高三物理二轮复习课前诊断-磁场的基本性质
(高中物理)知识全解24磁场的基本性质

高中物理知识全解 2.4 磁场的根本性质注意:左手生力,右手生电生磁。
根底知识:1、磁场:磁体或电流周围存在一种特殊物质,能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用,这种特殊的物质叫磁场。
2、磁场的根本性质:对放入其中的磁极、电流或运动电荷产生力的作用。
3、磁场的产生I、永磁体周围存在磁场。
II、电流周围存在磁场—电流的磁效应注意:结合安培右手定那么及楞次定律判定磁场的方向。
4、磁场决定磁场强度的客观性,磁场强度是由磁场所决定的客观物理量。
【例题】由公式F sinB qυθ=洛可知,在磁场中的同一点〔〕磁场强度B与F洛成正比,与sinqυθ成反比。
无论带电粒子所带电量如何变化,F sinqυθ洛始终不变。
磁场中某点的磁场强度为零,那么带电粒子在该点所受的磁场力一定为零。
如果磁场中有静止的带电粒子,那么该带电粒子不受磁场力。
假设带电粒子在某点不受磁场力,那么说明该点磁场强度为零。
磁场中的运动电荷不一定受磁场力。
答案:BCDF5、磁现象I、磁性:物质具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
II、磁体:具有磁性的物体叫磁体。
【磁体可分为:永磁体〔即硬磁体〕和软磁体两大类】III、磁极:磁体的各局部磁性强弱不同,磁性最强的区域叫磁极。
任何磁铁都有两个磁极,一个叫南极(S极),一个叫北极(N极)。
IV、磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
6、电流的磁效应I、电流对小磁针的作用。
奥斯特实验:奥斯特发现,电流能使磁针偏转,如以下列图所示。
II、磁体对通电导线的作用磁体对通电导线产生力的作用,使悬挂在蹄形磁铁两极间的通电导线发生移动。
如以下列图所示。
III、电流和电流间的相互作用相互平行且距离较近的两条导线,当导线中分别通以方向相同的电流时,两导线相互吸引;当导线中通以方向相反的电流时,两导线相互排斥,如以下列图所示。
总结:不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应。
磁场的基本性质

磁场的基本性质介绍磁场是物理学中一种与电荷运动有关的现象。
从微观的角度来看,磁场是由运动的电荷所产生的。
磁场具有许多基本性质,其中包括磁场的方向、大小以及如何受到力的作用等。
本文将介绍磁场的几个基本性质,并对其进行详细解释。
磁场的方向磁场的方向是指磁力线的走向。
磁力线是用来表示磁场分布的曲线,其方向始终指向磁场的南极。
根据磁力线的规律,我们可以得出以下几个基本性质:1.磁力线不会相交:磁力线是一种无源矢量场,不会相互干涉或相交。
2.磁力线形状:在均匀磁场中,磁力线呈平行于磁场方向的直线;在磁铁附近,磁力线则呈现出从北极走向南极的形状。
磁场的大小磁场的大小通常用磁感应强度来表示,使用符号B表示。
磁感应强度是指单位面积内通过的磁力线条数,其单位是特斯拉(T)。
磁感应强度的大小与磁场的强弱成正比,具体关系可以通过以下公式表示:B = μ * H其中,B为磁感应强度,μ为磁导率,H为磁场强度。
磁场的力磁场不仅可以感应电荷的运动,还可以对运动的电荷施加力。
在磁场中,电荷会受到一个称为洛伦兹力的作用,其大小和方向可以通过以下公式计算:F = q * v * B * sinθ其中,F为洛伦兹力,q为电荷量,v为电荷的速度,B为磁感应强度,θ为速度与磁感应强度之间的夹角。
洛伦兹力的方向垂直于速度方向和磁感应强度方向的平面,并且符合右手法则:当右手四指沿速度方向握拳,拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向。
磁场的产生磁场可以由电流产生。
根据安培环路定理,当电流通过一段导线时,会产生一个环绕导线的磁场。
导线通过的电流越大,磁场的强度就越大。
此外,磁体也可以产生磁场。
通过在磁体中放置磁性材料,例如铁磁体,可以使磁场得到增强。
这是因为磁性材料会在外部磁场的作用下自发磁化,从而增强磁场的大小。
磁场的应用磁场在日常生活中有许多应用。
以下是一些常见的应用领域:•电力工程:磁场在发电、输电和变压器中起着重要的作用。
•医学:磁共振成像(MRI)利用磁场的性质来生成人体的内部结构图像,从而帮助医生诊断疾病。
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概念和性质磁场是磁力的作用空间,是磁铁或电流在周围产生的一种特殊物理现象。
磁场有以下几个主要性质:1.磁力线:磁场是无形的,但我们可以通过磁力线来描述磁场的分布情况。
磁力线是指在磁力作用下,磁铁或电流周围的磁场线路。
磁力线由北极指向南极,形成闭合曲线。
2.磁力的方向:磁力线的指向表示了磁力的方向。
磁力线密集的地方,磁场的强度大;磁力线稀疏的地方,磁场的强度小。
3.磁场的强度:磁场的强度表示磁力的大小。
单位是特斯拉(T)。
4.磁场的性质:磁场具有磁力的作用,可以使磁铁相互吸引或排斥,并且对带电粒子也会产生力的作用。
磁场的产生磁场的产生有两种主要方式:1.静磁场:静磁场是由静态磁体(如磁铁、长直导线等)产生的磁场。
根据安培定律,通过电流的闭合回路会产生一个磁场,磁感应强度与电流的大小成正比。
2.变化磁场:变化磁场是由变化的电流或电场产生的磁场。
