高中物理磁场知识点总结
高中物理磁场知识点汇总
高中物理磁场知识点汇总磁场是物理学中非常重要的一个概念,在高中物理学习中,磁场是其中一个重要的知识点。
了解磁场的概念和性质,可以帮助我们更好地理解物理学中的其它知识点。
本文将为您汇总高中物理磁场的知识点。
1. 磁场的概念与性质磁场是由运动带电粒子(如电子)产生的,它是由磁力线组成的。
磁力线是磁场的一种表示方法,对于任何带电粒子都会产生磁场,磁场的性质包括:磁场是矢量量,指向磁北极;同性质电荷之间产生的力是斥力,异性质电荷之间产生的力是吸力;磁场的作用力都是垂直于运动粒子所受的力。
2. 磁感应强度与磁场强度磁感应强度(B)是磁场的一种度量,单位是特斯拉(T),可以由磁力作用于带电粒子的公式计算。
磁感应强度随着距离的增加而减小。
磁场强度(H)也是磁场的一种度量,单位是安伏/米(A/m),可以由电流产生的磁场的公式计算。
3. 洛伦兹力与磁场中带电粒子的运动洛伦兹力是磁场对带电粒子施加的力,可以用公式F=qvB计算。
其中F是洛伦兹力,q是带电粒子的电荷量,v是运动速度,B是磁感应强度。
当带电粒子与磁感应强度垂直时,洛伦兹力将垂直于速度和磁感应强度。
因此,带电粒子会绕着磁感应线旋转,形成螺旋线运动。
4. 安培定律与磁场的产生根据安培定律,电流产生磁场。
具体来说,电流是由带电粒子流动产生的,带电粒子在运动时会产生磁场。
当电流通过导体时,磁场也会随之产生,并且沿环路方向闭合,形成一个环形磁场。
由于电流的方向可以改变,因此磁场的方向也可以改变。
5. 磁化与磁性物质磁化是指将物质暴露在磁场中,使其产生磁性的过程。
磁性物质是指那些可以在磁场中产生磁化的物质,它们可以被分为三类:顺磁性、抗磁性和铁磁性。
顺磁性物质是指在外磁场下会产生磁矩,与磁场方向相同,如铁簇、氢离子等。
抗磁性物质是指在外磁场下产生磁矩,但与磁场方向相反,如铜、银等。
铁磁性物质是指在外磁场下产生磁矩,且与磁场方向相同,如铁、镍、钴等。
6. 在磁场中的工作磁场在许多工业和科学应用中发挥着重要作用。
高中物理:磁场 电磁感应知识点总结
高中物理:磁场电磁感应知识点总结
一、磁场:
1、磁场定义:磁场是一种能够使磁体产生旋转矩力,使磁性物体运动的空间性质。
2、磁场的表示:磁场的大小和方向可以用一个向量来表示,其中,磁场强度表示磁
场的大小;而磁场方向代表磁场的传输路线。
3、磁场的性质:磁场具有外力的作用,它能够对磁性物体施加力,使磁性物体运动;而非磁性物体则不受磁场的影响。
此外,磁场还可以产生电能,为机器提供动力。
二、电磁感应:
1、电磁感应定义:电磁感应指一种电场中存在的磁场和受磁场作用时产生的动作矩。
2、电磁感应的原理:电磁感应的原理是,当一个磁体在电场中存在时,会产生一个
磁场,当另一个电体接近时,会受到这个磁场的作用,产生一个磁力矩,从而引起电体的
变动。
3、电磁感应在实际应用中的作用:电磁感应是电气技术和电工技术中一种重要的基础,电磁感应在实际应用中主要应用于发电、电机、变压器和直流主动电动机等方面。
最全面高中物理磁场超详细知识点归纳
最全面高中物理磁场超详细知识点归纳磁场是具有定向性,包括空间和时间变化,能引起磁铁活动的物理场。
它是磁体能量的形式和载体,将磁体电能量转化为机械能量,并使运动电子排斥或吸引,具有实用的技术价值。
研究磁场的目的是为了获取磁体的数量、性质和应用,以及地震研究、宇宙物理以及其他领域的大自然科学研究。
一、磁场的定义磁场是正弦波的集合,它以矢量形式或张量形式表示为一个函数,在空间和时间上发生变化,能在不同地点和时刻诱发磁体。
它代表磁体能量的数量、性质和形式。
二、磁场的特征(1)磁场有方向性。
磁矢之差表示强度方向,负责变化的函数表示磁场方向,比如在一定点上磁矢向x轴正方向指向,说明磁场方向为x轴正方向。
(2)磁场有梯度。
它指磁场力的梯度,使得磁矢在空间上的变化率越快,磁场的梯度越大。
(3)磁场有时间变化特性。
它指磁场在给定时间内的变化,磁场的时间变化通常由自身本身的产生原理决定。
三、磁场的质点理论磁场的质点理论认为磁场是由新创造的质点或“磁子”所组成的,它们是由偶极子(正极子和负极子)构成的,正极子与正电荷相关联,而负极子与负电荷相关联,质点之间通过磁场力相互作用,产生电流。
四、磁场的力学表达式磁力的大小决定于两个电流之间的距离,它是由电磁学发明者麦克斯韦提出的现象表达出来的,用力学方程式表示为:B=μI/2πr,其中,B是磁场强度,μ是真空磁导率,I是电流,r是电流线段之间的距离。
五、磁场的流动磁场的流动可概括为常规流动和衍射流动,常规流动指电流通过磁体,磁场形成一系列正弦流动,衍射流动是指磁场强度发生变化,在新的空间处产生新的正弦流动,其流动方向与磁场强度梯度的相反方向。
六、磁场的应用(1)地震研究:在地震学中,磁场可以用于测量地球内部的结构和活动,了解地壳构造以及地球核心的状态。
(2)磁导航:在航空航天科学领域,磁场是航空器定位、导航和控制的基础,只要探测到本地磁场,就可以确立航空器当时的位置。
(3)一般工程应用:磁场也是电力传输、无线电广播以及其他工程领域中物理现象、感应元件和线圈的载体。
高中物理磁场知识点详细总结
磁场基本性质一、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.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·*熟记常用的几种磁场的磁感线:【例1】根据安培假说的物理思想:磁场来源于运电荷.如果用这种思想解释地球磁场的形成,根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实.那么由此推断,地球总体上应该是:(A)A.带负电; B.带正电;C.不带电;D.不能确定解析:因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极,根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西,而地球是从西向东自转,所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流,故选A.三、磁感应强度1.磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用,电流垂直于磁场时受磁场力最大,电流与磁场方向平行时,磁场力为零。
