高二物理第三章 磁场 本章知识复习归纳人教实验版知识精讲.doc

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1、高二物理第三章磁场本章知识复习归纳人教实验版【本讲教育信息】一.教学内容：第三章磁场本章知识复习归纳二.重点、难点解析：1.常见磁场分布的特点、左手定则、右手定则2.安培力、洛伦兹力的计算3.带电粒子在磁场、在复合场中的运动问题三.知识内容：（一）基本概念1.磁场的产生（1）磁体周围有磁场（2）电流周围有磁场2.磁场的基本性质磁场对放入其中的磁体和电流有磁场力的作用（对磁体一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。3.磁感应强度：（条件是匀强磁场中，或ΔL很小，并且L⊥B）。4.磁感线（1）用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上

2、每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。（2）磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。（3）要熟记常见的几种磁场的磁感线。（4）安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。5.磁通量如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S，则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ表示。Φ是标量，但是有方向（进该面或出该面）。单位为韦伯，符号为Wb。1Wb=1Tm2=1Vs=1kgm2/（As2）。可以认为磁通

3、量就是穿过某个面的磁感线条数。在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下，B=Φ/S，所以磁感应强度又叫磁通密度。在匀强磁场中，当B与S的夹角为θ时，有Φ=BSsinθ。（二）安培力1.安培力方向的判定（1）用左手定则。（2）用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时）。（3）用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定。2.安培力大小的计算F=ILBsinθ（θ为B、L间的夹角）高中只要求会计算θ=0（不受安培力）和θ=90°两种

4、情况。（三）洛伦兹力1.洛伦兹力运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力，它是安培力的微观表现。计算公式的推导：如图所示，整个导线受到的磁场力（安培力）为F安=BIL；其中I=nesv；设导线中共有N个自由电子N=nsL；每个电子受的磁场力为F，则F安=NF。由以上四式可得F=qvB。条件是v与B垂直。当v与B成θ角时，F=qvBsinθ。IBF安F2.洛伦兹力方向的判定在用左手定则时，四指必须指电流方向（不是速度方向），即正电荷定向移动的方向；对负电荷，四指应指负电荷定向移动方向的反方向。3.洛伦兹力大小的计算带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力，由

5、此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式：4.带电粒子在混合场中的运动速度选择器正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器。带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则将发生偏转。这个速度的大小可以由洛伦兹力和电场力的平衡得出：qvB=Eq，。在本图中，速度方向必须向右。注意：（1）这个结论与离子带何种电荷、电荷多少都无关。（2）若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也将增大，粒子的轨迹既不是抛物线，也不是圆，而是一条复杂曲线；若大于这一速度，将向洛伦兹力方向偏转，电场力将做负

6、功，动能将减小，洛伦兹力也将减小，轨迹是一条复杂曲线。＋＋＋＋＋＋＋－－―――――v5.带电粒子在匀强磁场中的偏转（1）穿过矩形磁场区。一定要先画好辅助线（半径、速度及延长线）。偏转角由sinθ=L/R求出。侧移由R2=L2－（R－y）2解出。经历时间由得出。BvLROyv注意：这里射出速度的反向延长线与初速度延长线的交点不再是宽度线段的中点，这点与带电粒子在匀强电场中的偏转结论不同。（2）穿过圆形磁场区。画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）。偏角可由求出。经历时间由得出。注意：由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。【典型例题】[例1]如图所示，用绝缘丝线悬挂着的环

7、形导体，位于与其所在平面垂直且向右的匀强磁场中，若环形导体通有如图所示方向的电流I，试判断环形导体的运动情况。　　解析：利用左手定则判断。可将环形导体等分为若干段，每小段通电导体所受安培力均指向圆心。由对称性可知，这些安培力均为成对的平衡力。故该环形导体将保持原来的静止状态。注意：对于直线电流的磁场和匀强磁场都应将其看作无极场。在这种磁场中分析通电线圈受力的问题时，不能用等效磁极的办法，因为它不符合实际情况。而必须运用左手定则分析出安培力合力的方向后，再行