根据法拉第电磁感应定律,一个电流变化的闭合回路内将产生感应电动势,从而产生磁场。
磁场的测量和表示磁场的强度可以通过霍尔效应测量。
霍尔效应是指在磁场中通过一块半导体材料时,由于磁场的作用,会在材料中产生电势差。
根据霍尔效应可以制作霍尔元件,用于磁场的测量。
磁场可以通过磁力线来表示。
通过将磁铁或电流周围的磁场线描绘出来,可以直观地了解磁场的分布情况。
在表示磁场线时,磁场线越密集,表示磁场的强度越大。
磁感线和磁感应强度磁感线是用来表示磁场分布情况的曲线,磁感线的方向为磁场的方向。
磁感线的特点有:1.磁感线从磁铁的南极指向北极,形成闭合曲线。
2.磁感线是连续不断的曲线,不会相交或断裂。
磁感应强度是指单位面积垂直于磁感线方向上通过的磁通量。
磁感应强度的正方向与磁力作用的方向一致。
单位是特斯拉(T)。
磁场中的力磁场中的力可以通过楞次定律和左手定则来确定。
根据楞次定律,当导体中有电流通过时,将会在导体上产生力。
如果电流和磁场方向不垂直,那么力的方向将会与电流和磁场有关。
高考物理知识点:磁场

高考物理知识点:磁场1500字磁场是高考物理中的重要知识点,下面我将为您详细介绍磁场的相关知识,包括磁场的定义、磁感线、磁力的性质、磁场对带电粒子的作用等。
一、磁场的定义和性质:1. 磁场的定义:磁场是指能够对带电粒子、带磁物质(如铁磁物质)产生作用的特殊空间区域。
磁场由磁荷或磁极所产生,可以通过磁感线来描述。
2. 磁感线:磁感线是用来表示磁场强度和方向的线条,它是磁场中某一点上的矢量量值的方向线。
磁感线的性质包括:磁感线是连续的闭合曲线,磁场越强,磁感线越密集,磁感线在磁场中的分布是规则的。
3. 磁场的性质:(1)磁场是无源场:磁场不存在单独的磁荷,它只能由具有磁性的物体(如磁铁)或由电流所产生。
(2)磁场具有源、涡的性质:磁感线围绕磁荷或电流闭合,形成源;磁感线的环线呈螺旋状,形成涡。
(3)磁场是矢量场:磁场具有方向性,可以用矢量表示,即磁感应强度的方向与磁感线的方向相同。
二、磁力和洛伦兹力:1. 磁力的性质:(1)磁力是矢量:磁力方向垂直于带电粒子的速度和磁场的方向,符合右手定则。
(2)磁力与速度无关:带电粒子在磁场中受力的大小只与带电粒子的电荷量和速度以及磁感应强度有关,与速度的方向和大小无关。
(3)磁力不做功:磁力作用于带电粒子时,带电粒子的动能不会发生变化,磁力不做功。
2. 洛伦兹力:磁场对带电粒子的作用力称为洛伦兹力,它由带电粒子的电荷量、电荷的速度以及磁场的强度决定。
洛伦兹力的大小可以用公式F=qvBsinθ来表示,其中F表示洛伦兹力的大小,q表示带电粒子的电荷量,v表示带电粒子的速度,B表示磁感应强度,θ表示带电粒子速度与磁场方向的夹角。
三、带电粒子在磁场中的运动:1. 直线运动:当带电粒子的速度与磁场平行或垂直时,带电粒子做匀速直线运动。
当带电粒子的速度与磁场平行时,洛伦兹力为零,带电粒子不受力,保持原来的匀速直线运动。
当带电粒子的速度与磁场垂直时,洛伦兹力垂直于带电粒子的运动轨迹,使其做偏转运动,具体的弯曲方向由右手定则决定。
高三物理磁场知识点

高三物理磁场知识点在高三物理学习中,磁场是一个重要的知识点。
磁场的研究涉及到各种现象和应用,对于理解电磁学理论和解决实际问题都具有重要意义。
本文将深入探讨高三物理磁场的相关知识点,希望能够帮助同学们更好地理解和应用。
一、磁场的概念和性质磁场是自然界中普遍存在的一种物理场。
它是由电流、磁体和磁场相互作用而形成的。
磁场具有方向、大小和分布的特点。
磁场的方向由南极指向北极,大小和分布则由磁体的性质决定。
在磁场中,可以观察到多种现象,比如磁力线、磁场强度和磁通量。
磁力线是描述磁场分布的曲线,它始终沿着磁场的方向延伸。
磁场强度是指单位面积上垂直通过的磁力线的数量,用B表示。
磁通量是指磁感线通过单位平面的数目,用Φ表示。
二、磁场的产生和性质磁场可以通过电流和磁体产生。
当电流通过导线时,会在导线周围形成一个垂直电流方向的磁场。
这就是安培环流定理所描述的。
磁体也可以通过金属磁体或电流形成的线圈实现,这种磁体被称为电磁铁。
磁场具有很多重要的性质,比如磁场对磁体的作用力、磁场对带电粒子的作用力和磁场对电流的作用力。
在这些作用力中,洛伦兹力是其中一个重要的方面。
洛伦兹力描述了带电粒子在磁场中的受力情况,它的大小和方向和磁场强度、带电粒子的电荷和速度有关。
三、磁场的应用磁场在生活中有着广泛的应用。
其中一个重要的应用是电动机。
电动机的工作原理就是利用洛伦兹力的作用,让电流通过线圈在磁场中受力运动,实现能量转换。
磁场还可以应用在电磁感应和变压器中。
电磁感应是指磁场通过导线的变化引起的电动势和电流。
在电磁感应中,法拉第电磁感应定律是非常重要的,它描述了磁通量的变化对电动势和电流的影响。
变压器是一种利用磁场感应的装置,可以实现电能的传输和变压。
它由两个线圈组成,分别叫做初级线圈和次级线圈。
当通过初级线圈的电流变化时,磁场也会随之改变,从而在次级线圈中产生感应电动势和电流。
总之,高三物理中磁场知识点的学习对于理解电磁学理论和解决实际问题是非常重要的。
高三物理磁场的基本概念

常 见 的 磁 感 应 线
通电直导线周围磁场
通电环形导线周围磁场
地球磁场
六、磁通量 1.磁通量的定义:设在匀强磁场中有一个与磁场方向 垂直的平面,磁场的磁感应强度为B,平面的面积为S, 我们定义磁感应强度 B与面积S的乘积,叫作穿过这个 面的磁通量,简称磁通. 如果用Ф表示磁通量,则有Ф=BS.
