大学物理竞赛辅导之磁学
大学物理磁学教学ppt
B
B
S
dB BdS B cos dS B dS
ds
S
对闭合曲面
B d B dS 韦伯
S
B B dS 0 磁场中的高斯定理
注意：
S
S D dS qi 0 是由于有单独存在的自由电荷
S B dS 0
是因为自然界没有单独存在的磁荷。 说明磁场是无源场.
11-4 安培环路定理
磁场的性质： 具有力的性质和能的性质。
磁场对其内的运动电荷（或载流导体）有力的作用。
载流导体在磁场中移动时，磁力对其作功。
二、磁感应强度
B
——表示磁场的强弱和方向。
1、载流线圈的磁矩（磁偶极矩）
n
定义：p m
IS
n
IS
2、磁感应强度
n 的方向：与 I 构成
B
右手螺旋
试验线圈在磁场中处于稳定平衡位置时
2、电与磁的联系
1819年前：磁铁 —— 磁铁
奥斯特发现：（1）电流（旁）——小磁针偏转。
安培发现： （2）磁铁（旁）——载流导线运动。 （3）载流导线 —— 载流导线。
电与磁密切相关 运动电荷产生磁现象。 运动电荷本身受磁力作用。
3、磁场：三种情况的相互作用，依赖“磁场”完成。 运动电荷、电流、磁铁周围都存在磁场。
例4、两平行板载有大小相等方向相反的电流，面电流 密度为 i, 求板间磁场？ （板间距比板宽度小得多）
a
b
B
dLc
解：分析
板间：B 均匀，方向向右 板外： B 0
作环路 L 如图
（I为正）
L B dl 0 I i ab B dl 0 I i
Bab 0iab
B 0i
物理磁学知识总结归纳
物理磁学知识总结归纳磁学是研究磁力、磁场以及磁性物质性质的学科，它与我们日常生活息息相关。
本文将对物理磁学的基础知识进行总结归纳，以帮助读者更好地理解磁学的相关概念和原理。
一、磁性物质的分类根据物质对磁场的响应，我们可以将物质分为三类磁性物质：铁磁性、顺磁性和抗磁性。
1. 铁磁性物质铁、镍、钴等金属及其合金都属于铁磁性物质。
在外加磁场的作用下，铁磁性物质会产生明显的磁化，且可以保持一定的磁性，直到外加磁场被去除。
2. 顺磁性物质铁磁性物质之外的大部分物质都属于顺磁性物质，如铜、铝等。
顺磁性物质在外加磁场下会被磁化，但其磁性较弱，而且在去掉外加磁场后几乎没有残余磁性。
3. 抗磁性物质抗磁性物质对外加磁场没有磁化的倾向，如金、银等。
它们不但不会被磁场磁化，而且对磁场产生的磁力也很微弱。
二、磁场的基本概念1. 磁感应强度磁感应强度B是磁场的一种量度，用符号B表示。
在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉(T)。
磁感应强度的大小表示了磁场的强弱，具体计算公式是B = F/(IL) ，其中F为通过一段导线所受的磁力，I是电流的大小，L是导线的长度。
2. 磁通量磁通量Φ是磁场的另一种量度，用符号Φ表示。
在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯(Wb)。
磁通量的大小表示了单位面积上穿过的磁力线数量，具体计算公式是Φ = BA ，其中B为磁感应强度，A为面积。
3. 磁力磁力是磁场对磁性物质或电流的作用力，用符号F表示。
它与磁感应强度B、电流I以及作用物体的几何形状有关。
根据安培力的法则，磁力与磁感应强度的乘积与作用物体所受的磁通量有关。
三、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了磁场变化时诱导电动势的产生。
根据法拉第电磁感应定律，如果一个线圈或导体在磁场中发生变化，将会产生感应电动势。
其数学表达式为ε = -ΔΦ/Δt ，其中ε表示感应电动势，Φ表示磁通量，t表示时间。
根据法拉第电磁感应定律，我们可以解释一些实际应用，如发电机的原理。
物理竞赛之电磁学
大学物理竞赛—电磁学题目训练知识点罗列1、电场和磁场的计算2、电能和磁能的计算3、有电解质和磁介质存在的情况4、电容器的电容和螺线管的自感互感5、静电场力和磁场力的计算6、动生电动势和感生电动势的计算例1：如图，两边为电导率很大的导体，中间两层是电导率分别为和的均匀导电介质，它们的厚度分别为d 1和d 2，导体的横截面积为S ，流过的电流为I 。
求：（1）两层导电介质中的电场强度；（2）每层导电介质两端的电势差。