2.在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度l的乘积Il的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度.①表示磁场强弱的物理量.是矢量.②大小:B=F/Il(电流方向与磁感线垂直时的公式).③方向:左手定则:是磁感线的切线方向;是小磁针N极受力方向;是小磁针静止时N极的指向.不是导线受力方向;不是正电荷受力方向;也不是电流方向.④单位:牛/安米,也叫特斯拉,国际单位制单位符号T.⑤点定B定:就是说磁场中某一点定了,则该处磁感应强度的大小与方向都是定值.⑥匀强磁场的磁感应强度处处相等.⑦磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则.【例2】如图所示,正四棱柱abed一a'b'c'd'的中心轴线00'处有一无限长的载流直导线,对该电流的磁场,下列说法中正确的是(AC)A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等B.四条侧棱上的磁感应强度都相同C.在直线ab上,从a到b,磁感应强度是先增大后减小D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大解析:因通电直导线的磁场分布规律是B∝1/r,故A,C正确,D错误.四条侧棱上的磁感应强度大小相等,但不同侧棱上的点的磁感应强度方向不同,故B错误.【例3】如图所示,两根导线a、b中电流强度相同.方向如图所示,则离两导线等距离的P点,磁场方向如何?解析:由P点分别向a、b作连线Pa、Pb.然后过P点分别做Pa、Pb垂线,根据安培定则知这两条垂线用PM、PN就是两导线中电流在P点产生磁感应强度的方向,两导线中的电流在P处产生的磁感应强度大小相同,然后按照矢量的合成法则就可知道合磁感应强度的方向竖直向上,如图所示,这也就是该处磁场的方向.答案:竖直向上【例4】六根导线互相绝缘,所通电流都是I,排成如图10一5所示的形状,区域A、B、C、D均为相等的正方形,则平均磁感应强度最大的区域是哪些区域?该区域的磁场方向如何?解析:由于电流相同,方格对称,从每方格中心处的磁场来定性比较即可,如I1在任方格中产生的磁感应强度均为B,方向由安培定则可知是向里,在A、D方格内产生的磁感应强度均为B/,方向仍向里,把各自导线产生的磁感应强度及方向均画在四个方格中,可以看出在B、D区域内方向向里的磁场与方向向外的磁场等同,叠加后磁场削弱.答案:在A、C区域平均磁感应强度最大,在A区磁场方向向里.C区磁场方向向外.【例5】一小段通电直导线长1cm,电流强度为5A,把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0.1N,则该点的磁感强度为()A.B=2T;B.B≥2T;C、B≤2T ;D.以上三种情况均有可能解析:由B=F/IL可知F/IL=2(T)当小段直导线垂直于磁场B时,受力最大,因而此时可能导线与B 不垂直,即Bsinθ=2T,因而B≥2T。
史上最全高中物理磁场知识点总结
史上最全⾼中物理磁场知识点总结⼀、磁场磁体是通过磁场对铁钴镍类物质发⽣作⽤的,磁场和电场⼀样,是物质存在的另⼀种形式,是客观存在的。
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、电流都有⼒的作⽤。
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。
磁感线特点:(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。
高三物理磁场知识点总结
高三物理磁场知识点总结磁场是物理学中重要的概念之一,它与电磁学密切相关。
在高三物理学习中,磁场知识点是一个重要的内容,本文将对高三物理磁场知识进行总结。
一、磁场的基本概念1. 磁场是指物质的某种性质,产生磁力作用。
2. 磁场的单位是特斯拉 (T),常用的是高斯 (G)。
3. 磁场有方向性,以箭头表示,指向磁场线的南极。
二、磁场的特征和性质1. 磁场可以通过磁铁或者电流来产生。
2. 磁场具有磁极性,有北极和南极之分,同性相斥,异性相吸。
3. 磁感应强度表示磁场的强弱,与电流和距离相关。
三、磁场的表示方式1. 磁力线是用来表示磁场的方向的曲线。
2. 磁力线的性质包括连续性、无交叉性、指示磁场方向和磁场强弱。
3. 磁力线可通过磁针在磁场中的取向来观察。
四、磁场的运动规律1. 磁场中的运动电荷受到洛伦兹力作用。
2. 洛伦兹力的方向垂直于电荷的速度和磁场方向。
3. 洛伦兹力的大小与电荷的大小、速度、磁感应强度之间有关。
五、磁场中的工程应用1. 电磁铁:利用电流在线圈中产生磁场,实现磁场的控制和调节。
2. 电动机:利用磁场相互作用,实现电能转化为机械能。
3. 磁共振成像:利用磁场对人体内部进行成像。
六、磁场与电磁感应1. 磁感应线圈法:用安培环计测量磁感应线圈在磁场中电流变化的大小。
2. 法拉第电磁感应定律:当磁通量通过线圈发生变化时,线圈两端会产生感应电动势。
3. 楞次定律:感应电动势的方向总是使产生它的因素相反。
七、磁场的数学表达1. 磁场的磁感应强度和磁通量之间的关系:磁感应强度 = 磁通量 / 面积。
2. 磁力和磁感应强度之间的关系:磁力 = 磁感应强度 ×电荷 ×速度 ×正弦θ。
3. 磁场的叠加:当有多个磁场同时存在时,它们的矢量和决定了最终的磁场。
总结:磁场是物理学中一门重要的学科,涉及到电磁学和电动力学等多个领域。
掌握磁场的基本概念、特征和性质,能够了解磁场的表示方式和运动规律,还能够应用磁场进行工程设计和研究。
高中物理磁场知识点总结
高中物理磁场知识点总结
磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁体产生磁力作用,这种力称为磁场力或磁力。
磁感线:
磁感线是为了描述磁场而假想的曲线,其切线方向表示该点的磁场方向。
磁感线从N极出发,回到S极,在磁体外部。
磁感线密集的区域表示磁场强,稀疏的区域表示磁场弱。
磁场强度(B):描述磁场强弱和方向的物理量。
单位:特斯拉(T)方向:与磁感线切线方向相同。
安培定则(右手螺旋定则):用于判断通电直导线或通电螺线管的磁场方向。
磁场对通电导线的作用:
当导线与磁场平行时,不受磁场力。
当导线与磁场垂直时,受到的磁场力最大。
磁场力的方向由左手定则确定。
洛伦兹力:描述磁场对运动电荷的作用力。
其方向与磁场和电荷运动方向都垂直。
带电粒子在匀强磁场中的运动:
当速度与磁场平行时,粒子不受洛伦兹力,粒子做匀速直线运动。
当速度与磁场垂直时,粒子受到与速度垂直的洛伦兹力,粒子做匀速圆周运动。
