【精选】教科版高中物理选修31磁场学案60-物理知识点总结

1、高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结第一节磁场磁感线生活中我们常常遇到电现象，与电现象密不可分是磁现象，其实用到电的地方，几乎都有磁现象相伴.从本章开始我们将在初中所学知识的基础上，进一步学习有关磁现象以及 电磁联系方面的知识.一、几个基本概念：1、磁性：物体具有的吸引 铁、钠、镁 等物质的性质.2、磁体：具有磁性的物体叫做磁体，生活中常见的磁体为条 形磁铁、小磁针、蹄形磁铁 .3、磁极：磁体上 磁性较强 的部分叫磁极.4、磁极间的相互作用：同名磁极相斥，异名磁极相吸二、磁场的概念及其性质两个异种电荷靠近时，它们之间有相互作用的吸引力产 生.相互间的吸引力是这样产生的

2、：Fba1r尸白带电体在其周围空间产生电场，电场对处 丫R于其中AB的电荷有电场力的作用； B处于A产生的电场中，该电场给 B一个向左的作用力，同时 A处于B产生 的电场中，该电场给 A一个向右的反作用力.电荷间的相互作 用力是通过电场来传递的.两个条形磁铁的异 Fba Fab 名磁极靠近时，它们之间也有一相互作AB用的吸引力产生，这两个磁极并没有直接接触，它们之间的相互作用力是怎样产生的呢？将磁体与带电体进行类比：磁体之间的相互作用力是这样产生的：A在周围空间产生磁场，B处于A产生的磁场中，该磁场给 B一个向左的作用力；同时 B也会在其周围空 间产生磁场，A处于B产生的磁场中，该磁场给 A

3、一个向右 的反作用力.该现象说明了NO1、磁体能在其周围空间产生磁场 ；高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结NO2、磁场对磁体有力的作用；NO3、磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场来传递的.磁场对其它物体的作用力叫做磁场力 .在图3-1-3 (a)中，当导线中有电流时，小磁针发生偏 转，说明小磁针受到了磁场力作用，该区域一定存在磁场， 该磁场只能由电流产生，即电流对磁体有磁场力作用.根据牛顿第三定律，小磁针一定对电流有反作用力，即小磁针产生 的磁场对电流也有磁场力作用 .该实验叫做 奥斯特实验，它说 明了N

4、O1、电流也能产生磁场；NO2、磁场对电流有磁场力作用；NO3、电流与磁体之间的相互作用也是通过磁场来传递的.由奥斯特实验的结论可以从理论上推由； NO4、电流与电流之间也有相互作用的磁场力； NO5、电流与电流之间的相互作用也是通过磁场来传递的.生活中我们可以看到平行同向电流相互吸引，平行异向 电流相互排斥.在图3-1-3 (a)中，让向右定向移动的正电荷代替电流， 小磁针发生相同的偏转，说明了定向移动的电荷也能产生磁 场，定向移动的电荷对磁体有磁场力作用.根据牛顿第三定律，小磁针一定对定向移动的电荷有反作用力，即小磁针产 生的磁场对定向移动的电荷也有磁场力作用.该实验说明了NO1、定向移动

5、的电荷也能产生磁场； NO2、磁场对定向移动的电荷有磁场力作用； NO3、定向移动的电荷与磁体之间的相互作用力也是通过磁 场来传递的.由此，我们可以总结由哪些物质能产生磁场.1、磁场的产生：磁体或电流或定向移动的电荷 在其周围空间 产生的一种(看不见，摸不着的)特殊物质 .其中我们把 电流 产生磁场的现象 叫做电流的 磁效应.高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结2、磁场的性质：磁场对处于其中的磁体、电流、定向移动的 电荷有磁场力作用.3、磁场的作用：磁体、电流、定 电荷之间的相互作用力都是通过 传递的.可见