5.磁通量是标量,但是有正负. 如果将从平面某一侧穿入的磁通量为正, 则从平 面反一侧穿入的磁通量为负.
063.上海市南汇区08年第二次模拟考试7
7.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法是 ( D )
A.沿磁感线方向,磁场逐渐减弱 B.磁感线从磁体的N极出发,终止于S极 C.磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场 作用力的方向 D.在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能 比在磁场弱的地方受的安培力小
A.2I
C.3I
B.
2I
D. 3 I 解见下页
解: 设地磁场强度为B地,当通过该导线电流为I时,
小磁针偏转了30°,如图甲示。
B1 B地 tan 30
当发现小磁针偏转了60°,如图乙示
B1
B合1
30° B 地
图甲 B2
B合2
B2 B地 tan60
B2 3B1
通过该直导线的电流为
三、磁感应强度 1.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 F 感应强度 B Il 2.磁感应强度的单位: 特斯拉,简称特,国际符号是T N 1T 1 Am 3.磁感应强度的方向: 就是磁场的方向. 小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场 方向. 磁感线上各点的切线方向就是这点的磁场的 方向.也就是这点的磁感应强度的方向. 4.磁感应强度的叠加——类似于电场的叠加
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。
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。
物理磁场知识点总结

物理磁场知识点总结一、磁场的基本概念和性质磁场是一个矢量场,具有方向性,方向由被测点附近正常情况下运动带电荷子的方向决定。
磁场具有强度,其强度由磁场中的磁通量密度决定,磁通量密度单位为特斯拉(Tesla)。
磁场是连续的,磁通量在磁场中连续流动,遵循磁场规律。
二、磁场的产生和影响因素磁场是由运动的带电粒子(主要是电子)产生的。
当电流通过导线时,会在导线周围产生磁场。
电流的方向、大小和导线的形状会影响磁场的分布。
自旋磁矩和轨道磁矩也会产生磁场。
带电粒子(如电子)具有固有的自旋磁矩,当粒子的自旋磁矩与周围的磁场相互作用时,会产生局部磁场。
此外,带电粒子在原子核周围运动会产生轨道磁矩,轨道磁矩与自旋磁矩相互作用,可以导致磁场的产生。
影响磁场强弱的因素包括电流的大小、线圈匝数以及线圈中是否有铁芯等。
电流越大、线圈匝数越多、有铁芯,则产生的磁场就越强,反之则越弱。
三、磁极和磁相互作用磁体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:南极(S极)和北极(N极)。
同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
磁极间的相互作用是以磁场作为媒介的,因此两磁体不用在物理层面接触就能发生作用。
四、磁化和去磁使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。
磁化后的物体失去磁性的过程叫做退磁或去磁。
五、磁场的应用磁场的应用范围广泛,涉及到电磁感应、磁性材料应用、医学影像诊断、磁悬浮和地磁导航等领域。
例如,磁悬浮列车利用磁力驱动实现高速悬浮行驶;磁共振成像(MRI)利用磁场进行人体内部结构成像诊断;磁体治疗仪利用磁场的生物效应进行治疗;磁控靶向给药系统通过磁场引导药物到达特定部位等。
总之,物理磁场是一个复杂而重要的物理概念,掌握其基本概念、性质、产生和应用等方面的知识点对于深入理解电磁现象和应用电磁技术具有重要意义。
磁场的基本概念与性质

磁场的基本概念与性质磁场是物质或物体周围的一种特殊力场,是由电荷和电流产生的,具有磁性的物体将受到磁场的作用。
在这篇文章中,我们将介绍磁场的基本概念和性质,以及它对物质和实际生活的影响。
一、磁场的基本概念磁场是由带电粒子运动产生的,如电流通过导线或磁矩的旋转运动。
它是三维空间中的一个向量场,用来描述磁力的大小和方向。
根据安培定律,电流元产生的磁场在距离电流元dL处的磁感应强度dB可以表示为:dB = (μ0 / 4π) * (I * dL × r) / r^3其中,μ0是真空中的磁导率,I是电流大小,dL是电流元的长度,r是距离电流元的矢量。
二、磁场的性质1. 磁场是无源的:磁场不存在具体的源,只有电流或磁矩可以产生磁场。
这与电场不同,电场既可以由带电粒子产生,也可以由电荷团产生。
2. 磁场是矢量场:磁场有大小和方向,可以用矢量表示。
3. 磁场具有方向性:磁场总是从磁南极指向磁北极,磁力线是磁场的一种表示形式,它们总是从磁南极走向磁北极,并且不交叉。
4. 磁场与物质的相互作用:磁场可以对物质施加磁力,使不同材料表现出不同的磁性,包括磁导性、反磁性和顺磁性等。
三、磁场的影响与应用磁场在物质的运动、电磁感应以及电磁波等方面都发挥着重要的作用。
以下是几个磁场的影响与应用方面的例子:1. 电磁感应:当磁场发生变化时,会在导体内产生感应电动势,从而引起电流的流动。
这个现象被应用于电磁感应发电机、变压器等。