磁场的分类:
匀强磁场:各处磁感应强度大小相等、方向相同的磁场。
非匀强磁场:磁场中各处的磁感应强度大小或方向不完全相同。
磁通量(Φ):
穿过某一面积的磁感线的条数。
单位:韦伯(Wb)公式:Φ = BS (B与S垂直)若B与S不垂直,磁通量需要乘以B与S之间的夹角的
正弦值。
电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流。
这一现象称为电磁感应。
这只是高中物理磁场部分的核心知识点总结,具体还包括许多细节和计算方法。
建议参考教材和相关教学资料以获取更详细和全面的知识。
高中物理磁场知识点总结
(1)条形磁铁磁感线:见图8-1-1,外部从N极出发,进入S极;中间位置与磁感线切线与条形磁铁平行。
蹄形磁铁磁感线:见图8-1-2,外部从N极出发,进入S极。
(2)直线电流的磁感线:见图8-1-3,磁感线是一簇以导线为轴心的同心圆,其方向由安培定则来判定,右手握住通电导线,伸直的大拇指指向电流的方向,弯曲的四指所指的方向就是磁感线方向,离通电导线越远的地方,磁场越弱。
(3)通电螺旋管的磁感线:见图8-1-4,与条形磁铁相似,有N、S极,方向可由安培定则判定,即用右手握住螺旋管,让弯曲的四指指电流的方向,伸直的大拇指的方向就是螺旋管的N极(即螺旋管的中心轴线的磁感线方向)。
(4)环形电流的磁感线:可以视为单匝螺旋管,判定方法与螺旋管相同;也可以视为通电直导线的情况。
(5)地磁场的磁感线:地磁场的N极在地球南极附近,S极在地球北极附近,磁感线分布如图8-1-6所示。
(6)匀强磁场的磁感线:磁感应强度大小和方向处处相同的磁场,匀强磁场的磁感线是分布均匀的、方向相同的平行线。
如图8-1-7所示。
第三章 第1、2节 磁现象和磁场、磁感应强度班级:______姓名:______________学号:__________1.首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家 ( )A .安培B .法拉第C .奥斯特D .特斯拉 2.在奥斯特电流磁效应的实验中,通电直导线应该( ) A .平行南北方向,在小磁针正上方 B .平行东西方向,在小磁针正上方 C .东南方向,在小磁针正上方 D .西南方向,在小磁针正上方 3. 下列说法正确的是( )A .磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的B .磁场是客观存在的一种物质C.磁体与磁体间的相互作用是通过磁场而发生的,而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的D .地球的周围存在着磁场,地球是一个大磁体,地球的地理两极与地磁两极并不重合,其间有一个交角,这就是磁偏角,磁偏角的数值在地球上不同地方是相同的4.下列关于磁感应强度的方向的说法中正确的是 ( )A .某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B .小磁针N 极受磁力的方向就是该处磁感应强度的方向C .垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D .磁场中某点的磁感应强度的方向简称该点的磁场方向 5.下列说法中正确的是 ( )A .电荷在某处不受电场力的作用,则该处的电场强度为零B .一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应强度一定为零C .把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D .把一小段通电导线放在磁场中某处,所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱6.在磁感应强度的定义式ILF B 中,有关各物理量间的关系,下列说法中正确的是 ( )A .B 由F 、I 和L 决定 B .F 由B 、I 和L 决定C .I 由B 、F 和L 决定D .L 由B 、F 和I 决定 7.有关磁感应强度的下列说法中正确的是 ( )A .磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量B .磁感应强度的方向与磁场力的方向相同C .若一小段长为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F /ILD .由B =F /IL 可知,电流I 越大,导线长度L 越长,某点的磁感应强度就越小8.在匀强磁场里,有一根长1.2m 的通电导线,导线中的电流为5A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为1.8N ,则磁感应强度的大小为__________T 。
物理高考磁场知识点总结
物理高考磁场知识点总结一、磁场的基本概念1、磁场的产生磁场是由运动的电荷或者电流所产生的,当电荷或者电流运动时,就会产生磁场。
在物质层面上,电子自身就带有磁性,因此,当电子在运动时就会产生磁场。
2、磁场的性质磁场具有一些特殊的性质,其中包括以下几点:(1)磁场有方向,是有向量性质的;(2)磁场对磁性物质有作用;(3)磁场有磁感应强度和磁通量的概念。
3、磁场的表示磁场可以用磁力线和磁力线图来表示。
磁力线是磁感应强度矢量的轨迹线,它是一个由磁铁两极所组成的曲线。
在磁力线图中,磁力线的密集程度表示了磁感应强度的大小。
4、磁场的单位磁场的单位是特斯拉(T),国际单位制中磁感应强度的单位是特斯拉(T),1T=1N/A·m。
二、磁场的作用1、磁场对电荷的力当电荷在磁场中运动时,就会受到磁场的作用力,这个力叫做洛伦兹力。
洛伦兹力的大小和方向与电荷的速度、磁感应强度和磁场与速度夹角有关。
2、磁场对电流的力磁场也对电流有作用,当电流在磁场中流动时,就会受到磁场的作用力。
根据安培力的法则,电流的方向与所受磁场的作用力垂直,大小与电流强度、磁感应强度和电流方向夹角有关。
3、磁场对磁性物质的作用磁场对磁性物质也有作用,当磁性物质放在磁场中时,就会受到力的作用,这个力叫做磁力。
磁力的大小取决于磁性物质的特性和磁场的性质。
4、磁场对导体的作用当导体在磁场中运动时,也会受到磁场的作用力。
这个力叫做洛伦兹力,洛伦兹力会使导体中的自由电子受到受力而移动,导致导体中产生感应电动势,这就是电磁感应现象。
5、磁场中的运动电荷当电荷在磁场中做匀速圆周运动时,它所受的洛伦兹力提供了向心力,使电荷在磁场中继续做匀速圆周运动。