1σ2σ12σσ12d d IISIjE σσ==SIE 11σ=SIE 22σ=SId d E U 11111σ==SId d E U 22222σ==解：（1）由欧姆定律的微分形式，有：于是：（2）根据电势的定义可得：解：例2一半径为的半球形电极埋在大地里，大地视为均匀的导电介质，其电导率为，求接地电阻。
rI1r 2r 跨步电压若通有电流I ，求半径为，两个球面的电压。
1r 2r σr 2d 1d 22rrr R R r rσπσπ∞∞===⎰⎰221112212d 111d ()22r r r r r R R r r r σπσπ===-⎰⎰12121211()2I V V IR r r σπ-==-211212111d ()2r r V V E r r r σπ-==-⎰另一种解法：j Eσ=22I j rπ=22I E rπσ⇒=rI1r 2r例3 两根长直导线沿半径方向引到铁环上A 、B 两点，并与很远的电源相连，如图所示。
求：环中心的磁感应强度。
A BI I OABI OI l 21l 21⎰B I 10d l m π40r 2=1l 1解：==I 1I 2R 2R 1l 2l 1=B =B 1B 2⎰B I 20d l m π40r 2=2l 2I l =I 21l 21其他几种变化：AoB:0=B O 处环心IO R⎪⎭⎫⎝⎛-=πI m 11200R B IO R⎪⎭⎫⎝⎛+=πI m 11200R B1IIabco2≠B12IIoab=B12abcdoII=B例4 半径为R 的木球上绕有细导线，所绕线圈很紧密，相邻的线圈彼此平行地靠着，以单层盖住半个球面，共有N 匝。
大学物理磁学总结
大学物理磁学总结磁学是物理学的一个重要分支，研究磁力以及与磁感应有关的现象和规律。
在大学物理学习中，磁学是必修的内容之一。
下面是一篇关于大学物理磁学的总结，希望对你有所帮助。
大学物理磁学主要包括磁场的产生、磁场对物质的作用以及电磁感应等内容。
首先，我们先来看一下磁场的产生。
磁场是由电流所产生的。
根据安培定律，当电流通过一段导线时，会在周围产生一个磁场。
在直导线产生的磁场中，磁力线由导线的方向出来，呈现环绕导线的环状。
根据右手定则，可以确定磁力的方向。
磁体也可以产生磁场。
可党是指各种物质通过一定的加工方法获得的物质的磁性。
磁体通常由铁磁体和非铁磁体两种材料组成。
铁磁体在外磁场的作用下，会被磁化，形成自己的磁场。
而非铁磁体在外磁场的作用下也会被磁化，但磁化程度较小。
接下来，我们来看一下磁场对物质的作用。
磁场对物质的作用主要表现在磁力和磁偶极矩的作用上。
磁力是磁场对带电粒子运动轨迹的影响力。
根据洛伦兹力定律，当带电粒子在磁场中运动时，会受到一个与速度和磁场方向垂直的力，即洛伦兹力。
磁力的大小与电荷、速度、磁场强度以及二者之间的夹角有关。
可以通过右手定则来确定洛伦兹力的方向。
磁偶极矩是磁体在外磁场作用下表现出的特性。
磁偶极矩包括电流元的磁偶极矩和磁体的磁化强度。
磁场对磁偶极子的作用力与磁场梯度有关，可以通过磁势能的定义来计算。
电磁感应是磁学中的一个重要现象。
根据法拉第电磁感应定律，当导体回路中的磁通量发生变化时，导体中就会产生感应电动势。
根据楞次定律，感应电动势的方向总是使得磁通量变化的效果减少。
电磁感应可以应用于发电和变压器等实际应用中。
此外，大学物理磁学还包括角动量磁矩以及磁场中的运动带电粒子等内容。
角动量磁矩是电子围绕原子核运动形成的磁偶极矩。
根据经典物理理论，电子的角动量磁矩与角动量呈正比。
而在磁场中运动的带电粒子会受到洛伦兹力的作用，改变其受力方向。
总的来说，大学物理磁学是一个广泛且复杂的领域，涵盖了磁场的产生、磁场对物质的作用以及电磁感应等内容。
《大学物理磁学》ppt课件
目录
• 磁学基本概念与原理 • 静电场中的磁现象 • 恒定电流产生磁场及应用 • 电磁波与光波在磁学中的应用 • 铁磁物质及其性质研究 • 现代磁学发展前沿与挑战
01
磁学基本概念与原理
磁场与磁力线
01 磁场
由运动电荷或电流产生的特殊物理场，具有方向 和大小，可用磁感线描述。
通过分析带电粒子在静电场中的运动规律，可以 03 了解电场分布和粒子性质等信息。
静电场和恒定电流产生磁场比较
静电场和恒定电流都可以产生磁场，但它们产 生的磁场具有不同的特点。
静电场产生的磁场是瞬时的，随着静电场的消 失而消失；而恒定电流产生的磁场是持续的， 只要电流存在就会一直产生磁场。