6、，磁场是一种非常重要 质，我们必须把它认识清楚. 三、对常见磁场的认识运动电荷磁体,电流向移动磁场来的物在研究电场的时候，由于电场是一种看不见，摸不着的 物质，不可能直接研究，但电场对处于其中的电荷有力的作 用，根据电场对处于其中的电荷有力的作用的特点，在电场 中引入试探电荷，根据试探电荷在电场中的受力情况来间接 研究电场.而对于磁场来说，由于磁场对磁体和电流以及定向 移动的电荷有磁场力作用，也可以在磁场中引入磁体或电流 或定向移动的电荷，根据它们在磁场中的受力情况来间接研 究磁场.1、研究磁场的方法：引入磁体或电流或定向移动的电荷.如图3-1-7所示，把很多相同的小磁针放在条形磁铁的磁 场中

7、，在磁场中的不同点，小磁针静止时N极所指的方向一般并不相同.这个事实说明了小磁针在不同点受到的磁场力的 方向一般并不相同，也说明了磁场在不同点的方向一般并不 相同，即磁场是有方向性的.物理学中规定： 2、磁场方向的规定：在磁场中的任一点，小磁针 北极受力的 方向，亦即小磁针 静止时北极所指的方向，就是那一点的磁 场方向.在图3-1-7中，画由各点的磁场方向，再将小磁针所在的 位置用曲线连接起来，发现曲线各点的切线方向正好是该点 的磁场方向，在条形磁铁的N极和S极附近，曲线的分布更密集，显示了条形磁铁的N极和S极附近的磁场更强.这样的曲线可以形象、简洁的描述磁场的方向和强弱，我们把这样的曲线叫做

8、磁感线.高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结3、磁感线：在磁场中 假想由来的一些 有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的 切线方向都在该点的磁场方向上曲线的 疏密表示磁场的强弱./4、1)2)3) 5、1)X确定磁场方向的方法归纳：/、小磁针北极受到的磁场力方向（适用于动态河） 、小磁针静止时北极所指的方向（适用于静的历 、磁感线在该点的切线方向/ /用实验模拟各种磁场磁感线的分布/ /、符号系统：/ /磁场方向远离观察者；磁场方向指向观察者；电流方向远离观察者;e电流方向指向观察者;份磁场力方向远离观察方磁

9、为2）、破（1）、向指向观线由南极指帝形磁铁中分的用工学课件、感线环 判定： 示，用 的方向 的方向纵截面图面； 布为环， 面 线分图 布：82页环形来判形电流的磁感判断直线电流磁场的磁高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结3)、电流的磁场：(1)、通电直导线磁场的磁感线分布:A、通电直导线的电流方向跟它的磁 绕方向之间的关系可以用安培定则来 如教材82页图3-1-10 (d)右图所 右手握住导线，让伸直的大拇指所指 跟电流的方向一致，弯曲的四指所指 就是磁感线的环绕方向.B、一些以直导线为轴线的 同心圆柱 C、某一小段通电直导线的磁感线分 一些以该小段直导线为圆心的同

10、心圆 这些同心圆环都在跟直导线垂直的平 上，越靠近通电直导线的地方，磁感 布越密集，磁场越强.D、磁场磁感线分布的立体图和截面 (2)、环形电流磁场的磁感线分A、环形导线的中心轴线上：如教材 图3-1-10 (d)左图所示，磁感线与 电流所在的平面垂直；可用安培定则 定：让右手弯曲的四指所指的方向和环的方向一致，伸直的大拇指所指的方向 形导线中心轴线上磁感线的方向B、环形导线附近：如教材 82页图 所示，环形电流磁场的 为一些围绕导线的闭合 越靠近环形导线的地 感线的分布密集.可把环 分成很多小段，每布的方法来判断其附近 线分布.高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高