三、磁场的应用磁场在生活中有着广泛的应用,以下是一些常见的磁场应用:1、磁铁磁铁是最常见的应用磁场的物品,它可以用于吸附与吸引磁性物质。
2、电动机电动机利用磁场和电场之间的相互作用,将电能转化为机械能。
3、电磁感应电磁感应是磁场的重要应用之一,用于发电、变压器等装置中。
高二物理之磁场知识点
高二物理之磁场知识点
一、磁场:
1、磁场的基本*质:磁场对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用;
2、磁铁、电流都能能产生磁场;
3、磁极和磁极之间,磁极和电流之间,电流和电流之间都通过磁场发生相互作用;
4、磁场的方向:磁场中小磁针北极的指向就是该点磁场的方向;
二、磁感线:在磁场中画一条有向的曲线,在这些曲线中每点的切线方向就是该点的磁场方向;
1、磁感线是人们为了描述磁场而人为假设的线;
2、磁铁的磁感线,在外部从北极到南极,内部从南极到北极;
3、磁感线是封闭曲线;
三、安培定则:
1、通电直导线的磁感线:用右手握住通电导线,让伸直的大拇指所指方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向;
2、环形电流的磁感线:让右手弯曲的四指和环形电流方向一致,伸直的大拇指所。
以上就是高二物理之磁场知识点,希望能帮助到大家。
高中物理选修3-1——磁场知识点总结
高中物理选修3-1——磁场知识点总结一、磁场及其磁感线1、磁场(1)磁场是存在于磁极或电流周围空间里的一种特殊的物质,磁场和电场一样,都是“场形态物质”。
(2)磁场的方向:物理学规定,在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点磁场的方向。
(3)磁场的基本性质:磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用。
磁极和磁极之间、磁场和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。
2、磁感线(1)磁感线:是形象地描述磁场而引入的有方向的曲线。
在曲线上,每一点切线方向都在该点的磁场方向上,曲线的疏密反映磁场的强弱。
(2)磁感线的特点:a.磁感线是闭合的曲线,磁体的磁感线在磁体外部由N极到S极,内部由S极到N极。
b.任意两条磁感线不能相交。
3、几种常见磁场的磁感线的分布(1)条形磁铁和碲形磁铁的磁感线条形磁铁和蹄形磁铁是两种最常见的磁体,如图所示的是这两种磁体在平面内的磁感线形状,其实它们的磁感线分布在整个空间内,而且磁感线是闭合的,它们的内部都有磁感线分布。
(2)通电直导线磁场的磁感线通电直导线磁场的磁感线的形状与分布如图所示,通电直导线磁场的磁感线是一组组以导线上各点为圆心的同心圆。
需要指出的是,通电直导线产生的磁场是不均匀的,越靠近导线,磁场越强,磁感线越密。
电流的方向与磁感线方向的关系可以用安培定则来判断,如图所示。
用右手握住直导线,伸直的大拇指与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
(3)环形电流磁场的磁感线环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线,在环形的中心轴上,由对称性可知,磁感线是与环形导线的平面垂直的一条直线。
如图甲所示,环形电流方向与磁感线方向的关系也可以用右手定则来判断,如图乙所示,让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是圆环轴线上磁感线的方向;如图丙所示,让右手握住部分环形导线,伸直的大拇指与电流方向一致,则四指所指的方向就是围绕环形导线的磁感线的方向。
高中物理磁场知识点归纳
高中物理磁场知识点归纳高中物理磁场知识点1.磁场(1)磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间发生磁场.变化的电场也能发生磁场.(2)磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.(3)磁现象的电实质:一切磁现象都可归结为运动电荷(或电流)之间经过磁场而发作的相互作用.(4)安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒外部,存在着一种环形电流即分子电流,分子电流使每个物质微粒成为庞大的磁体.(5)磁场的方向:规则在磁场中任一点小磁针N极受力的方向(或许小磁针运动时N极的指向)就是那一点的磁场方向.2.磁感线(1)在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弱强,这一系列曲线称为磁感线.(2)磁铁外部的磁感线,都从磁铁N极出来,进入S极,在外部,由S极到N极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.(3)几种典型磁场的磁感线的散布:①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场:两端区分是N极和S极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相反.匀强磁场中的磁感线是散布平均、方向相反的平行直线.3.磁感应强度(1)定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,遭到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,定义式B=F/IL.单位T,1T=1N/(A•m).(2)磁感应强度是矢量,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,即经过该点的磁感线的切线方向.(3)磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小有关,与电流遭到的力也有关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说B与F成正比,或B与IL 成正比.(4)磁感应强度B是矢量,遵守矢量分解分解的平行四边形定那么,留意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是在该处的电流的受力方向.4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似,其主要特点有三个:(1)地磁场的N极在地球南极左近,S极在地球北极左近.