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高中物理选修3-1第11章 磁场知识点总结

第一节 磁场的描述 磁场对电流的作用

一、磁场、磁感应强度

1.磁场

(1)基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用.

(2)方向:小磁针的N极所受磁场力的方向.

2.磁感应强度

(1)物理意义:描述磁场强弱和方向.

(2)定义式:BIL(F)(通电导线垂直于磁场).

(3)方向:小磁针静止时N极的指向.

(4)单位:特斯拉,符号T.

二、磁感线及特点

1.磁感线

在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致.

2.磁感线的特点

(1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向.

(2)磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱,在磁感线较密的地方磁场较;在磁感线较疏的地方磁场较弱.

(3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点.在磁体外部,从N极指向S极;在磁体内部,由S极指向N极.

(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切.

(5)磁感线是假想的曲线,客观上不存在.

3.电流周围的磁场

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三、安培力的大小和方向

1.安培力的大小

(1)磁场和电流垂直时,FBIL.

(2)磁场和电流平行时:F0.

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)安培力的方向特点:FBFI,即F垂直于BI决定的平面.(注意:BI可以有任意夹角)

 

第二节 磁场对运动电荷的作用

一、洛伦兹力

1.定义:运动电荷在磁场中所受的力.

2.大小

(1)  vB时,F0.

(2)  vB时,FqvB.

(3)  vB夹角为θ时,FqvBsin_θ.

3.方向

(1)判定方法:应用左手定则,注意四指应指向正电荷运动方向或负电荷运动的反方向.

(2)方向特点:FBFv.即F垂直于Bv决定的平面.(注意Bv可以有任意夹角).

由于F始终垂直于v的方向,故洛伦兹力永不做功.

二、带电粒子在匀强磁场中的运动

1.若vB,带电粒子以入射速度v匀速直线运动.

2.若vB,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速度v匀速圆周运动.

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第三节 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.复合场的分类

(1)叠加场:电场、磁场、重力场共存,或其中某两场共存.

(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、磁场交替出现.

2.带电粒子在复合场中的运动分类

(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.

(3)非匀变速曲线运动

当带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化,且与初速度方向不在同一条直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线.

二、带电粒子在复合场中运动的应用实例

1.质谱仪

(1)构造:如图所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成.

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