11、中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结线分(c)磁感线 手定则 管，让 电流的A、通电螺线管内部的磁感 布：如教材 82页图3-1-10 所示，通电螺线管内部的 均匀分布，其方向可用右 判定：用右手握住螺线 弯曲的四指所指的方向跟方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向.B、外部的磁感线的分布情况和条形磁铁磁场的分布情况相同D、通电螺旋管可以等效成很多个电流绕行方向一致的通电圆 环串联.(4)、电流的磁场相比于天然磁铁的磁场的优点：电流磁场 的强弱和有无容易调节和控制 .(5)、磁场的等效：高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结布情况近

12、似，它们的磁场可以相互等价.5、（了解）磁感线的相关知识1）、磁感线是假想由来的，并不真实存在于磁场中2）、磁感线不相交，不相切.3）、磁感线是封闭曲线4）、磁感线的切线表示磁场方向5）、磁感线的疏密程度定性地反映了磁场的强弱：在 同一幅磁感线分布图中，磁感线越密集的地方磁场越强，磁感 线越稀疏的地方，磁场越弱.四、磁现象的电本质如教材83页图3-1-14所示，原子的 每个核外电子 都在不 停地绕核旋转，形成环形电流，称为分子电流，产生磁场， 该磁场可以等价成小磁针产生的磁场 .原子内多个电子的分子 电流的磁场取向一致时，原子就等价成大一点的小磁体，产 生的磁场称为原子磁场.1、磁体具有磁性的

13、原因：物体内原子磁场的取向较一致时， 整体对外显示由磁性，取向的一致性越好，显示由的磁性越 强.由此总结由：一切磁场均来源于电荷的运动.2、磁现象的电本质：一切磁场均来源于电荷的运动3、磁化：教材83页图3-1-15第1、2、3幅图，在外界因素 影响下，物体内 原子磁场的取向更加一致 时，显示由的磁性 增强，该过程叫做 磁化.实验室常用通电螺线管产生的磁场磁 化钢胚制作条形磁铁.4、退磁：在外界因素影响下，物体内 原子磁场的取向更加不 一致时，显示由的磁性减弱，该过程叫做退磁.温度升高，电子无规则的热运动加剧，原子磁场的取向变得不一致，磁体 磁性减弱.剧烈振动磁体，也可能使得原子磁场的取向变得

14、不 一致，使得磁性减弱.所以在做有关条形磁铁的实验时，对条 形磁铁要轻拿轻放，不得对条形磁铁进行剧烈加温高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结5、无论磁体大小和形状如何，必定只有N极和S极两个磁极. 一块磁铁被摔成两半后，变成两块新磁铁，每块各有一个N极和S极.第二节 磁场对通电导线的作用一一安培力最简单、最特殊的磁场:、匀强磁场： 1、定义：磁场的 强弱和方向 都相同的磁场2、特点：磁感线 平行且间距相等；3、生活中可以近似看着场的磁场：条形磁铁的相 的N极和S极之间的区 形磁铁中间的区域，通电S NS N

15、内部的磁 边缘部分物理 把磁场对 线的磁场匀强磁 互靠近 域；蹄 螺旋管 场（除 外）. 学中， 通电导 力叫做安培力.二、安培力：磁场对通电导线的磁场力.安培力方向指向观察者安培力方向远离观察者；安培力与哪些因素有关呢T逋过猜想并分析，影响安培力的因素有电流I的大小，磁场的强弱，磁场中通电导线的 长度L等.应该用控制变量法进行探究.我们通过教材85页3-2-1的实验来探究.三、探究影响安培力的因素探究一：磁场强弱不变，处于磁场中的导线长度L不变的情况下，探究安培力 F与电流I之间的关系.一）、电流方向与磁场方向平行时高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学

