切线-方向表示该点的磁场方向;-3磁感线 人们为了形象描述磁场而假想的.-3.常见磁场的磁感线分布-1条形磁铁和蹄形磁铁的磁场:在磁体的外部,磁感从N极射出进入S极,在内部也有相同条数的磁感线-图中未画出与外部磁感线衔接并组成闭合曲线
2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版):磁场及其对电流的作用
考情分析
磁场的叠加
2021·全国甲卷·T162021·福建卷·T62020·浙江7月选考·T9
2018·全国卷Ⅱ·T20
安培力
2022·全国甲卷·T252022·湖南卷·T32022·湖北卷·T11
2022·浙江1月选考·T32022·江苏卷·T32021·广东卷·T5
2021·浙江6月选考·T15
带电粒子在磁
场中运动
2022·浙江6月选考·T222022·广东卷·T72022·辽宁卷·T8
2021·全国乙卷·T162021·北京卷·T122021·湖北卷·T9
2020·全国卷Ⅱ·T242020·天津卷·T72019·全国卷Ⅲ·T18
带电粒子在组
合场中运动
2022·山东卷·T172022·湖北卷·T82021·全国甲卷·T25
2021·山东卷·T172021·河北卷·T52021·河北卷·T14
2021·江苏卷·T152021·湖南卷·T132021·辽宁卷·T15
2021·北京卷·T182021·浙江6月选考·T222021·广东卷·T14
2020·全国卷Ⅱ·T172020·江苏卷·T162020·山东卷·T17
带电粒子在叠
加场中运动
2022·全国甲卷·T182022·广东卷·T82022·浙江1月选考·T22
2022·重庆卷·T5
试题情境生活实践类
生活和科技、地磁场、电磁炮、回旋加速器、质谱仪、速度选
择器、磁流体发电机、霍尔元件等
学习探究类
通电导线在安培力作用下的平衡与加速问题,带电粒子在磁场、
组合场、叠加场及立体空间中的运动
第1讲磁场及其对电流的作用
目标要求 1.了解磁场,掌握磁感应强度的概念,会用磁感线描述磁场.2.会判断通电直导线和通电线圈周围的磁场方向.3.会判断安培力的方向,会计算安培力的大小,了解安培力在生产、生活中的应用.
高中物理一轮复习教案:2.3 受力分析 共点力的平衡
考点三 受力分析 共点力的平衡
基础点
知识点1 受力分析
1.定义:把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出外力受力示意图的过程。
2.受力分析的一般顺序
(1)首先分析场力(重力、电场力、磁场力)。
(2)其次分析接触力(弹力、摩擦力)。
(3)最后分析其他力。
可概括为“一重,二弹,三摩擦,四其他”。
知识点2 共点力的平衡
1.平衡状态:物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
2.共点力的平衡条件
F 合=0或者⎩⎪⎨⎪⎧ F x =0F y =0
3.平衡条件的推论
(1)二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反。
(2)三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向相反,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。
(3)多力平衡:如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等,方向相反。
重难点一、受力分析
1.受力分析的角度和依据
从力的概念判断
寻找对应的施力物体 从力的性质判断
寻找产生的原因 从力的效果判断
寻找是否发生形变或改变物体的运动状态(即是否产生了加速度) 从力的相互性判断
从力的反作用角度去寻找
(1)假设法:在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在的假设,然后根据分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在。
(2)整体法:将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法。
(3)隔离法:将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析的方法。
2022版高考物理一轮复习第9章磁场第3节带电粒子在复合场中的运动教案
第3节带电粒子在复合场中的运动
一、带电粒子在复合场中的运动
1.复合场与组合场
(1)