2. 磁共振成像:磁共振成像(MRI)利用磁场的性质对人体进行成像,成为医学诊断中重要的工具,可以非侵入性地观察内部结构。
3. 磁选分离:通过对物质中带有磁性杂质或需要分离的物质施加磁场,可以实现磁选分离,被广泛应用于矿石的选矿和废水的处理等领域。
4. 地磁导航:地球本身也产生磁场,被用于导航和定位系统,如指南针和GPS。
总结:磁场作为一种特殊力场,具有独特的性质和应用。
它由电流和磁矩产生,具有大小和方向性,并与物质相互作用。
磁场的基本概念与性质

磁场的基本概念与性质磁场是物质周围产生磁力的空间区域,是由电流或磁体所产生的。
本文将从磁场的基本概念入手,详细介绍磁场的性质。
一、磁场的基本概念磁场的基本概念是指空间中存在磁场的事实。
磁场随着时间和空间的变化而变化,是一个矢量场。
磁场充满整个空间,具有一定的强度和方向。
二、磁场的性质1. 磁场是无可见存在的:磁场是一种无形的物理现象,无法直接观测到。
我们只能通过其对其他物体的作用来间接感知其存在。
2. 磁场具有磁力线:磁力线是描述磁场强度和方向的工具。
磁力线呈现出一种环绕磁体的闭合曲线形状,从北极指向南极。
3. 磁场有方向性:磁场的方向基于磁场线的指向。
定义一个向量B 表示磁场的方向和强度,其与磁力线垂直。
4. 磁场对物质具有作用:磁场可以对物质产生吸引力或排斥力。
当物质中的带电粒子运动时,会在磁场中受到力的作用。
5. 磁场具有相对性:磁场的性质受观察者的运动状态影响。
当观察者与运动带电粒子静止或以匀速运动时,观察到的磁场相同;而当观察者与带电粒子相对运动时,观察到的磁场会发生变化。
三、磁场的基本公式磁场可以用数学表达式来描述,其中最重要的是安培环路定理和洛伦兹力公式。
1. 安培环路定理:安培环路定理指出,通过一个闭合曲线C的磁场环流的总和等于这个闭合曲线所包围的电流的代数和的N倍,即B · dl = μ0I,其中B为磁感应强度,dl为磁场线元素,I为电流,μ0为真空中的磁导率。
2. 洛伦兹力公式:洛伦兹力公式描述了一个带电粒子(电荷为q)在磁场(磁感应强度为B)中所受到的力(F)。
根据公式,该力与带电粒子的速度v和与磁场方向垂直的夹角θ有关,F = q(v × B)。
通过安培环路定理和洛伦兹力公式,我们能够计算和推导出磁场中物体受力的情况,从而进一步理解磁场的性质。
结论:磁场是一个重要的物理概念,它在自然界和科学研究中起着重要的作用。
磁场的基本概念包括磁力线、磁场强度和方向等。
高二物理的磁场知识点归纳

高二物理的磁场知识点归纳磁场是高中物理中的重要知识点之一,涉及到电磁感应、电流和磁场相互作用等内容。
下面将对高二物理的磁场知识点进行归纳和总结。
1. 磁场的基本概念磁场是指能够对磁性物体施加力或产生力线的物理场。
它由磁力线组成,磁力线是从磁北极指向磁南极的曲线。
2. 磁场的产生磁场可以通过两种方式产生:一是通过电流产生磁场,即安培定律;二是通过磁性物质自身的磁性产生磁场,即磁石的磁场。
3. 磁场的性质磁场具有方向性和大小性质。
磁场的方向由北极指向南极,采用磁力线来表示;磁场的大小由磁铁的磁化程度来决定,单位是特斯拉。
4. 磁场中的磁力磁场中的磁力是指磁场对磁性物质或者带电粒子施加的力。
对于带电粒子,磁力的方向由左手准则确定;对于磁性物质,磁力的方向由磁力线的趋势确定。
5. 洛伦兹力和电磁感应洛伦兹力是指带电粒子在磁场中受到的力,其大小和方向由磁场和粒子的速度共同决定。
电磁感应是指磁场的变化引起电流的产生,它满足法拉第电磁感应定律。
6. 磁场中的电流当导体中有电流流过时,会产生磁场,这被称为安培环路定理。
根据安培环路定理,电流所形成的磁场可以利用简单的右手螺旋法则进行判断。
7. 磁场中的力和能量在磁场中,磁性物质和电流都可以受到磁场的力的作用,并且可以进行功。
磁场还可以存储能量,其能量密度与磁场强度的平方成正比。
8. 磁场对运动带电粒子的影响在磁场中,带电粒子会受到洛伦兹力的作用,从而改变其运动状态。
带电粒子在磁场中做曲线运动,这被称为磁场中的圆周运动。
9. 长直导线、电流圈和理想化磁体的磁场通过长直导线、电流圈和理想化磁体可以产生稳定的磁场分布。
根据安培环路定理和比奥-萨伐尔定律,可以得出这些磁场分布规律。
10. 磁场对磁性物质的影响磁性物质在磁场中受到磁场力的作用,可以出现吸引或排斥的现象。
根据磁性物质的不同特性,可以分为顺磁性、抗磁性和铁磁性。
以上是对高二物理中磁场知识点的一个归纳和总结。
通过学习和理解这些知识点,可以更好地理解磁场的性质和作用,解决与磁场相关的问题,并在实际应用中灵活运用磁场知识。
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。
高三物理知识点磁场

高三物理知识点磁场磁场是物理学中的重要概念,也是高三物理学习的重点内容之一。
了解磁场,可以帮助我们更好地理解电磁学原理,并在实际应用中有所运用。
本文将介绍高三物理知识点磁场的相关内容。
一、磁场基础知识1. 磁场的概念磁场是指物体周围存在的一种特殊的力场。
它是由带有磁性物质的电荷或电流产生的,可产生力对其他磁性物体或电流产生作用。
2. 磁性物质磁性物质主要包括铁、钢铁、镍、钴等。
这些物质在外加磁场作用下,能够产生磁性。
3. 磁感线磁感线是用来描述磁场的工具,它是在磁场中磁力的方向和大小,并且呈曲线状分布。
磁感线从南极指向北极,且不能互相交叉。
二、磁场的性质和磁力的作用1. 磁场的性质(1) 磁场无源:磁场没有单独的磁荷,只存在于带有磁性物质的物体周围。
(2) 磁场有方向:磁场由南极指向北极。