(2)地磁场B的水平重量(Bx)总是从地球南极指向北极,而竖直重量(By)那么南北相反,在南半球垂直空中向上,在北半球垂直空中向下.(3)在赤道平面上,距离地球外表相等的各点,磁感强度相等,且方向水平向北.5.安培力(1)安培力大小F=BIL.式中F、B、I要两两垂直,L是有效长度.假定载流导体是弯曲导线,且导线所在平面与磁感强度方向垂直,那么L指弯曲导线中始端指向末端的直线长度.(2)安培力的方向由左手定那么判定.(3)安培力做功与途径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电场力那样做功总为零.点击检查:高中物理知识点总结6.洛伦兹力(1)洛伦兹力的大小f=qvB,条件:v⊥B.当v∥B时,f=0.(2)洛伦兹力的特性:洛伦兹力一直垂直于v的方向,所以洛伦兹力一定不做功.(3)洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质,安培力是洛伦兹力的微观表现.所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定那么判定.(4)在磁场中运动的电荷不受洛伦兹力作用.7.带电粒子在磁场中的运动规律在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下(电子、质子、α粒子等微观粒子的重力通常疏忽不计),(1)假定带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相反或相反),带电粒子以入射速度v做匀速直线运动.(2)假定带电粒子的速度方向与磁场方向垂直,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速率v做匀速圆周运动.①轨道半径公式:r=mv/qB②周期公式:T=2πm/qB8.带电粒子在复合场中运动(1)带电粒子在复合场中做直线运动①带电粒子所受合外力为零时,做匀速直线运动,处置这类效果,应依据受力平衡列方程求解.②带电粒子所受合外力恒定,且与初速度在一条直线上,粒子将作匀变速直线运动,处置这类效果,依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、能量守恒等规律列方程求解.(2)带电粒子在复合场中做曲线运动①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时,洛伦兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.处置这类效果,往往同时运用牛顿第二定律、动能定理列方程求解.②当带电粒子所受的合外力是变力,与初速度方向不在同不时线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线,普通处置这类效果,选用动能定理或能量守恒列方程求解.③由于带电粒子在复合场中受力状况复杂运动状况多变,往往出现临界效果,这时应以标题中〝最大〞、〝最高〞〝至少〞等词语为打破口,开掘隐含条件,依据临界条件列出辅佐方程,再与其他方程联立求解。
高考物理磁场知识点归纳总结
高考物理磁场知识点归纳总结一、磁场的概念和性质1.磁场的概念:磁场是存在于磁体周围的一种物质,它是一种看不见、摸不着的特殊物质,具有磁场力的作用。
2.磁场的性质:磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力作用,这个力称为磁场力。
二、磁感线1.磁感线的概念:用一些带箭头的曲线,可以方便、形象地描述磁场,这样的曲线叫做磁感线。
2.磁感线的特点:(1) 磁感线上任意一点的切线方向,就是该点的磁场方向,也就是放在该点的小磁针静止时北极所指的方向。
(2) 磁感线是闭合曲线,在磁体外部,从北极出来,进入南极。
在磁体内部,由南极回到北极。
(3) 磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强,越疏的地方磁场越弱。
(4) 磁场中某点不可能有两个切线方向。
三、安培定则1.安培定则的概念:安培定则是由法国物理学家安培提出的,它是指右手握住导线,让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致,大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极。
2.安培定则的应用:安培定则可以用来判断通电螺线管的极性和电流方向。
四、洛伦兹力1.洛伦兹力的概念:洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力,它是一种与电场力不同的力。
2.洛伦兹力的特点:洛伦兹力对电荷不做功,它只改变电荷的运动状态,不会改变电荷的动能。
3.洛伦兹力的方向:洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁场方向有关。
当电荷运动方向与磁场方向平行时,洛伦兹力为零;当电荷运动方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力最大。
4.洛伦兹力的应用:洛伦兹力可以用来解释一些电磁现象,如带电粒子的加速和偏转等。
五、磁场对通电导线的作用力1.磁场对通电导线的作用力的概念:当电流通过导线时,导线会受到磁场的作用力,这个力称为安培力。
2.安培力的特点:安培力的大小与导线的放置方向和磁场方向有关。
当导线与磁场垂直时,安培力最大;当导线与磁场平行时,安培力为零。
3.安培力的应用:安培力可以用来解释一些电磁现象,如电动机和发电机的工作原理等。
高考物理磁场知识要点总结
高考物理磁场知识要点总结一、基本概念和基本规律1. 磁力线:指示磁力方向和磁场强度的曲线。
2. 磁力:磁场对于具有磁性的物体所施加的力。
3. 磁力规律:同类磁极相斥,异类磁极相吸。
4. 磁感线:磁感应强度B的方向的曲线。
5. 磁感应强度(磁场强度)B:与磁场力相关,数值上等于磁场力对磁场单位正极磁势能的单位磁阻的比值。
6. 磁感应强度的单位:特斯拉(T)。
7. 磁场力:磁场中磁感应强度为B的磁铁在磁场中受力的大小。
8. 磁场力规律:磁场力与磁感应强度大小和电流量的乘积成正比。
9. 楞次定律:电流产生的磁场力大小与磁场内磁感应强度、电流的大小和夹角的正弦值之积成正比。