复合场:电场、磁场、重力场共存,或其中某两场共存,如图甲。
甲乙
(2)组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠,或在同一区域,电场、磁场分时间段或分区域交替出现。如图乙。
2.带电粒子在复合场中的常见运动
(1)静止或匀速直线运动:当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,将处于静止状态或做匀速直线运动。
(2)匀速圆周运动:当带电粒子所受的重力与电场力大小相等、方向相反时,带电粒子在洛伦兹力的作用下,在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动。
二、质谱仪和回旋加速器
装置原理图规律
质谱仪
带电粒子由静止被加速电场加速qU
=
1
2
mv2,在磁场中做匀速圆周运动qvB
=m
v2
r
,则比荷
q
m
=
2U
B2r2
回旋加速器
交变电流的周期和带电粒子做圆周
运动的周期相同,带电粒子在圆周运
动过程中每次经过D形盒缝隙都会被
加速。由qvB=m
v2
r
得E km=
q2B2r2
2m
一、思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.带电粒子在匀强磁场中只受洛伦兹力和重力时,不可能做匀加速直线运动。
2.带电粒子在复合场中不可能处于静止状态。 (×) 3.带电粒子在复合场中不可能做匀速圆周运动。
(×) 4.不同比荷的粒子在质谱仪磁场中做匀速圆周运动的半径不同。
(√)
5.粒子在回旋加速器中做圆周运动的半径、周期都随粒子速度的增大而增大。
6.在速度选择器中做匀速直线运动的粒子的比荷可能不同。
(√)
二、走进教材
1.(人教版选修3-1P 102T 3改编)现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为( )
高考物理一轮复习 第9章 磁场 第3节 带电粒子在复合场中的运动教案-人教版高三全册物理教案
第3节 带电粒子在复合场中的运动
带电粒子在组合场中的运动 [讲典例示法]
带电粒子在电场和磁场的组合场中运动,实际上是将粒子在电场中的加速与偏转,跟在磁场中偏转两种运动有效组合在一起,有效区别电偏转和磁偏转,寻找两种运动的联系和几何关系是解题的关键。当带电粒子连续通过几个不同的场区时,粒子的受力情况和运动情况也发生相应的变化,其运动过程则由几种不同的运动阶段组成。
[典例示法] (2018·全国卷Ⅱ)一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场,其在xOy 平面内的截面如图所示:中间是磁场区域,其边界与y 轴垂直,宽度为l ,磁感应强度的大小为B ,方向垂直于xOy 平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为l ′,电场强度的大小均为E ,方向均沿x 轴正方向;M 、N 为条状区域边界上的两点,它们的连线与y 轴平行。一带正电的粒子以某一速度从M 点沿y 轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M 点入射的速度从N 点沿y 轴正方向射出。不计重力。
(1)定性画出该粒子在电、磁场中运动的轨迹; (2)求该粒子从M 点入射时速度的大小;
(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x 轴正方向的夹角为π
6
,求该粒子的比荷及其从M 点运动到N 点的时间。
[解析] (1)粒子在电场中的轨迹为抛物线,在磁场中为圆弧,上下对称,如图(a)所示。
图(a)
(2)设粒子从M 点射入时速度的大小为v 0,进入磁场的速度大小为v ,方向与电场方向的夹角为θ,如图(b ),速度v 沿电场方向的分量为v 1。
图(b)
根据牛顿第二定律有qE =ma ① 由运动学公式有
高中物理一轮复习课教案
高中物理一轮复习课教案
时间:90分钟
教学目标:通过本节课的复习,学生能够回顾和掌握高中物理的重要知识点,加深对物理学科的理解和掌握。
教学内容:
1. 力和运动
2. 动能和势能
3. 机械功和能量守恒
4. 电学
5. 静电场
6. 电流和电阻
7. 磁学
8. 磁场与磁场力
教学过程:
1. 引入:通过引入一道物理题目或者一个实验现象,引起学生的兴趣和探索欲望。
2. 知识讲解:解释并讲解力和运动、动能和势能、机械功和能量守恒、电学、静电场、电流和电阻、磁学、磁场与磁场力等知识点。