此外，静电场和恒定电流产生的磁场在分布、 强度和方向等方面也存在差异。
02 磁力线
形象描述磁场分布的曲线，其切线方向表示磁场 方向，疏密程度表示磁场强度。
03 磁场的基本性质
对放入其中的磁体或电流产生力的作用。
磁感应强度与磁通量
磁感应强度
描述磁场强弱和方向的物理量，用B表示， 单位为特斯拉（T）。
磁通量
描述穿过某一面积的磁感线条数的物理量，用Φ表 示，单位为韦伯（Wb）。
电磁铁
利用恒定电流产生的磁场来制作电磁 铁，用于吸附铁磁性物质或作为电磁
开关等。
电磁炉
利用恒定电流产生的交变磁场来加热 铁质锅具，从而实现对食物的加热和
烹饪。
电机与发电机
电机是将电能转换为机械能的装置， 而发电机则是将机械能转换为电能的 装置。它们的工作原理都涉及到恒定 电流产生的磁场。
磁悬浮列车
利用恒定电流产生的强磁场来实现列 车的悬浮和导向，具有高速、安全、 舒适等优点。
物理竞赛必备知识点总结
物理竞赛必备知识点总结一、力学1. 运动学（1）速度、加速度的定义及其计算方法；（2）匀变速直线运动的相关公式以及应用；（3）平抛运动、倾斜抛体运动的相关公式及其应用。
2. 动力学（1）牛顿三定律及其应用；（2）运动方程的推导和应用；（3）弹簧振子、简谐振动的相关公式及其应用；（4）摩擦力的计算及其应用。
二、热学1. 热力学基本概念（1）热力学系统、热力学平衡和热平衡的含义及其判定方法；（2）内能、热量和做功的关系；（3）理想气体状态方程及其应用。
2. 热力学第一定律（1）热功当量的含义及其计算；（2）绝热过程、等容过程、等压过程、等温过程的基本特征及其应用。
3. 热力学第二定律（1）卡诺循环的原理及其效率；（2）热机和制冷机的效率公式及其应用。
三、电磁学1. 电学基础（1）库仑定律及其应用；（2）电场强度、电势以及电势差的定义及计算方法；（3）电场中带电粒子的运动方程及其应用。
2. 磁学基础（1）洛伦兹力的计算及其应用；（2）电流和磁场的相互作用；（3）安培环路定理、比奥-萨伐特定律及其应用。
3. 电磁感应（1）法拉第电磁感应定律的条件和公式；（2）楞次定律的应用；（3）自感系数和互感系数的计算及其应用。
四、光学1. 几何光学（1）光的直线传播及其应用；（2）折射定律、全反射定律及其应用；（3）薄透镜成像公式、放大倍数计算及其应用。
2. 波动光学（1）双缝干涉、多缝干涉及其应用；（2）多普勒效应的计算和应用；（3）光的偏振和光栅原理及其应用。
五、原子物理1. 光电效应（1）光电效应的基本概念和实验事实；（2）光电发射功函数及其与光强的关系；（3）反光电效应及其应用。
2. 波尔模型（1）原子光谱的特点及其解释；（2）氢原子光谱的解释及其能级计算。
六、现代物理1. 相对论（1）相对论长度收缩及其推导；（2）相对论时间膨胀及其推导；（3）相对论动量和能量的变化及其应用。
2. 量子力学（1）波粒二象性及其实验事实；（2）薛定谔方程的基本概念及其应用；（3）不确定性原理的解释及其应用。
物理竞赛磁学知识点总结
物理竞赛磁学知识点总结一、磁性体的磁性质1. 磁性体的分类(1) 铁磁体：铁、镍、钴等元素构成的合金；(2) 铁磁性材料：由铁和少量其他元素组成的合金；(3) 非铁磁体：不含铁磁元素的材料，如铜、铝等。
2. 磁性的原子基础(1) 原子磁矩：原子核内质子和中子的运动产生磁矩，而围绕核运动的电子也会产生磁矩；(2) 磁性基态和激发态：原子的电子围绕核转动形成磁矩，处于低能量状态时成为基态，处于高能量状态时成为激发态。
3. 磁化过程(1) 磁化强度：磁体的整体磁性；(2) 磁矩：磁体中各个原子磁矩的矢量和，描述磁体的整体磁性；(3) 磁化方式：顺磁、抗磁、铁磁等；(4) 磁化曲线：描述磁体在不同外加磁场下的磁化过程。
4. 磁性的测定(1) 磁感应强度：描述磁场中的磁感应强度，单位为特斯拉；(2) 磁化强度：描述磁体的整体磁性，单位为安培每米；(3) 磁导率：描述磁性材料对磁场的响应能力，为磁化强度与磁感应强度之比；(4) 磁化曲线的测定：通过实验手段测定材料在不同外加磁场下的磁化情况。
二、磁场的产生和作用1. 磁场的基本性质(1) 磁场的概念和性质：描述磁场的基本概念和性质；(2) 磁场的磁感线：描述磁场的分布情况，即磁感线的方向和密度；(3) 磁场的磁通量：描述磁场通过某一平面的磁通量，单位为韦伯。
2. 安培定则(1) 安培定则的表述：电流元产生的磁场与电流元的夹角关系；(2) 安培定则的应用：计算磁场强度和方向的应用。