10. 磁化强度:单位体积内磁化电荷的大小。
二、磁场中的电流1. 定义:通过导体的电流产生的磁场。
2. 电流元:取一微弱电流段,其长度dL为微小量,电流强度为I。
3. 宏观电流:由大量的电荷在导线内流动产生的电流。
4. 微观电流:电流中的个别电荷通过导线的传输过程。
5. 安培(Ampere)定律:磁场力线的方向是电流方向的线圈所构成的方向。
三、电流元在磁场中受力1. 定义:表示在磁感应强度为B的磁场中的微小电流元,电流元的长度为dL,电流强度的大小为I。
2. 磁场力的大小:F=B×I×dL×sinα。
3. 磁场力的方向:根据安培定律,方向垂直于电流元所在平面。
四、直导线的磁场1. 定义:指物体中通有电流的直导线产生的磁场。
2. 磁场的磁感应强度大小与导线距离和电流量有关。
3. 导线周围产生的磁场是匀强磁场。
五、直导线的磁场中的电流元受力1. 直导线的磁场力公式:F=B×I×L×sinα。
2. 直导线所受的磁场力满足受力规律。
3. 直导线两边所受的磁场力大小相等反向。
六、线圈的磁场1. 定义:有电流通过的圆形线圈产生的磁场。
2. 线圈的磁感应强度的大小与电流强度及线圈的匝数有关。
高中物理磁场知识点总结
高中物理磁场知识点总结一、磁场的概念1. 磁场定义:磁场是磁体周围存在的特殊形态的物质,它是一种力场。
2. 磁场的描述:磁场的强弱和方向可以通过磁力线来描述。
3. 磁场的来源:永久磁铁、电流、运动电荷等。
二、磁场的基本性质1. 磁场对磁体的作用:磁体在磁场中会受到磁力的作用。
2. 磁场对电流的作用:电流在磁场中会受到安培力的作用。
3. 磁通量:通过某一面积的磁力线的总数,表示磁场的强度和面积的乘积。
三、磁场的测量1. 磁感应强度(B):描述磁场强度的物理量,单位是特斯拉(T)。
2. 磁场强度(H):与磁感应强度有关,但受到介质磁化率的影响。
3. 测量工具:磁力计、霍尔效应传感器等。
四、磁场的计算1. 毕奥-萨伐尔定律:计算由电流产生的磁场的基本定律。
2. 磁场的叠加原理:多个磁场源产生的磁场可以通过矢量叠加得到。
3. 磁矩:描述磁体磁性质的物理量,与磁场的关系。
五、磁场的应用1. 电动机和发电机:利用磁场与电流的相互作用原理。
2. 磁悬浮列车:利用磁场的排斥和吸引力实现悬浮。
3. 磁共振成像(MRI):利用磁场和射频脉冲产生身体内部的图像。
六、磁场的分类1. 恒定磁场:磁场随时间不变。
2. 交变磁场:磁场随时间周期性变化。
3. 非均匀磁场:磁场强度在空间中不均匀分布。
七、磁场的安全与防护1. 磁场对人体的影响:强磁场可能对人体产生影响,需采取防护措施。
2. 磁场对电子设备的影响:强磁场可能干扰电子设备的正常工作。
3. 磁场屏蔽:使用磁性材料来减少外部磁场的影响。
八、磁场的前沿研究1. 超导磁体:利用超导材料产生强磁场。
2. 磁制冷:利用磁性材料的磁热效应进行制冷。
3. 量子磁学:研究量子层面上的磁性现象。
请将以上内容复制到Word文档中,并根据需要调整格式和样式。
您可以添加页眉、页脚、目录和其他文档元素以提高专业性和可读性。
高中物理磁场知识点
高中物理磁场知识点一、磁场磁极和磁极之间的相互作用是经过磁场发作的。
电流在周围空间发生磁场,小磁针在该磁场中遭到力的作用。
磁极和电流之间的相互作用也是经过磁场发作的。
电流和电流之间的相互作用也是经过磁场发生的。
磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形状的物质,磁极或电流在自己的周围空间发生磁场,而磁场的基本性质就是对放入其中的磁极或电流有力的作用。
二、磁现象的电实质1.罗兰实验正电荷随绝缘橡胶圆盘高速旋转,发现小磁针发作偏转,说明运动的电荷发生了磁场,小磁针遭到磁场力的作用而发作偏转。
2.安培分子电流假说法国学者安培提出,在原子、分子等物质微粒外部,存在一种环形电流-分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为庞大的磁体,它的两侧相当于两个磁极。
安培是最早提醒磁现象的电实质的。
一根未被磁化的铁棒,各分子电流的取向是杂乱无章的,它们的磁场相互抵消,对外不显磁性;当铁棒被磁化后各分子电流的取向大致相反,两端对外显示较强的磁性,构成磁极;留意,当磁体遭到高温或猛烈敲击会失掉磁性。
3.磁现象的电实质运动的电荷(电流)发生磁场,磁场对运动电荷(电流)有磁场力的作用,一切的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)经过磁场而发作相互作用。
三、磁场的方向规则:在磁场中恣意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针运动时北极所指的方向就是那一点的磁场方向。
四、磁感线1.磁感线的概念:在磁场中画出一系列有方向的曲线,在这些曲线上,每一点切线方向都跟该点磁场方向分歧。
2.磁感线的特点:(1)在磁体外部磁感线由N极到S极,在磁体外部磁感线由S极到N极。
(2)磁感线是闭合曲线。
(3)磁感线不相交。
(4)磁感线的疏密水平反映磁场的强弱,磁感线越密的中央磁场越强。
3.几种典型磁场的磁感线:(1)条形磁铁。
(2)通电直导线。
①安培定那么:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向分歧,弯曲的四指所指的方向就是磁感线盘绕的方向;②其磁感线是内密外疏的同心圆。
高中物理磁场知识点总结
高中物理磁场知识点总结一、磁场的基本概念1、磁场:磁体或电流周围存在的一种特殊物质,能对放入其中的磁极或电流产生力的作用。
2、磁场的方向:规定在磁场中某点小磁针 N 极所指的方向为该点磁场的方向。
3、磁感线:为了形象地描述磁场而引入的假想曲线,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向,磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
特点:磁感线是闭合曲线;磁感线不相交;磁感线的疏密表示磁场的强弱。
二、常见的磁场1、条形磁铁的磁场:外部磁感线从 N 极出发回到 S 极,内部从 S 极到 N 极。
2、蹄形磁铁的磁场:与条形磁铁类似。
3、通电直导线的磁场:用右手螺旋定则(安培定则)判断,大拇指指向电流方向,弯曲的四指所指的方向为磁感线的环绕方向。
4、环形电流的磁场:四指弯曲方向与电流方向一致,大拇指所指方向为环形电流中心轴线上的磁感线方向。
5、通电螺线管的磁场:类似条形磁铁的磁场,也用右手螺旋定则判断。