2. 磁力作用(1) 磁力是由磁场产生的,能够对运动中的电荷或磁性物体产生作用力。
(2) 磁力的方向与电荷(或磁性物体)的速度方向、磁场的方向和电荷(或磁性物体)的电量(或磁矩)有关。
三、安培力和洛伦兹力1. 安培力安培力是指电流在磁场中所受到的力。
根据安培力的右手定则,可以确定安培力的方向。
2. 洛伦兹力洛伦兹力是指电荷在磁场中所受到的力。
根据洛伦兹力的右手定则,可以确定洛伦兹力的方向。
四、磁场的产生和特性1. 电流产生磁场电流通过导线时,会在导线周围产生磁场。
根据奥伦托定则,可以确定电流所产生磁场的方向。
2. 北极和南极磁体都有两种极性,分别为北极和南极。
北极和南极之间会相互吸引,同性之间会相互排斥。
五、磁感应强度和磁通量1. 磁感应强度磁感应强度是描述单位面积上磁场强度的物理量。
它的单位是特斯拉(T)。
2. 磁通量磁通量是通过一个封闭曲面的磁感线的总数。
根据安培环流定理,可以计算封闭曲面内的磁感应强度。
六、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是关于磁场与电场之间相互转换的定律。
根据法拉第定律,磁场的变化会引起感应电动势,而感应电动势会产生电流。
磁场的基本概念和性质

磁场的基本概念和性质磁场是物理学中的一个重要概念,它是由磁体所产生的力场。
磁场不仅在日常生活中发挥作用,也在科学研究和技术应用中起到关键的作用。
本文将介绍磁场的基本概念和性质,帮助读者更好地理解和应用磁场。
一、磁场的定义与表示方式磁场是指存在于磁体周围的空间区域内的一个力场。
磁场的单位是特斯拉(T),常用符号为B。
在研究和描述磁场时,通常采用磁感应强度或磁感应线做为描述磁场的指标。
磁感应强度指的是磁场的强弱程度,而磁感应线用于表示磁场的分布方向和形态。
二、磁场的来源磁场主要来源于磁铁或者通过电流在导线周围产生的磁效应。
磁铁中的磁场是由于微观电流形成的微观磁偶极子导致的,而电流在导线中产生的磁场是由于电荷的移动而形成的。
三、磁场的性质1. 磁场具有无穷远作用:磁场具有无穷远作用的性质,即磁场可以在无限远的距离内产生作用。
2. 磁场的力线呈环绕状:磁场中的力线呈环绕状,始终形成闭合回路。
3. 磁场的力线具有特定的方向:磁感应线具有特定的方向,从磁北极指向磁南极。
4. 磁场的强度与距离的平方成反比:磁场的强度与距离的平方成反比关系,即随着离磁场源的距离增加,磁场的强度逐渐减弱。
5. 新安培定律:电流在导线上产生的磁场强度与电流强度成正比。
四、磁场的应用1. 电动机和发电机:电动机和发电机是应用磁场原理实现能量转换的重要设备。
在电动机中,通过施加外部磁场,使导体在磁场中产生力矩,从而实现转动。
而在发电机中,通过导体的运动在磁场中产生感应电动势,从而将机械能转换为电能。
2. 磁共振成像:磁共振成像(MRI)是一种利用磁场和无线电波来观察人体内部器官和组织结构的检测技术。
通过在人体周围施加强磁场和无线电波,可以得到具有高分辨率的影像,用于医学诊断。
3. 磁记录技术:磁记录技术广泛应用于磁带、硬盘等存储介质中。
通过利用磁场的特性,在介质上记录和读取数据信息,实现大容量的数据存储和传输。
4. 地磁导航:地磁导航是利用地球磁场的特性进行导航定位的技术。
高二物理磁场知识点总结

高二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、磁场的基本性质:对放入其中的磁极或电流有力的作用。
3、磁场的方向:规定小磁针北极在磁场中某点所受磁场力的方向为该点的磁场方向。
二、磁感线1、定义:在磁场中画出一些有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。
2、特点:磁感线是闭合曲线,在磁体外部由 N 极指向 S 极,在磁体内部由 S 极指向 N 极。
磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强。
磁感线不相交。
三、常见磁体的磁场1、条形磁铁的磁场:外部磁场类似于条形,内部磁场方向与外部相反。
2、蹄形磁铁的磁场:两极处磁场较强,中间较弱。
3、地磁场:地球本身是一个大磁体,地磁的 N 极在地理南极附近,地磁的 S 极在地理北极附近。
地磁场的磁感线从地理南极附近出发回到地理北极附近。
四、电流的磁场1、奥斯特实验:表明通电导线周围存在磁场,即电流的磁效应。
2、安培定则(右手螺旋定则):直线电流:用右手握住导线,让伸直的大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环绕的方向。
环形电流:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。
通电螺线管:右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。
五、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:\(B =\frac{F}{IL}\)(条件:导线垂直于磁场放置)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。
六、磁通量1、定义:设在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为 S,我们把 B 与 S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量。