3. 毕奥-萨伐尔定律(1) 毕奥-萨伐尔定律的表述：描述电荷运动产生磁场的规律；(2) 毕奥-萨伐尔定律的应用：计算电流元产生的磁场强度和方向的应用。
4. 磁场的叠加原理(1) 磁场的叠加原理的表述：多个磁场的叠加形成新的磁场；(2) 磁场的叠加原理的应用：计算多个磁场叠加后的磁场强度和方向的应用。
5. 磁场中的磁力(1) 洛伦兹力：电荷在磁场中受到的洛伦兹力；(2) 磁场中电流元受力：描述磁场中电流元受力的情况；(3) 磁场中磁体受力：描述磁场中磁体受力的情况。
物理学科竞赛培训的内容与方法
物理学科竞赛培训的内容与方法物理学科竞赛是一项具有挑战性和高度专业性的活动，对于培养学生的物理思维能力、创新能力和解决实际问题的能力具有重要意义。
为了帮助学生在竞赛中取得优异成绩，科学合理的培训内容和方法至关重要。
一、培训内容1、基础知识的深化与拓展物理竞赛的基础是扎实的物理学科知识。
这包括力学、热学、电磁学、光学、近代物理等各个领域。
在培训过程中，不仅要对高中物理教材中的知识点进行系统梳理和深化，还要拓展到大学物理的相关内容。
例如，在力学部分，要深入讲解牛顿运动定律、动量定理、能量守恒定律等，并引入分析力学的基本概念；在电磁学方面，要拓展到麦克斯韦方程组、电磁波的传播等。
2、解题技巧与方法的训练掌握有效的解题技巧和方法是在竞赛中取得高分的关键。
培训中要引导学生学会分析题目中的关键信息，选择合适的物理模型和解题思路。
例如，对于复杂的力学问题，可以运用微元法、等效法等；在处理电磁学问题时，善于运用对称性、叠加原理等。
同时，要进行大量的习题训练，让学生在实践中熟练运用各种解题技巧。
3、实验能力的培养物理是一门实验科学，实验能力在竞赛中占有重要地位。
培训要包括实验原理、实验设计、数据处理和误差分析等方面。
学生需要熟悉常见的物理实验仪器的使用方法，能够独立完成一些基础实验和创新实验。
此外，还要培养学生对实验数据的敏感度和分析能力，以及根据实验结果进行改进和创新的能力。
4、前沿知识的了解物理学科的发展日新月异，了解前沿知识能够拓宽学生的视野，激发他们的创新思维。
在培训中，可以适当介绍一些最新的物理研究成果和应用，如量子计算、超导材料、引力波探测等。
这不仅有助于学生在竞赛中应对一些创新性的题目，也能为他们未来从事物理研究打下基础。
二、培训方法1、分层教学由于学生的物理基础和学习能力存在差异，采用分层教学的方法能够更好地满足不同学生的需求。
根据学生的前期测试成绩和学习情况，将他们分为基础班、提高班和精英班。
针对基础班，重点加强基础知识的巩固和基本解题能力的培养；提高班则侧重于知识的拓展和解题技巧的提升；精英班则注重创新思维和综合应用能力的训练，以及前沿知识的探讨。
大学物理竞赛辅导之磁学
•d•x •x
•b •b •b
•=m•0••N•2I••bsin•2q•lns2
•d•I •N•I
•d•l •=•b
•d•x
•=•b•cosq
•d•I•=••Nb••Ic•do•xsq
•理 学 院 物 理 系
张晚云
•
•变2 有一蚊香状的平面 N 匝线圈，通有电流 I ，每 一圈近似为一圆周，其内外半径分别为a 及 b 。求圆 心处 P 点的磁感应强度。
•一般情况下有：•F•B••<<•F•E •，•ω•与•ω´•相差无几 •ω•´=•ω•+••Δω ••(•Δω•<••<ω•)
••2ω••Δω•=•±••(•em•B•••)(ω•+••Δω•) •≈•±••(•em•B••)ω
•∴
••Δω•=•±•(••e2•Bm•)
•理 学 院 物 理 系
张晚云
•y
•x
•理 学 院 物 理 系
张晚云
•
•【考点二】磁场的分布特点。
•例1 证明不存在球对称辐射状磁场：
•证：•选半径为 r 的球面为高斯面 S，•由题设有 ：
•B •• •r
•S • 这与
矛盾。
•∴ 不存在
•理 学 院 物 理 系
形式的磁场。
张晚云
•
•例2 证明不存在突然降到零的磁场。
•证：•选图示的闭合回路 L，
•理 学 院 物 理 系
张晚云
•
•一、磁感应强度的计算
•对于运动点电荷：
•注意矢量叉 积的运算
•对于连续带电体
：•方法 •用毕—萨定律
Ⅰ
•方法 •典型带载流体的磁
•磁场叠加原
物理竞赛 电磁学教材
物理竞赛电磁学教材
以下是一些电磁学教材，适合物理竞赛学习：