3. 例题练习:结合每个知识点,给学生提供一些例题进行练习,帮助学生理解和掌握知识点。
4. 拓展应用:通过一些实际应用场景或者问题,引导学生将所学知识点应用到实际中,培养学生的解决问题能力。
5. 总结反思:对本节课学到的知识点进行总结,并引导学生对学习过程进行反思和归纳,提高学习效果。
6. 课堂互动:鼓励学生在课堂上提出问题和观点,进行互动交流,促进学习氛围。
评价方法:通过课堂练习题、小测验和课后作业等方式,对学生对知识点的掌握情况进行评价。
教学反思:在教学中要灵活运用不同的教学方法和手段,引导学生主动学习,培养他们的问题解决和思考能力,提高学习效果。
扩展延伸:可以在课后给学生提供更多的习题和探索性实验,拓展他们的物理学习视野,加深对知识的理解和运用能力。
教学资源:教科书、多媒体课件、实验器材等。
教学反馈:及时收集学生的学习情况和反馈意见,不断优化教学过程,提高教学效果。
专题24 磁场的基本性质-2023届高考物理一轮复习热点题型专练(解析版)
专题24 磁场的基本性质
目录
题型一磁场的叠加和安培定则的应用 (1)
类型1 磁场的叠加 (1)
类型2 安培定则的应用 (4)
题型二安培力的分析和计算 (5)
类型1通电导线有效长度问题 (6)
类型2判断安培力作用下导体的运动情况 (8)
题型三安培力作用下的平衡和加速问题 (9)
类型1安培力作用下的平衡问题 (9)
类型2 安培力作用下的加速问题 (13)
题型四对洛伦兹力的理解和应用 (16)
题型五洛伦兹力作用下带电体的运动 (18)
题型六带电粒子在匀强磁场中的运动 (22)
题型一磁场的叠加和安培定则的应用
1.磁场叠加问题的分析思路
(1)确定磁场场源,如通电导线。
(2)定位空间中需求解磁场的点,利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向。如图2所示为M、N在c点产生的磁场B M、B N。
(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中的合磁场B。
2.安培定则的应用
在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”。
因果
原因(电流方向)结果(磁场方向)磁场
直线电流的磁场大拇指四指
环形电流及通电
四指大拇指
螺线管的磁场
类型1 磁场的叠加
【例1】(2022·湖北省高考模拟)六根通电长直导线垂直纸面平行固定,其截面构成一正六边
形,O为六边形的中心,通过长直导线a、b、c、d、e、f的电流分别为I1、I2、I3、I4、I5、
I6,a、c、e中通过的电流大小相等,b、d、f中通过的电流大小相等,电流方向如图5所示。
已知通电长直导线在距导线r处产生的磁感应强度大小为B=k I
高中物理红对勾一轮总复习课件:25磁场及其对电流的作用
2.几种常见的磁场 (1)常见磁体的磁场(如图所示)
(2)电流的磁场
知识点三:安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力 1.安培力的大小 (1)磁场和电流垂直时:F= BIL . (2)磁场和电流平行时:F= 0 .
2.安培力的方向 左手定则判断:
(1)伸出左手,让拇指与其余四指 垂直 ,并且都在同一个 平面内.
自主练透 1.(多选)指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针,下 列说法正确的是( ) A.指南针可以仅具有一个磁极 B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场 C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰 D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通 电时指南针不偏转
解析:指南针有 N、S 两个磁极,受到地磁场的作用静止时 S 极指向南方,选项 A 错误,B 正确;指南针有磁性,可以与铁 块相互吸引,选项 C 正确;由奥斯特实验可知,小磁针在通电导 线放置位置合适的情况下,会发生偏转,选项 D 错误.
1 A.2
C.
3 2
3 B. 4 D.14
解析:由左手定则可知 C 点处磁场的磁感应强度 B 合的方向 平行 BC 向右,设 A 处导线和 B 处导线在 C 处形成的磁场的磁感 应强度大小分别为 BA 和 BB,方向分别与 AC 和 BC 垂直,如图 所示,答可案知:BBDBA=sin30°=12,又BBBA=kkllIIABABCC,计算可得IIBA=14,D 正确.