三、磁感应强度1、定义: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 的比值叫做磁感应强度。
2、定义式:B = F /(IL)3、单位:特斯拉(T)4、磁感应强度是矢量,其方向就是磁场的方向。
四、安培力1、定义:通电导线在磁场中受到的力叫做安培力。
2、大小:当导线与磁场方向垂直时,F = BIL;当导线与磁场方向平行时,F = 0;当导线与磁场方向夹角为θ时,F =BILsinθ。
3、方向:用左手定则判断,伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内,让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时大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。
五、洛伦兹力1、定义:运动电荷在磁场中受到的力叫做洛伦兹力。
2、大小:当电荷运动方向与磁场方向垂直时,F = qvB;当电荷运动方向与磁场方向平行时,F = 0;当电荷运动方向与磁场方向夹角为θ时,F =qvBsinθ。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
磁场复习一、磁场及其描述磁现象:1.磁性:物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。
2.磁极:磁体的各部分磁性强弱不同,磁性最强的区域叫磁极。
任何磁体都有两个磁极,无论怎么分割,磁极总是成对出现,不存在磁单极。
3.磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
4.磁化:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。
电流的磁效应(电生磁):通电导体的周围有磁场,它能使放在导体周围的小磁针发生偏转,且磁场的方向跟电流的方向有关,这种现象叫做电流的磁效应。
○1奥思特实验:导线通电后,其下方与导线平行的小磁针会发生偏转。
○2奥思特实验的意义:第一个揭示了电与磁之间是有联系的。
磁场(1)磁场:磁体、电流和运动电荷周围存在的一种物质,磁场的基本性质:对放入其中的磁体有力的作用。
磁体对磁体的作用,磁铁对通电导线的作用以及电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来实现的,所有磁现象都起源于电荷运动。
(2)磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时的北极所指的方向;磁场方向也和磁感应强度方向、磁感线在该处的切线方向一致。
磁感线(1)磁感线:为了形象的研究磁场而引入的一束假想曲线,并不客观存在,但有实验基础。
(2)磁感线特点:①磁感线的疏密程度能定性的反映磁场的强弱分布。
②磁感线上任一点的切线方向反映该点的磁场方向。
磁感线是不相交的闭合曲线。
磁铁外部的磁感线,都从磁铁N极出来,进入S极,在内部,由S极到 N极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.几种常见的磁场的磁感线①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.(1)条形磁铁磁感线:见图8-1-1,外部从N 极出发,进入S 极;中间位置与磁感线切线与条形磁铁平行。
蹄形磁铁磁感线:见图8-1-2,外部从N 极出发,进入S 极。
(2)直线电流的磁感线:见图8-1-3,磁感线是一簇以导线为轴心的同心圆,其方向由安培定则来判定,右手握住通电导线,伸直的大拇指指向电流的方向,弯曲的四指所指的方向就是磁感线方向,离通电导线越远的地方,磁场越弱。
(3)通电螺旋管的磁感线:见图8-1-4,与条形磁铁相似,有N 、S 极,方向可由安培定则判定,即用右手握住螺旋管,让弯曲的四指指电流的方向,伸直的大拇指的方向就是螺旋管的N 极(即螺旋管的中心轴线的磁感线方向)。
(4)环形电流的磁感线:可以视为单匝螺旋管,判定方法与螺旋管相同;也可以视为通电直导线的情况。
(5)地磁场的磁感线:地磁场的N 极在地球南极附近,S 极在地球北极附近,磁感线分布如图8-1-6所示。
(6)匀强磁场的磁感线:磁感应强度大小和方向处处相同的磁场,匀强磁场的磁感线是分布均匀的、方向相同的平行线。
如图8-1-7所示。
3.磁感应强度:ILF B = (1)磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量,反映磁场的特有性质,是某一磁场的固有属性。
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力F 跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,用符号B 表示,即ILF B =,磁感应强度的单位为特斯拉。
国际符号T 。
1T=1N/(A·m). (2)磁感应强度B 是矢量。
磁场中某点的磁感应强度方向是该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向;磁感应强度的大小由磁场本身决定,与放入磁场中的电流无关。
理解:磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度I 的大小、导线的长短L 的大小无关,与电流受到的力也无关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说B 与F 成正比,或B 与IL 成反比.注意:磁场方向、磁感应强度方向、小磁针静止时北极指向以及磁感线切线方向的关系:它们的方向是一致的,只要知道其中一个方向,就等于知道了其它三个方向,只是前两个方向比较抽象,后两个方向比较形象直观。
也就是说,这四种表述其实就是指磁场方向。