1. 《电磁学（上、下册）》郑晓光著
这本教材是中国科学院的高级物理教材之一，内容深入浅出，重点介绍了电磁学的基本原理和应用。
2. 《电磁学（上、下册）》大赞著
这本教材是清华大学物理系的经典教材，内容全面、详细，结合了数学推导和物理概念，适合对电磁学有一定基础的学生。
3. 《电磁学讲义》王学文著
这本教材是北京大学物理学院的教材，内容系统、全面，讲解清晰明了，适合初学者学习。
4. 《电磁学引论》Griffiths著
这本教材是国外著名的电磁学教材，内容严谨、深度适中，注重物理概念和数学推导的结合，适合深入学习电磁学的学生。
5. 《电动力学》Jackson著
这本教材是国外著名的电磁学教材之一，内容深入、理论严谨，适合对电磁学有一定理论基础的学生。
根据个人的学习需求和水平，可以选择适合自己的教材进行学习。
另外，参加物理竞赛还需要进行大量的练习和习题，建议结合教材进行习题训练，加深对电磁学知识的理解和应用能力的提高。
物理竞赛力学光学和电磁学基本原理
物理竞赛力学光学和电磁学基本原理物理竞赛是考察学生对物理知识和解题能力的一种比赛形式。
力学、光学和电磁学是物理竞赛中的重要内容，了解其基本原理对于参赛者来说至关重要。
本文将分别介绍力学、光学和电磁学的基本原理，帮助读者在物理竞赛中取得优异的成绩。
一、力学基本原理力学是研究物体在外力作用下的运动规律的科学。
在物理竞赛中，需要熟悉牛顿三定律、动力学、动量守恒和机械能守恒等概念。
1. 牛顿三定律牛顿第一定律，也称惯性定律，指出物体在没有外力作用下保持静止或匀速直线运动。
牛顿第二定律，描述了物体受到的力和运动状态之间的关系，公式为F=ma，其中F表示物体所受合力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
牛顿第三定律，也称作用反作用定律，指出任何两个物体之间存在着相互作用力，且这两个力的大小相等、方向相反。
2. 动力学动力学是研究物体受力后的运动状态的学科。
通过牛顿第二定律和运动学知识，可以计算物体的加速度、速度和位移等参数。
3. 动量守恒动量守恒是指在一个封闭系统中，物体的总动量在物体间相互作用时保持不变。
利用动量守恒定律可以解决碰撞和爆炸等问题。
4. 机械能守恒在没有摩擦和外力做功的情况下，机械能守恒。
机械能是由动能和势能组成，可以通过它解决机械系统中的能量转化和机械效率等问题。
二、光学基本原理光学是研究光的传播和光现象的学科。
在物理竞赛中，需要了解光的反射、折射、衍射和干涉等基本原理。
1. 光的反射光遇到界面时，按照反射定律，会发生反射。
角度是入射角，角度是反射角。
反射图像的特性包括：位置与物体距离相等、形状与物体相似、左右颠倒。
2. 光的折射光由一种介质进入另一种介质时，会发生折射。
根据折射定律可以计算光线的折射角。
当光由光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角；当光由光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角。
3. 光的衍射光通过障碍物或缝隙时，会发生衍射现象。
衍射的特点包括：光线扩散、出现衍射图样。
物理竞赛必学知识点总结
物理竞赛必学知识点总结一、基础知识1. 物理学的基本概念物理学是研究非生物性质的基本科学，旨在解释自然界的各种现象和规律。
其基本概念包括质量、力、能量、运动及相互作用等。
2. 物理学的基本原理物理学的基本原理主要包括牛顿力学、电磁学、光学、热学、原子物理学等。
掌握这些基本原理对物理竞赛至关重要。
3. 基本计算方法物理竞赛中常涉及到各种物理量的计算，包括速度、加速度、力、功率等的计算方法。
4. 仪器使用物理实验和竞赛中需要用到各种物理仪器，如显微镜、望远镜、天平、电子秤、示波器等，掌握这些仪器的使用方法对解答实验题目至关重要。
二、力学1. 牛顿运动三定律物理竞赛中经常出现的物体受力运动问题，需要用到牛顿运动三定律，即物体的惯性、作用力与反作用力、力与加速度的关系等。
2. 力的分解与合成考题中经常会涉及到不同方向的力的合成与分解，需要根据题目情况灵活运用。
3. 力矩力矩是物体受力偏转的物理量，解答力矩计算题需要掌握静力学的知识和力矩的计算方法。
4. 动力学与动能定理物体在运动中受到的外力会使其加速，动力学定理和动能定理是解答动力学问题的重要原理。