高三物理第一轮复习 磁场教案16 新人教版
磁场
知识网络:
本章在介绍了磁现象的电本质的基础上,主要讨论了磁场的描述方法(定义了磁感应强度、磁通量等概念,引入了磁感线这个工具)和磁场产生的作用(对电流的安培力作用,对通电线圈的磁力矩作用和对运动电荷的洛仑兹力作用)及相关问题。其中磁感应强度、磁通量是电磁学的基本概念,应认真理解;载流导体在磁场中的平衡、加速运动,带电粒子在洛仑兹力作用下的圆周运动等内容应熟练掌握;常见磁体周围磁感线的空间分布观念的建立,常是解决有关问题的关键,应注意这方面的训练。
单元切块:
按照考纲的要求,本章内容可以分成三部分,即:基本概念安培力;洛伦兹力带电粒子在磁场中的运动;带电粒子在复合场中的运动。其中重点是对安培力、洛伦兹力的理解、熟练解决通电直导线在复合场中的平衡和运动问题、带电粒子在复合场中的运动问题。难点是带电粒子在复合场中的运动问题。
知识点、能力点提示
1.通过有关磁场知识的归纳,使学生对磁场有较全面的认识,并在此基础上理解磁现象
电本质;
2.介绍磁性材料及其运用,扩大学生的知识面,培养联系实际的能力;
3.磁感应强度B的引入,体会科学探究方法;通过安培力的知识,理解电流表的工作原理;通过安培力的公式F=IlB sinθ的分析推理,开阔学生思路,培养学生思维能力;通过安培力在电流表中的应用,培养学生运用所学知识解决实际问题的意识和能力;
4.通过洛仑兹力的引入,培养学生的逻辑推理能力;
5.通过带电粒子在磁场中运动及回旋加速器的介绍,调动学生思考的积极性及思维习惯的培养,并开阔思路。
基本概念安培力
教学目标:
高考物理一轮复习 专题九 磁场 考点二 带电粒子在匀强磁场中的运动教学案(含解析)
考点二 带电粒子在匀强磁场中的运动
基础点 知识点1 洛伦兹力、洛伦兹力的方向、洛伦兹力公式
1.洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力。
2.洛伦兹力的方向
(1)判断方法:左手定则。
①磁感线垂直穿过手心。
②四指指向正电荷运动的方向。
③拇指指向正电荷所受洛伦兹力的方向。
(2)方向特点:F ⊥B ,F ⊥v ,即F 垂直于B 和v 决定的平面。(注意:B 和v 不一定垂直)
3.洛伦兹力的大小:F =qvB sin θ,θ为v 与B 的夹角。
(1)v ∥B 时,洛伦兹力F =0。
(2)v ⊥B 时,洛伦兹力F =qvB 。
(3)v =0时,洛伦兹力F =0。
知识点2 带电粒子在匀强磁场中的运动
1.洛伦兹力的特点:洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小,或者说,洛伦兹力对带电粒子不做功。
2.粒子的运动性质
(1)若v ∥B ,则粒子不受洛伦兹力,在磁场中做匀速直线运动。
(2)若v ⊥B ,则带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
3.半径和周期公式
(1)由qvB =m v 2r ,得r =mv qB
。 (2)由v =2πr T ,得T =2πm qB
。 重难点
一、对洛伦兹力的认识
1.对洛伦兹力的理解
(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向,所以洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小,即洛伦兹力永不做功。
(2)当电荷运动方向发生变化时,洛伦兹力的方向也随之变化。
(3)用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时,要注意将四指指向电荷运动的反方向。
2.洛伦兹力和安培力的比较
(1)洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力,而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现。
高三物理一轮复习教案:磁场对电流的作用
第二单元磁场对电流的作用
知识目标
一、安培力
1.安培力:通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力.
说明:磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用,磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力.
2.安培力的计算公式:F=BILSINΘ(Θ是I与B的夹角);通电导线与磁场方向垂直时,即Θ=900,此时安培力有最大值;通电导线与磁场方向平行时,即Θ=00,此时安培力有最小值,F=0N;00<B<900时,安培力F介于0和最大值之间.
3.安培力公式的适用条件:
①公式F=BIL一般适用于匀强磁场中I⊥B的情况,对
I1I2于非匀强磁场只是近似适用(如对电流元),但对某些特殊
情况仍适用.
如图所示,电流I1//I2,如I1在I2处磁场的磁感应强度为B,则I1对I2的安培力F=BI2L,方向向左,同理I2对I1,安培力向右,即同向电流相吸,异向电流相斥.
②根据力的相互作用原理,如果是磁体对通电导体有力的作用,则通电导体对磁体有反作用力.两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三定律.
二、左手定则
1.用左手定则判定安培力方向的方法:伸开左手,使拇指跟其余
的四指垂直且与手掌都在同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,并使四指指向电流方向,这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直,大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.
