第三章_磁场的知识点归纳

1 第三章 磁场磁场 公式规律公式规律 班级 高二 班 姓名 一 基本公式一 基本公式 物理量物理量公公 式式备备 注注 磁感应磁感应 强度强度 B 定义式 IL F B 适用 适用 IB LB 1 单位 单位 T 特斯拉 特斯拉 2 矢量 矢量 B 方向 磁场的方向 方向 磁场的方向 小磁针静止时小磁针静止时 N 极的指向 受力方向 极的指向 受力方向 磁感线的切线方向磁感线的切线方向 BS 适用 适用 900 SB 1 双向标量 有正 负 双向标量 有正 负 2 表示穿过面积 表示穿过面积 S 的磁感线条数的多少的磁感线条数的多少 3 单位 单位 Wb 韦伯 韦伯 磁通量磁通量 cosBS S 与投影面的夹角 与投影面的夹角 900 BILF 安 适用 适用 IB LB 矢量 当 即时 IB LB F安 安 B I 三者两两垂直三者两两垂直 见图所示 sinBILF 安 B 与与 L 所成夹角所成夹角 1 B L 00 F安 安 0 最小 最小 2 B L 900 F安 安 BIL 最大 最大 注意注意 B I L 不一定垂直 不一定垂直 但但 F安 安一定同时垂直 一定同时垂直 B I L 安培力安培力 F安 方向 左手定则方向 左手定则 左手定则左手定则 磁感线磁感线 B 垂直穿手心垂直穿手心 四四 指 指 I 方向方向 拇拇 指 指 F安 安 方向 方向 qvBf 洛 适用 适用 vB 1 因为 因为 所以所以 f洛 洛永不做功 永不做功vf 2 f洛 洛只改变 只改变 v 方向 不改变方向 不改变 v 大小大小 3 带电粒子做匀速圆周运动 带电粒子做匀速圆周运动 sinqvBf 洛 B 与与 v 间所成夹角间所成夹角 1 B v 00 f 洛 洛 0 最小 最小 2 B v 900 f 洛 洛 qvB 最大 最大 注意注意 B v 不一定垂直 不一定垂直 但但 f洛 洛一定同时垂直 一定同时垂直 B v 洛伦兹力洛伦兹力 f洛 洛 方向 左手定则方向 左手定则 左手定则左手定则 磁感线磁感线 B 垂直穿手心垂直穿手心 四四 指 指 与与正电荷正电荷运动的方向运动的方向相同相同 与与负电荷负电荷运动的方向运动的方向相反相反 拇拇 指 指 f 洛 洛的方向 的方向 2 二 磁场 磁感线二 磁场 磁感线 1 1 磁感线与电场线的比较 磁感线与电场线的比较 电场线电场线磁感线磁感线 1 正电荷 无限远 出发 终于负电荷 正电荷 无限远 出发 终于负电荷 无限远 无限远 2 正 负电荷可单独存在 正 负电荷可单独存在 3 不闭合 不闭合 1 外部 从 外部 从 N 极极 S 极极 内部 从内部 从 S 极极 N 极极 2 极是不可分割的 极是不可分割的 3 闭合 闭合 电场方向 即电场方向 即 E 的方向的方向 1 与 与正点电荷正点电荷受到电场力的方向方向一致受到电场力的方向方向一致 2 电场线的切线方向 电场线的切线方向 磁场方向 即磁场方向 即 B 的方向的方向 1 小磁针小磁针在磁场中静止时在磁场中静止时 N 极极的指向一致的指向一致 2 磁感线的切线方向 磁感线的切线方向 共同点 共同点 1 假想的 不相交 假想的 不相交 2 疏密表示强弱 疏密表示强弱 2 2 几种常见磁场的磁感线 几种常见磁场的磁感线 匀强磁场匀强磁场 地磁场地磁场 三 三 电流的磁场 安培定则 右手螺旋定则 电流的磁场 安培定则 右手螺旋定则 补充 同向电流相互吸引 反向电流相互排斥补充 同向电流相互吸引 反向电流相互排斥 直线电流的磁场直线电流的磁场环形电流的磁场环形电流的磁场 右手握住导线右手握住导线 大拇指 大拇指 I 的方向的方向 四指 磁感线的环绕方向四指 磁感线的环绕方向 右手握住圆环 螺线管 右手握住圆环 螺线管 弯曲的四指 弯曲的四指 I 的方向的方向 大拇指 环形 或螺线管 内部磁场的方向大拇指 环形 或螺线管 内部磁场的方向 纵截面图 磁感线垂直于纸面向外 电流垂直于纸面向外 X X 磁感线垂直于纸面向里 电流垂直于纸面向里 四 