高三物理磁场复习知识点

高三物理磁场复习知识点磁场是物理学中的一个重要概念,它涉及到电磁现象和磁性材料的特性。
在高三物理的学习中,我们需要掌握磁场相关的知识点。
本篇文章将对高三物理磁场复习知识点进行详细介绍,帮助同学们更好地理解和掌握这一内容。
一、磁场的概念和特性磁场是物质周围磁性体所产生的物理现象,它具有方向和大小。
磁场的方向是从南极指向北极,这是磁力线的方向。
磁场的强弱可以用磁感应强度来表示,单位是特斯拉(T)。
二、磁场的产生和性质磁场可以由电流通过导线产生,也可以由磁体产生。
电流通过导线时,根据安培定理,周围会形成一个闭合的磁场。
磁体产生的磁场有两种,一种是铁磁体的磁场,另一种是电流线圈的磁场。
磁场有一些特性,比如磁力线的闭合性、磁力线的连通性以及磁力线的不等距性。
三、电流所受磁场力的计算当电流通过导线时,会受到磁场力的作用。
根据洛伦兹力的公式,磁场力的大小可以通过电流、磁感应强度和导线的长度决定。
磁场力的方向垂直于电流方向和磁感应强度方向,遵循右手定则。
四、电流所受磁场力和两个平行导线的相互作用当有两个平行导线通过电流时,它们之间会发生相互作用。
如果两个导线的电流方向相同,它们之间的磁场力是吸引力;如果两个导线的电流方向相反,它们之间的磁场力是排斥力。
这是由于洛伦兹力的方向决定的。
五、磁场对导线的短段的作用当导线上有一短段通过电流时,它会受到磁场力的作用。
如果短段和磁感应强度方向垂直,则会受到一个力矩的作用。
力矩的大小可以通过电流、磁感应强度和短段与磁感应强度之间的夹角来计算。
六、磁场中的带电粒子和质点带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用,其大小和方向可以通过电荷、速度和磁感应强度来确定。
质点在磁场中也会受到磁场力的作用,根据力的定义可以求解出质点在磁场中的加速度。
七、磁感应强度和磁通量磁感应强度是磁场的一个重要参数,它是试验磁铁对单位面积垂直于磁场的平面的力的大小。
磁通量是磁力线穿过单位面积的数量,可以用磁感应强度和面积的乘积来计算。
高三物理二轮复习 课前诊断-磁场的基本性质

课前诊断——磁场的基本性质 考点一 带电粒子在磁场中的运动1.[(2016·肇庆质检)如图所示,通电竖直长直导线的电流方向向上,初速度为v 0的电子平行于直导线竖直向上射出,不考虑电子的重力,则电子将( )A .向右偏转,速率不变,r 变大B .向左偏转,速率改变,r 变大C .向左偏转,速率不变,r 变小D .向右偏转,速率改变,r 变小解析:选A 由安培定则可知,直导线右侧的磁场垂直纸面向里,根据左手定则可知,电子受洛伦兹力方向向右,故向右偏转;由于洛伦兹力不做功,故速率不变,由r =mv qB 知r 变大,故选A 。
2.[考查圆周运动半径的确定方法及匀速圆周运动问题](2016·福建省高考适应性检测)空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R ,磁场方向垂直于横截面。
一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子以速率v 0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。
不计重力,该磁场的磁感应强度大小为( ) A.3mv 03qR B.mv 0qR C.3mv 0qR D.3mv 0qR解析:选A 画出带电粒子运动轨迹示意图,如图所示。
设带电粒子在匀强磁场中运动轨迹的半径为r ,根据洛伦兹力公式和牛顿第二定律,qv 0B=m v 02r ,解得r =mv 0qB 。
由图中几何关系可得:tan 30°=R r。
联立解得:该磁场的磁感应强度B =3mv 03qR,选项A 正确。
3.[考查带电粒子在磁场中运动时间和运动半径的比较](多选)(2016·南平检测)在一个边界为等边三角形的区域内,存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,在磁场边界上的P 点处有一个粒子源,发出比荷相同的三个粒子a 、b 、c (不计重力)沿同一方向进入磁场,三个粒子通过磁场的轨迹如图所示,用t a 、t b 、t c 分别表示a 、b 、c 通过磁场的时间;用r a 、r b 、r c 分别表示a 、b 、c 在磁场中的运动半径,则下列判断正确的是( )A .t a =t b >t cB .t c >t b >t aC .r c >r b >r aD .r b >r a >r c解析:选AC 粒子在磁场中做匀速圆周运动,由图示情景可知:粒子轨道半径:r c >r b>r a ,粒子转过的圆心角:θa =θb >θc ,粒子在磁场中做圆周运动的周期:T =2πm qB ,由于粒子的比荷相同、B 相同,则粒子周期相同,粒子在磁场中的运动时间:t =θ2πT ,由于θa =θb >θc ,T 相同,则:t a =t b >t c ,故A 、C 正确,B 、D 错误。
- 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)。