(3)磁感应强度B 是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则,注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是在该处的电流的受力方向.4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似,其主要特点有三个:(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,而竖直分量(By )则南北相反,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,距离地球表面相等的各点,磁感强度相等,且方向水平向北.【例】以下说法正确的是:( D )A.由ILF B 可知,磁感应强度B 与一小段通电直导线受到的磁场力F 成正比 B.一小段通电直导线受到的磁场力的方向就是磁场的方向C.一小段通电直导线在某处不受磁场力,该处的磁感应强度一定为零D.磁感应强度为零处,一小段通电直导线在该处一定不受磁场力拓展如图8-1-10所示是磁场中某区域的磁感线的分布情况, 则下列判断正确的是 ( A )A. a 、b 两处的磁感强度大小不等, B a > B bB. a 、b 两处的磁感强度大小不等, B a < B bC. 同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力大。
D. 同一通电导线放在b 处受力一定比放在a 处受力大。
二、磁场对电流的作用1.安培力——磁场对电流的作用力(1)安培力的大小当B 、I 、L 两两相互垂直时,F =BIL ;当B 与I 平行时F =0;当B 与I 成θ角时,则F =BIL sin θ。
注意:① 适用于任何磁场;但只有匀强磁场才能直接相乘② L 应为有效长度,即图中两端点连线的长度(如图8-2-1所示),相应的电流方向沿L 由始端流向末端。
因为任意形状的闭合线圈,其有效长度为零,所以通电以后在匀强磁场中,受到的安培力的矢量和为零。
(2)安培力的方向用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手 放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,并使四指指向电流方向,那么,大拇指所指的方向就是通电导线在 磁场中所受的安培力的方向,安培力的方向与B 和I 所决定的平面垂直。
(3)安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力 和电场力那样做功总为零.重点:安培力作用下物体运动方向判断的方法:1.电流元分析法:把整段电流等分为很多段直线电流元,先用左手定则判断出小段电流元受到的安培力的方向,再判断整段电流所受的安培力的合力方向,从而确定导体的运动方向。
2.特殊位置分析法:把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力的方向,从而确定运动方向。
3.等效分析法:环形电流和通电螺旋管都可以等效成条形磁铁;条形磁铁也可以等效成环形电流或通电螺旋管;螺旋管也可以等效成多匝环形电流来分析。
4.推论分析法:①两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,异向电流相互排斥;②两电流不平行时,有转到相互平行且方向相同的趋势。
5.转换研究对象法:定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势问题,可先分析电流在磁体磁场中所受安培力,然后用牛顿第三定律,确定磁体所受的电流磁场的作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向。
【例1】一个可以自由移动的线圈L1和一个固定的先圈上L2相互绝缘垂直放置。
且两个线圈的中心重合,当两个线圈通以如图8-5-1所示的电流时,从左往右看,线圈L1将( B )A.不动 B.顺时针转动 C.逆时针转动 D.向纸面内平动【解析】方法一:利用结论法:环形电流L1、L2之间不平行,则必发生相对转动,直到两平行电流通向平行为止,据此可得L1的转动方向应是:从左向右看,线圈L1顺时针转动。
方法二:等效分析法:把线圈L1等效为小磁针,小磁针刚好处于线圈L2的中心,小磁针最后静止时,其N极必指向电流I2的磁场方向,由安培定则可知I2产生的磁场方向在其中心竖直向上,而L1等效成小磁针以后,转动前N极指向纸内,因此应有纸内转为向上,所以从左往右看,线圈L1顺时针转动。
方法三:直线电流元分析法:把线圈L1沿转动轴分为上下两部分,每一部分又可以看成无数直线电流元,电流元处在L2产生的磁场中,据安培定则可知各电流元所在处磁场方向向上,由左手定则可得,上部电流元所受安培力均指向纸外,下部电流元均指向纸内,因此从左向右看,线圈L1顺时针转动。
【点拨】此类题的求解不止一种方法,应采用最方便最直观的方法为好。
本质上是受力问题,怎么运动就是要分析什么方向的受力,首先分析好L2的磁场,再根据左手定则判断线圈L1所受的安培力。
〔例2〕:如图8-2-4所示,用细橡皮筋悬吊一轻质线圈,置于一固定直导线上方,两者在同一竖直平面内,线圈可以自由运动。
当给两者通以图示电流时,线圈将()A.靠近直导线,两者仍在同一竖直平面内 B.远离直导线,两者仍在同一竖直平面内C.靠近直导线,同时旋转90°角 D.远离直导线,同时旋转90°角【解析】考虑到直线电流的磁场与距离有关,即远离导线处的磁场较弱。
把圆环电流分成若干小段直线电流(电流元法),各段所受的安培力均有水平分力和竖直分力,由对称性可知各力水平方向的分量相互抵消,而竖直方向的分量由于靠近电流I1处的磁场强,故合作用力为竖直向下,所以线圈将靠近直导线,且两者仍在同一竖直平面内,正确答案为A。
〔例3〕在同一平面内有两根平行的通电导线a 与b (图1),关于它们相互作用力方向的判断.正确的是[AD]A .通以同向电流时,互相吸引B .通以同向电流时,互相排斥C .通以反向电流时,互相吸引D .通以反向电流时,互相排斥〔分析〕设两导线中都通以向上的同向电流.根据安培定则,导线a 中的电流产生的磁场,在其右侧都垂直纸面向内.这个磁场对通电导线b 的作用力Fab 的方向,由左手定则可判知,在纸面内向左.同理,导线b 中的电流产生的磁场在其左侧都垂直纸面向外,它对导线a 的作用力Fba 的方向在纸面内向右.结果,两导线互相吸引(图2).若其中b 导线的电流反向(即两导线中通以反向电流),则a 导线的右边垂直纸面向内的磁场对b 导线的作用力F ′ab 的方向在纸面内向右;同理b 导线的左边垂直纸面向内的磁场对a 导线的作用力F ′ba 的方向在纸面内向左.结果,两导线互相排斥.(图3) 〔说明〕由上述分析可知,电流间的相互作用是通过磁场实现的.即三、带电粒子在磁场中的运动1.洛伦兹力:运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力。