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 定圆心 定半径 定圆心角定圆心 定半径 定圆心角 电流电流 方向方向 磁场磁场 方向方向 3 一 定圆心 方法一方法一 已知 入射方向 出射方向已知 入射方向 出射方向 方法二方法二 已知 入射方向 出射点的位置已知 入射方向 出射点的位置 作入射方向的垂线作入射方向的垂线 OP 作出射方向的垂线作出射方向的垂线 OM 两垂线的交点可得圆心位置两垂线的交点可得圆心位置 作入射方向的垂线作入射方向的垂线 作入射点和出射点连线作入射点和出射点连线 PM 作连线作连线 PM 中垂线中垂线 两条垂线的交点就是圆心位置两条垂线的交点就是圆心位置 二 定半径 半径 r 的确定和计算 方法一 洛伦兹力提供向心力方法一 洛伦兹力提供向心力方法二 利用几何关系方法二 利用几何关系 由 由 r v mqvB 2 得半径公式 得半径公式 qB mv r 例 例 如下图 过如下图 过 M 点作半径点作半径 OP 的垂线的垂线 几何关系得 几何关系得 222 PQrQMr 可求 可求 r 匀速圆周运动匀速圆周运动 三 定圆心角 周期 三 定圆心角 周期 T T 和运动时间和运动时间 t 的计算的计算 运动一周的时间 周期运动一周的时间 周期 T一段圆弧运动的时间一段圆弧运动的时间 t 将将 代入代入 qB mv r v r T 2 得周期公式 得周期公式 qB m T 2 粒子运动的圆弧所对应的圆心角为粒子运动的圆弧所对应的圆心角为 圆心角圆心角 是弦切角是弦切角 的的 2 倍倍 运动时间 运动时间 2 Tt 0 360 注意注意 周期周期 T 与荷质比 比荷 与荷质比 比荷 有关 与有关 与 v r 无关无关 m q 五 几种与磁场有关的仪器的计算五 几种与磁场有关的仪器的计算 4 1 1 速度选择器 速度选择器 把具有特定速度把具有特定速度的带电粒子选择出来 可通过右边窄缝 的带电粒子选择出来 可通过右边窄缝 B E v 1 当 当 qvB Eq 即 即时 匀速直线运动时 匀速直线运动 B E v 2 当 当 qvB Eq 即 即时 曲线运动时 曲线运动 B E v 3 当 当 qvB Eq 即 即时 曲线运动时 曲线运动 B E v B E 课本 课本 P98 3 2 2 质谱仪 质谱仪 测量带电粒子的质量和分析同位素测量带电粒子的质量和分析同位素 S1S2之间的加速电场 之间的加速电场 动能定理 动能定理 Uqmv 2 2 1 匀强磁场中 匀强磁场中 r v mqvB 2 两式得 两式得 得 荷质比得 荷质比 质量质量 q mU B r 21 22 2 rB U m q 22 2 rqB U m 3 3 回旋加速器 回旋加速器 加速带电粒子使它获得较高能量加速带电粒子使它获得较高能量 1 1 D D 形盒窄缝形盒窄缝 AAAA 匀强 交变 电场 电场力做功 负责加速匀强 交变 电场 电场力做功 负责加速 动能定理 动能定理 2 1 2 2 2 1 2 1 mvmvUq 2 2 D D 形盒匀强磁场 洛伦兹力不做功 不能加速 粒子匀速圆周运动形盒匀强磁场 洛伦兹力不做功 不能加速 粒子匀速圆周运动 多次入电场加速多次入电场加速 电压电压变化的变化的周期与粒子偏周期与粒子偏转转周期相同周期相同 qB m TT 2 偏电 得 得 R v mqvB 2 m qBR v 带电粒子的最终动能 带电粒子的最终动能 m RBq mvEk 22 1 222 2 带电粒子获得的最大能量 与带电粒子获得的最大能量 与 D 形盒半径平方形盒半径平方 R R2 2成正比 与磁感应强度的平方成正比 与磁感应强度的平方 B B2 2 成正比 与加速电压成正比 与加速电压 U U 无关 无关 4 磁流体发电机 课本 磁流体发电机 课本 P98 4 5 霍尔效应 霍尔效应 6 电磁流量计 霍尔效应的利用 电磁流量计 霍尔效应的利用 六 六 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 的多解问