5. 弹性力弹性力是指物体变形或位移后会产生的恢复力，掌握弹簧力、胡克定律等内容对解答弹性力问题至关重要。
1. 热力学基本定律热学是研究热现象及其相互转化的科学，掌握热力学基本定律对解答热学问题至关重要。
2. 热力学循环热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环、布雷顿循环等，了解热力学循环的特点和计算方法是物理竞赛必备知识。
3. 热传导和传热定律热传导和传热定律是热学的重要内容，掌握热传导的计算方法和传热定律对解答热学问题有很大的帮助。
四、光学1. 光学基本原理光学是研究光和其它电磁波的传播、反射、折射和干涉等现象的科学，了解光的波动性和粒子性、光的折射定律、反射定律等是物理竞赛必备知识。
2. 光的干涉和衍射光的干涉和衍射是光学的重要内容，包括双缝干涉、单缝衍射、多普勒效应等，这些内容常出现在物理竞赛题目中。
全国物理竞赛知识点总结
全国物理竞赛知识点总结物理竞赛是对学生物理素养的综合考量，要求学生对物理知识的掌握、科学思维的运用和物理实验的技能都需要有一定的水平。
下面将对物理竞赛的一些重点知识点进行总结。
1. 力学力学是物理竞赛的重点内容之一，包括静力学、动力学和运动学等。
静力学主要讲述物体在力的作用下的静止情况，需掌握平衡的条件以及杠杆、滑轮等简单机械的运用。
动力学主要讲述物体在力的作用下的运动情况，需掌握牛顿三定律、动量守恒定律、能量守恒定律等基本定律。
运动学包括直线运动、曲线运动等，需要能够分析运动图像、速度、加速度等。
2. 热学热学是物理竞赛的另一重点内容，包括热力学和热传导等。
热力学主要讲述物体的热平衡和热力学定律，需要掌握理想气体状态方程、内能、热量等概念。
热传导主要涉及导热方程、热传导系数等内容，需要能够分析传热现象。
3. 电磁学电磁学是物理竞赛的重要内容之一，包括电荷、电场、电动势、电流、电磁感应等。
需要掌握库仑定律、高斯定律、安培定律等，能够分析电场和电路中的问题。
4. 光学光学是物理竞赛的重点内容之一，包括几何光学和物质光学。
需要掌握光的反射和折射规律，能够分析镜片和透镜等光学器件的特性。
5. 原子物理原子物理是物理竞赛的重要内容之一，包括原子结构、原子光谱、原子核、核反应等。
需要掌握玻尔模型、光子效应、核衰变等内容。
以上是物理竞赛的一些重点知识点总结，希望对参加物理竞赛的同学有所帮助。
物理竞赛需要学生在知识储备、思维能力和实验技能等方面都有一定的水平，学生需要多加练习和思考，才能取得好的成绩。
祝愿参加物理竞赛的同学取得好成绩！。
物理高考磁学知识点归纳
物理高考磁学知识点归纳在物理这门学科中，磁学是一个重要的分支。
磁学的研究对象是磁场及其相互作用。
随着科技的不断发展，磁学在各个领域都有广泛的应用，因此，磁学知识的掌握对于学生来说是非常必要的。
本文将对物理高考中的磁学知识点进行归纳，包括磁场的基本概念、磁场中磁感应强度的计算、电流在磁场中的受力、电动机和电磁铁的工作原理等。
首先，我们从磁场的基本概念开始。
磁场是指能够对磁性物质产生力和力矩的空间区域。
玛丽安力线是用来表示磁场强度和方向的线条，其方向由北极指向南极。
根据安培定理，磁场的环路积分等于围绕该环路的电流总和除以真空中磁导率。
其次，我们来介绍磁场中磁感应强度的计算。
根据毕奥-萨伐尔定律，磁场中任一点的磁感应强度等于该点所受磁场力的大小与单位面积上的力的大小之比。
对于线电流产生的磁场，磁感应强度的计算可以通过比例关系推导得出。
当线电流是直线时，磁感应强度的大小与距离线电流的距离成反比；当线电流是圆形环路时，磁感应强度的大小与距离环路中心的距离成正比。
接下来，我们来讨论电流在磁场中的受力。
根据洛伦兹力的定义，电流在磁场中会受到一个垂直于磁感应强度和电流方向的力。
根据洛伦兹力的方向规律，可以得出当电流与磁感应强度成正交关系时，电流受力最大；当电流与磁感应强度平行时，电流不受力。
然后，我们来探讨电动机的工作原理。
电动机是将电能转化为机械能的装置。
它的核心部件是电枢和磁铁。
当电流通过电枢时，电流在磁场中受到力的作用，使电枢会绕着磁铁旋转。
这样，电动机就能够产生转动功。
最后，我们来了解电磁铁的工作原理。
电磁铁是将电能转化为磁能的装置。
它通过在铁芯上绕制线圈并通电，使铁芯具有一定的磁性。
当通电时，线圈产生的磁场将铁芯磁化，使其具有磁吸力。