课前诊断——磁场的基本性质 考点一 带电粒子在磁场中的运动1.[(2016·肇庆质检)如图所示,通电竖直长直导线的电流方向向上,初速度为v 0的电子平行于直导线竖直向上射出,不考虑电子的重力,则电子将( )A .向右偏转,速率不变,r 变大B .向左偏转,速率改变,r 变大C .向左偏转,速率不变,r 变小D .向右偏转,速率改变,r 变小解析:选A 由安培定则可知,直导线右侧的磁场垂直纸面向里,根据左手定则可知,电子受洛伦兹力方向向右,故向右偏转;由于洛伦兹力不做功,故速率不变,由r =mv qB 知r 变大,故选A 。
2.[考查圆周运动半径的确定方法及匀速圆周运动问题](2016·福建省高考适应性检测)空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R ,磁场方向垂直于横截面。
一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子以速率v 0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。
不计重力,该磁场的磁感应强度大小为( ) A.3mv 03qR B.mv 0qR C.3mv 0qR D.3mv 0qR解析:选A 画出带电粒子运动轨迹示意图,如图所示。
设带电粒子在匀强磁场中运动轨迹的半径为r ,根据洛伦兹力公式和牛顿第二定律,qv 0B=m v 02r ,解得r =mv 0qB 。
由图中几何关系可得:tan 30°=R r。
联立解得:该磁场的磁感应强度B =3mv 03qR,选项A 正确。
3.[考查带电粒子在磁场中运动时间和运动半径的比较](多选)(2016·南平检测)在一个边界为等边三角形的区域内,存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,在磁场边界上的P 点处有一个粒子源,发出比荷相同的三个粒子a 、b 、c (不计重力)沿同一方向进入磁场,三个粒子通过磁场的轨迹如图所示,用t a 、t b 、t c 分别表示a 、b 、c 通过磁场的时间;用r a 、r b 、r c 分别表示a 、b 、c 在磁场中的运动半径,则下列判断正确的是( )A .t a =t b >t cB .t c >t b >t aC .r c >r b >r aD .r b >r a >r c解析:选AC 粒子在磁场中做匀速圆周运动,由图示情景可知:粒子轨道半径:r c >r b>r a ,粒子转过的圆心角:θa =θb >θc ,粒子在磁场中做圆周运动的周期:T =2πm qB ,由于粒子的比荷相同、B 相同,则粒子周期相同,粒子在磁场中的运动时间:t =θ2πT ,由于θa =θb >θc ,T 相同,则:t a =t b >t c ,故A 、C 正确,B 、D 错误。
4.[考查几何法确定运动半径及圆周运动知识](2016·焦作期中)如图所示,在x 轴上方垂直于纸面向外的匀强磁场中,两带电荷量相同而质量不同的粒子以相同的速度从O 点以与x 轴正方向成α=60°角在图示的平面内射入x 轴上方时,发现质量为m 1的粒子从a 点射出磁场,质量为m 2的粒子从b 点射出磁场。
若另一与a 、b 带电荷量相同而质量不同的粒子以相同速率与x 轴正方向成α=30°角射入x 轴上方时,发现它从ab 的中点c 射出磁场,则该粒子的质量应为(不计所有粒子的重力作用)( )A .m 1+m 2 B.64(m 1+m 2) C.32(m 1+m 2) D.66(m 1+m 2) 解析:选C 粒子做匀速圆周运动,设由c 点射出的粒子质量为m ,Oa =L ,ab =d ,由几何关系可知质量为m 1、m 2、m 3的粒子轨道半径分别为R 1=L2sin 60°=33L ,R 2=3L +d 3, R 3=L +d 22 cos 60°=L +d 2。
故3(R 1+R 2)=2R 3。
①粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,故有qvB =m 1v 2R 1② qvB =m 2v 2R 2③ qvB =m 3v 2R 3④ 联立①②③④解得m 3=32(m 1+m 2)。
考点二 带电粒子在有界磁场中运动的临界问题 5.[平面OM 和平面ON 之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM 上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面向外。
一带电粒子的质量为m ,电荷量为q (q >0)。
粒子沿纸面以大小为v 的速度从OM 的某点向左上方射入磁场,速度与OM 成30°角。
已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON 只有一个交点,并从OM 上另一点射出磁场。
不计重力。
粒子离开磁场的出射点到两平面交线O 的距离为( )A.mv 2qB B.3mv qB C.2mv qB D.4mv qB解析:选D 如图所示,粒子在磁场中运动的轨道半径为R =mv qB。
设入射点为A ,出射点为B ,圆弧与ON 的交点为P 。
由粒子运动的对称性及粒子的入射方向知,AB =R 。
由几何图形知,AP =3R ,则AO =3AP =3R ,所以OB =4R =4mv qB。
故选项D 正确。
6.[考查带电粒子在平行边界磁场中的临界极值问题](多选)(2016·常德月考)如图所示,宽为d 的有界匀强磁场的边界为PP ′、QQ ′。