2.安培力F的方向既与磁场方向垂直,又与通电导线垂直,即F 跟BI所在的面垂直.但B与I的方向不一定垂直.
3.安培力F、磁感应强度B、电流1三者的关系
①已知I,B的方向,可惟一确定F的方向;
②已知F、B的方向,且导线的位置确定时,可惟一确定I的方向;
2024届高考物理一轮复习课件:磁场-复合场之叠加场(螺旋线运动)
磁场 — 复合场6(组合场:螺旋线运动)
【 例题2】某粒子分析装置如图所示,其基本结构由发射筛选装置Ⅰ以及分析装置Ⅱ组成。装置Ⅰ中粒子源S持续地沿速
度选择器AC的中心线射出质量为m,电量为q的带正电粒子,粒子经点D1,沿与平面D1E1E2D2平行的方向射入装置Ⅱ、由 于装置Ⅰ可在平面内饶D1转动,因而粒子飞入D1点时与D1D2夹角θ可发生变化,已知粒子飞入D1点的速度v与夹角θ 可发 生变化,已知粒子飞入D1点的速度v与夹角θ的关系为v=3dqB/2πmcosθ,θ可在0到60°之间变化,且飞入D1点的粒子数按 角度均匀分布。分析装置Ⅱ中有两平行于xoy平面的正方形平面
②若匀强磁场方向垂直纸面向里,大小为B1=0.05T,电压U任意调节,则求 粒子击中光屏形成痕迹的长度⊿L;
③若匀强磁场方向改成水平向左,大小变为B2= 3/20T,电压U可任意调节,
在极板右侧放置另一块与MN平行的足够大的光屏CD,CD在磁场中只能左右 移动,则求粒子打在光屏CD上留下所有痕迹的面积S。
×
×
×
×
×
d t1 v0
m t2 qB
vx
qEd mv0
vy v0
qEd 2 x1 2mv02
qEd m Ed
x2 mv0
qB v0B
z 2mv0 qB
磁场 — 复合场6(组合场:螺旋线运动)
物理一轮复习教学案-磁场的描述及磁场对电流的作用
磁场的描述及磁场对电流的作用
1.磁场:磁体周围存在的一种特殊 .磁场的基本特性是磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有 的作用.磁场向的规定:小磁针的 所受磁场力的方向为该点的磁场方向.
2.磁感应强度:磁感应强度描述了磁场的 和 ;大小:B = (通电导线垂直于磁场)= φ/S (磁感线与面积垂直);单位: (T ).
3.匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场;匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线. 4.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 . ⑴ 常见磁体感线分布图
⑵ 电流的磁场感线分布图
5
.安培力的大小:当磁感应强度B 的方向与导线方向成θ角时,F = . ⑴ 特殊地:磁场和电流垂直时:F = ,磁场和电流平行时:F = ;
⑵ 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 ,并且都与手掌在同一个 内.让磁感线从掌心进入,并使四指指向 的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.② 安培力的方向特点:F ⊥B ,F ⊥I ,即F 垂直于B 和I 1.物理学中,通过引入检验电流来了解磁场力的特性,对检验电流的要求是 ( ) A .将检验电流放入磁场,测量其所受的磁场力F ,导线长度L ,通电电流I ,应用公式B = F /IL ,即可测得磁感应强度B B .检验电流不宜太大
C .利用检验电流和运用公式B = F /IL 只能应用于匀强磁场
D .只要满足长度L 很短,电流很小,将其垂直放入磁场的条件,公式B = F /IL 对任何磁场都适用 2.下列关于电场线和磁感线的说法中,正确的是
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专题九磁场
考纲展示命题探究
考点一磁场磁场力
基础点
知识点1磁场、磁感应强度、磁感线
1.磁场
(1)基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。
(2)方向:小磁针静止时N极所指的方向,即是N极所受磁场力的方向。2.磁感应强度
(1)物理意义:描述磁场的强弱和方向。
(2)定义式:B=F
IL(通电导线垂直于磁场)。单位:特斯拉。
(3)方向:小磁针静止时N极的指向。
3.磁感线
(1)磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致。
(2)两种常见磁铁的磁感线分布,如图甲、乙所示。
(3)几种电流周围的磁场分布
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
立体图
横截面图
纵截面图