这样，电磁铁就能够实现吸附和释放物体的功能。
通过对物理高考磁学知识点的归纳，我们对磁场的基本概念、磁感应强度的计算、电流在磁场中的受力、电动机和电磁铁的工作原理有了更深入的了解。
物理竞赛班第二轮资料磁现象
南宁三中高2009级物理竞赛班第二轮资料第十讲 磁现象一、恒定磁场 （一）规律1、毕奥--萨伐尔定律-----真空中电流元的磁场 （1）大小 202sin 4sin rL I r LkI B θπμθ∆⋅=∆⋅=∆ ①θ为顺着电流I ∆L 的方向与r方向的夹角，当→∆l I 与→r 之间的夹角为零或π，则dB =0，亦即在电流元→∆l I 延长线上各点，电流元→∆l I 并不产生磁场。
②πμ40=k ，m A Wb k ⋅=-/107，A m T /10470⋅⨯=-πμ（真空的磁导率） （2）方向：用右手螺旋定则确定，即伸出右手，先把四指放在I ∆L 的方向上，转向矢径r方向时大拇指方向即为B∆的方向(垂直于电流元与矢径所构成的平面)。
（3）磁感应强度的迭加原理载流导线在磁场中某点产生的磁感应强度等于该载流导线上各电流元在该点所产生的磁感应强度的矢量和，即 L r I d L L∆==⎰⎰20sin 4θπμ（4）运动电荷所产生的磁感应强度 ①大小：20sin 4r qV B θπμ=式中q 为运动电荷所带的电量，为其速度。
②方向：方向：用右手螺旋定则确定，即伸出右手，先把四指放在正电速度V （负电相反）的方向上，转向矢径r方向时大拇指方向即为B 的方向(垂直于等效电流元与矢径所构成的平面)。
2、安培环路定理（1）内容：磁感应强度B 沿任意闭合环路L 的线（积累）积分（又称环流）等于穿过这个环路的所有电流强度的代数和I 的0μ倍，即∑∑μ=∆⋅)L 内(闭合回路L0I L B∆B ∆(2)在环路定理∑∑μ=∆⋅)L 内(闭合回路L0I L B 中，环路L 上任一点的应是空间中所有电流在该点所产生的磁感应强度的矢量和，即它既包括环路L 内的电流，又包括环路L 外的电流共同产生的。
而i I ∑只包括穿过环路L 的电流。
即是说环路L 外的电流对有贡献，而对沿l 的环流无贡献。
(3)必须注意电流I 的正负规定。
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变1 在一圆锥台的侧面均匀绕有N 匝导线,其中通有电 流 I, 尺寸如图所示。求锥顶处P 点的磁感应强度。
I dx N I d = b cos q
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张晚云
变2 有一蚊香状的平面 N 匝线圈，通有电流 I ，每一 圈近似为一圆周，其内外半径分别为a 及 b 。求圆心 处 P 点的磁感应强度。
dr
rdr
ro
R1
B
R1
0
R2
1 0R1 0dr 2 2
R2
1 1 B dr 0( R2 R1 ) R1 2 0 2
已知： B B则有R2 2 R1
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变1.有一闭合回路由半径为 a 和 b 的两个同心共面半 圆连接而成,如图其上均匀分布线密度为 的电荷,当回 路以匀角速度 绕过 o 点垂直于回路平面的轴转动时, 求圆心o 点处的磁感强度的大小. 解: 令带电的大半圆线圈和小半圆线圈 b
r dr
P. . a o a
b b
dr dI = NI b a I N dI = dr (b a)
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例3. 一半径为 R2 带电薄圆盘,其中半径为 R1 的阴影部分均匀带 正电荷,面电荷密度为 + ,其余部分均匀带负电荷,面电荷密度为 – ,当圆盘以角速度 旋装转时,测得圆盘中心点 o 的磁感应强 度为零, 问 R1 与 R2 满足什么关系？ 解：当带电圆盘转动时,可看作无数个圆电流 的磁场在 o 点的迭加, 半径为 r ,宽为 dr 的圆电流: dI= 磁场：dB = 0dI/2r =0R/2
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例2 证明不存在突然降到零的磁场。
证：选图示的闭合回路 L， 应有：
由图示，左边 B d l 0
L
B dl 0 I内
L
N
.