一个质量为m 、电荷量为q 的微观粒子沿图示方向以速度v 0垂直射入磁场,磁感应强度大小为B ,要使粒子不能从边界QQ ′射出,粒子的入射速度v 0的最大值可能是下面给出的(粒子的重力不计)( )A.qBd m B.2qBd m C.2qBd 3m D.qBd 3m解析:选BC 微观粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动,qvB =mv 2R ,R =mv qB,要使粒子不能从边界QQ ′射出,粒子的入射速度v 0最大时,轨迹与QQ ′相切。
如粒子带正电,R =R2+d ,d =R 2,v 0=2qBd m ,B 正确;如粒子带负电,R +R 2=d ,v 0=2qBd 3m,C 正确。
7.[考查带电粒子在直角磁场中的临界极值问题](2016·焦作期末)如图所示,在x >0、y >0的空间有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy 平面向里,大小为B ,现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子,由x 轴上的P 点以不同的初速度平行于y轴射入此磁场,其出射方向如图所示,不计重力的影响,则( )A .初速度最大的粒子是沿①方向射出的粒子B .初速度最大的粒子是沿②方向射出的粒子C .在磁场中运动时间最长的是沿③方向射出的粒子D .在磁场中运动时间最短的是沿④方向射出的粒子解析:选A 由R =mv qB 可知,速度越大半径越大,选项A 正确、B 错误;由于粒子相同,由周期公式T =2πm qB可知,粒子周期相同,运动时间取决于圆弧对应的圆心角,所以经历时间最长的是沿④方向出射的粒子,选项C 、D 错误。
8.[考查带电粒子在圆形磁场中的临界问题]如图所示,O 为三个半圆的共同圆心,半圆Ⅰ和Ⅱ间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B 1=1.0 T ,Ⅱ和Ⅲ间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小未知。
半圆Ⅰ的半径R 1=0.5 m ,半圆Ⅲ的半径R 3=1.5 m ,一比荷为4.0×107 C/kg 的带正电粒子从O 点沿与水平方向成θ=30°角的半径OC 方向以速率v =1.5×107 m/s 垂直射入磁场B 1中,恰好能穿过半圆Ⅱ的边界而进入Ⅱ、Ⅲ间的磁场中,粒子再也不能穿出磁场,不计粒子重力,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。
求:(1)半圆Ⅱ的半径R 2。
(2)粒子在半圆Ⅰ、Ⅱ间的磁场中的运行时间t 。
(3)半圆Ⅱ、Ⅲ间磁场的磁感应强度B 2应满足的条件。
解析:(1)由题意可知粒子的轨迹如图所示,设粒子在半圆Ⅰ、Ⅱ间的磁场中的运行半径为r 1,则由洛伦兹力提供向心力得B 1qv =m v 2r 1,代入数值得r 1=38m 由图知(R 2-r 1)2=R 12+r 12,代入数值得R 2=1.0 m 。
(2)由图可知tan α=R 1r 1=43,α=53°粒子在半圆Ⅰ、Ⅱ间的磁场中运行的周期为T =2πr 1v =2πm B 1q粒子在半圆Ⅰ、Ⅱ间的磁场中的运行时间t =180°-53°360°T ≈5.54×10-8 s 。
(3)因粒子不能射出磁场,而粒子进入半圆Ⅱ、Ⅲ间的磁场中的速度方向沿半圆Ⅱ的切线方向,若粒子恰好不穿过半圆Ⅲ边界,则对应的磁场的磁感应强度最小,设粒子在半圆Ⅱ、Ⅲ间的磁场中运动的轨迹圆的半径为r 2,则r 2=R 3-R 22=0.25 m ,由B 2min qv =m v 2r 2知B 2min =mv qr 2=1.5 T ,即半圆Ⅰ、Ⅱ间磁场的磁感应强度B 2应满足B 2≥1.5 T。
答案:见解析考点三 带电粒子在匀强磁场中的多解问题9.[(多选)在M 、N 两条长直导线所在的平面内,一带电粒子的运动轨迹示意图如图所示。
已知两条导线M 、N 中只有一条导线中通有恒定电流,另一条导线中无电流,关于电流方向和粒子带电情况及运动的方向,可能是( )A .M 中通有自下而上的恒定电流,带正电的粒子从a 点向b 点运动B .M 中通有自上而下的恒定电流,带正电的粒子从b 点向a 点运动C .N 中通有自下而上的恒定电流,带正电的粒子从b 点向a 点运动D .N 中通有自下而上的恒定电流,带负电的粒子从a 点向b 点运动解析:选AB 考虑到磁场可能是垂直纸面向外,也可能是垂直纸面向里,并结合安培定则、左手定则,易知A 、B 正确。
10.[考查带电粒子的电性不确定引起的多解问题]如图所示,宽度为d 的有界匀强磁场,磁感应强度为B ,MM ′和NN ′是它的两条边界。
现有质量为m ,电荷量为q 的带电粒子沿图示方向垂直磁场射入。
要使粒子不能从边界NN ′射出,则粒子入射速率v 的最大值可能是多少。
解析:题目中只给出粒子“电荷量为q ”,未说明是带哪种电荷。
若q为正电荷,轨迹是如图所示的上方与NN ′相切的14圆弧,轨道半径:R =mv Bq 又d =R -R 2解得v =(2+2)Bqd m。
若q 为负电荷,轨迹如图所示的下方与NN ′相切的34圆弧,则有:R ′=mv ′Bqd =R ′+R ′2,解得v ′=(2-2)Bqd m 。
答案:(2+2)Bqd m (q 为正电荷)或(2-2)Bqd m(q 为负电荷) 11.[考查磁感应强度大小不确定引起的多解问题](2016·辽宁师大附中模拟)如图甲所示,在直角坐标系0≤x ≤L 区域内有沿x 轴正方向的匀强电场,右侧有一个圆心在x 轴上、半径为L 的圆形区域,圆形区域与x 轴的交点分别为M 、N 。