在磁场的某些区域内,磁感线为等间距的平行线,如图所示。4.地磁场
(1)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,磁感线分布如图所示。
(2)地磁场B的水平分量(B x)总是从地理南极指向地理北极,而竖直分量(B y),在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下。赤道处的地磁场沿水平方向指向北。
5.安培分子电流假说
(1)内容:在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。
(2)该假说能够解释磁化、去磁等现象。
(3)分子电流的实质是原子内部带电粒子在不停地运动。
知识点2安培力
1.安培力的方向
(1)左手定则:伸开左手,让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,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
(2)两平行的通电直导线间的安培力:同向电流互相吸引,异向电流互相排斥。
2.安培力的大小
F=BIL sinθ(其中θ为B与I之间的夹角)。如图所示:
(1)I∥B时,θ=0或θ=180°,安培力F=0。
(2)I⊥B时,θ=90°,安培力最大,F=BIL。
3.磁电式电流表的工作原理
磁电式电流表的原理图如图所示。
(1)磁场特点
①方向:沿径向均匀辐射地分布,如图所示; ②大小:在距轴线等距离处的磁感应强度大小相等。 (2)安培力的特点
①方向:安培力的方向与线圈平面垂直; ②大小:安培力的大小与通过的电流成正比。 (3)表盘刻度特点
由于导线在安培力作用下带动线圈转动,螺旋弹簧变形,反抗线圈的转动,电流越大,安培力越大,形变就越大,所以指针偏角与通过线圈的电流I 成正比,表盘刻度均匀。
重难点
一、对磁感应强度的理解及电磁场的对比 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B =F
IL 认为B 与F 成正比,与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 意义 描述磁场的力的性质的物理量 描述电场的力的性质的物理量
定义式 B =F
IL
(通电导线与B 垂直)
E =F
q
方向 磁感线切线方向,小磁针N 极受力方向(静止时N 极所指方向),是矢量
电场线切线方向,正电荷受力方向,是矢量
大小决定因素 由磁场决定,与检验电流无关 由电场决定,与检验电荷无关 场的 叠加 合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和
合电场强度等于各个电场的电场强度的矢量和
单位
1 T =1 N /(A ·m )
1 V /m =1 N /C
磁感线电场线
相似点
意义
为形象地描述磁场方向和相对强弱而假
想的线
为形象地描述电场方向和相对强弱而假想的线方向
磁感线上各点的切线方向即为该点的磁
场方向,是磁针N极的受力方向
电场线上各点的切线方向即为该点的电场方向,是正
电荷所受电场力的方向
疏密表示磁场强弱表示电场强弱
特点在空间不相交、不中断除电荷处,在空间不相交、不中断
不同点是闭合曲线
起始于正电荷(或无穷远处),终止于无穷远处(或负电
荷),不是闭合曲线
特别提醒
(1)磁场对试探电流所受磁场力F=0时,B不一定为0;电场对电荷所受电场力F=0
时,E一定为0。
(2)磁感线和电场线事实上都不存在,都是为了研究问题引入的假想曲线,化“无形”
为“有形”是物理研究中常用的一种手段。
二、磁场的叠加及电流的磁场
1.磁感应强度是矢量,既有大小,又有方向。多个通电导体产生的磁场叠加时,合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和,应用平行四边形定则求
解。
2.求解有关合磁感应强度问题的关键
(1)磁感应强度―→由磁场本身决定。
(2)合磁感应强度―→等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定则)。
(3)牢记判断电流的磁场的方法―→安培定则,并能熟练应用,建立磁场的立体分布模型。
3.安培定则的应用
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
直线电流产生的磁场的磁感应强度B=k
I
r,式中k为常数,I为导线中电流的大小,r 为空间某点到导线的距离。由此式可知:
(1)对于给定的点,导线中的电流越大,该点的磁感应强度越大;
(2)导线中的电流大小一定时,离导线越近,磁感应强度越大。
特别提醒
(1)对于公式B=k
I
r不作要求,但可以用此式定性分析和记忆很多问题。
(2)“×”表示磁感线垂直纸面向里;