L
B0
S N
但右边： 0
边缘 所以不存在这样的磁场。 效应 实际情况应有边缘效应。
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I
内
0。
(5)磁场强度和磁化强度的计算。
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一、磁感应强度的计算
0 0 q r 对于运动点电荷： B 4 r2
对于连续带电体： 方法Ⅰ 方法Ⅱ 用毕—萨定律 注意矢量叉 积的运算 0 0 Idl r B dB Q 4π r2
典型带载流体的磁强
磁场叠加原理
熟记长直电流、圆电流、长直螺线管、螺绕环、无 限大面电流、无限长柱面/体电流的磁场分布。 方法Ⅲ
利用环路定理求特殊对称分布带电体的场强 E dl μ0 I内
L
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例1 两根长直导线沿半径方向引到铁环上A、B 两点， 并与很远的电源相连，如图所示。求：环中心的磁感 应强度。 A 0 I1 l 1 解：
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磁场与电磁感应部分内容总结
一、电流或运动电荷的磁场
１、运动电荷的磁场 2、电流元的磁场
0 μ0 q υ r B 4π r2 0 μ0 Idl r dB( r ) 4π r2
3、稳恒电流的磁场 牢记：长直电流、圆电流、长直螺线管、螺绕环、 无限大面电流、无限长柱面/体电流。
B 1=
B2
d l 4 πr I l d l =4 πr
2
0
O
I
0
2
2
2
0
B I
A
I1 R2 l2 = = I2 R1 l1 I1l 1 =I2l2 B = B 1 B 2= 0
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I1
O
l2 I 2
B
l1
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其他几种变化：
环心O处 : B0 0
0
A
o
O
R
I
B
1 B0 1 2R 1 B0 1 2R
用补偿法：小圆柱体通有等量反向电流密度。
j = π (R 2 r 2 )
设小圆柱体中的电流为
I
× × × × × ×
× ×
d d
× ×
× ×
× ×
r I π 2 I ´ =j π r = 2 2 ( ) R r π
2
aR
× R × ×
O × o
× × ×
×
×
× ×
r r
× ×
. ×. × O´. o . ´ × × ×
x
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【考点二】磁场的分布特点。
ˆ 例1 证明不存在球对称辐射状磁场：B f (r )r 证： 选半径为 r 的球面为高斯面 S， 由题设有：
B r
S
2 B dS f (r ) 4πr 0
S
这与 B dS 0 矛盾。
S
∴ 不存在 B f (r )r ˆ 形式的磁场。
解： dB = 0 dI
0
2r NI = 2r dr (b a) b dr NI B= ( 2 b a ) a r NI ln b = 2 (b a ) a
0 0
r
P. a P .a
dr
b b
思考：若将该平面沿直径 折成直角呢？
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dr dI = NI b a I N dI = dr (b a)
L S
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练习 试证明：在没有电流的真空区域， 磁感应线相互平行的磁场必是均匀磁场。
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二、磁场对运动电荷或载流导线的力或力矩 关于洛仑兹力应注意 f qv B m
(1) 在均匀磁场中
υ 与B不垂直 带电粒子作螺旋运动
υ B
匀速圆周运动
带电粒子螺旋运动 到某指定点的条件
4、电磁波的能流密度
3、磁场的能量
1 1 Wm BHdV W LI 2 V 2 2
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S EH
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三、磁场对电流的作用力
１、洛仑兹力 2、安培力
f m qv B
F dF Idl B
在均匀磁场中
F Il B Ir起末 B
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练习：如图，沿Z轴放置两根相互绝缘的长直非磁性导体，其中 的电流分别沿Z轴的正方向和负方向，电流强度均为I，图中画 斜线部分为两导体的正截面，设两圆的半径均为R，两圆心的间 距也为R，且每根导体中的电流都只均匀地分布在其自身的正截 面内。试求两根导体之间空白区域内的磁场分布。
y
2 I y N dB = 2 2 3 2d 2( x + y ) NI 2 cos q dq = πR π I I N N 2 2 B= cos q dq = πR 0 4R
0
0 0 0
解： dN = N dq π 2
R dq q 2R o x
y
x
思考：若变为旋转带电球面（体）呢？
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0
O
R
I
b
1
I a
a o
I
o
I
c
2
B0 0
1I a
o
1
d
c 2I
I
2b
b
B0 0
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B0 0
张晚云
例2 半径为R的木球上绕有细导线，所绕线圈很紧密， 相邻的线圈彼此平行地靠着，以单层盖住半个球面， 共有N 匝。如图所示。设导线中通有电流 I 。求：在 球心O处的磁感应强度。 y
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二、磁场的基本性质
１、磁场的高斯定理与安培环路定理
B dS 0
S
L
H dl I
2 、磁场的物质方程
M χm H B H M μ0 μr 1 χ m
对密绕线圈
B μ0 μr H μH
R
I d B 0´= 2 π(R 2 r 2)
0
o×
× ×
d
×
. ×. × o . . ´ × × ×
× ×
r
×
×
×
×
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(3)空心部分中任一点P的磁感应强度 B
0 B1 j r1 2 0 B2 j r2 2 2 2
y B1 B Bo B2 R L2 P r1 r2 r Pd o o L1 o o dI I x 2 I1
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a
d
变２.如图半径为R 的均匀带电无限长直圆筒，电荷面 密度 ，筒以速度 绕其轴转动。求圆筒内部的 B。
思路：当成螺线管看待
I总 2R L RL i 2 N I总 B 0 nI O OR 方 向: 平行 轴向右 L N
jd
B Ei dl s t dS
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dB dt
dφm εi dt 1、动生电动势： ＋ ε (υ B) dl
感应电动势
－
２、感生电动势： ３、自感电动势： ４、互感电动势：
ε i E i dl
(1) 在非均匀磁场中
张晚云
N 解：dpm dI r Ir 2dr ba
2
变3 如图，在均匀磁场B中有一总匝数为N 的均匀密 绕平面螺旋线圈，其半径由a 绕至 b，并通有电流 I 。 求线圈平面的磁矩。
B
b N 2 pm dpm I r dr a ba NI (a 2 ab b 2 ) 3 0 M pm B sin90 NIB(a 2 ab b 2 ) 3 思考：若将该平面线圈换 成旋转带电圆盘呢？