16、课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结在接通电路前，弹簧测力计的读数等于导线框的重力， 即F0=mg,接通电路后，无论如何调节滑动变阻器改变电流, 弹簧测力计的读数始终等于导线框的重力.结论：电流方向与磁场方向平行时，通电导线不受安培力； 二）、电流方向与磁场方向垂直时1、保持导线框的竖直边在磁场区外 .2、在接通电路前，弹簧测力计的读数等于导线框的重力，即F0 =mg3、接通电路后，调节滑动变阻器使电流表的读数为I记录此时弹簧测力计的读数为 Fi, FF0就是导线框受到的安培力.4、继续调节滑动变阻器使电流表的读数为Llllln,观察并记录弹簧测力计相应的读数为F2 , F3巾Fn

17、 ;5、分别计算由安培力 Fi-F0, F2-F0, F3-FolllFn-F06、在表格中列由L与安培力FF0的对应关系liFi -F0高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结*磁场方向FiIF。.u Fi - F0结论：当通电导线与磁场方向垂直时，在磁场强弱不变，处 于磁场中的导线长度 L不变的情况下，通电导线所受 安培力F安与电流I成正比.探究二：当通电导线与磁场方向垂直时，在磁场强弱不变， 电流I大小不变的情况下，保持导线框的竖直边在磁场区外, 探究安培力F安与处于磁场中的导线长度 L之间的关系调节滑动

18、变阻器使电流表的读数为一个合适的读数I,记下此时测力计的读数并算由此时的安培力为FF0；紧挨着蹄形磁铁再并排放上一个相同的蹄形磁铁（相同极性在同一 侧），这就使得处于磁场中的导线长度为原来的2倍，记下此时测力计的读数并算由此时的安培力为Fii - F。；使处于磁场中的导线长度为原来的 3倍，记下测力计的读数并算由相应 的安培力为F1|1 - F0.高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结磁场方向aFn结论：当通电导线与磁场方向垂直时，在磁场强弱不变，电 流I大小不变的情况下，通电导线所受 安培力F安与处于磁场中

19、 的导线长度L成正比.探究三：当通电导线与磁场方向垂直时，在电流 I大小不变，处于磁场中的导线长度 L不变的情况下，保持导线框的竖直 边在磁场区外，探究安培力 f安与磁场强弱的关系.用充磁机对蹄形磁铁进行充磁，重新试验，磁场越强 时，导线框受到的安培力越大结论：当通电导线与磁场方向垂直时，在电流 I大小不变，处 于磁场中 的导线长 度L不变 的情况 下，通电 导线所受 安培力f安 与磁场强 弱正相关.总结：精确的实验表明，通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受 安培力f安与处于磁场中的导线长度 L和电流大 小I成正比，即FhI .L,比列系数用符号 B表示，其大小与导线所在位置的磁场强弱有关，

20、磁场越强，比列系数B越大.高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结四、安培力的定性认识1、安培力：磁场对 通电导线 的磁场力.安培：法国物理学家（17751836）2、表达式：F=BL,比列系数 B是一个与磁场强弱有关的 物理量，磁场越强，B越大.3、方向：1）、左手定则：伸开左手，使大拇指更其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让（原磁场的）磁感线穿入 手心，并使伸开的 四指指向电流的方向，那 么，大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.举一些例子以巩固左手定则：2）、

21、安培力方向的特点：安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直；也就是说，安培力的方向总是 垂直于磁场方向和通电导线所在的平面.3）、左手定则的推论：磁场方向和电流方向以及安培力方向三个方向中，保持一个方向不变，改变第二个方向，则第三个方向必然相反；改变三个方向中的任意两个，第三个 方向不变.4、安培力是性质力.以后对物体做受力分析时，要注意考虑物 体是否受到安培力.5、安培力的等效作用点：导体的中间位置活动：分析平行电流之间安培力结论：平行同向电流相互 吸引，平行反向电流相互 排斥.五、安培力的运用1、直流电动机的工作原理：如图 3-2-6所示（结合88页图3-2-11、图3-2-9进行说

22、明）NFFFF高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结2、磁电式电流表(结合 88页图3-2-10进行说明)1)、工作原理(1)、没有电流流过线圈时，两根绕向相反的螺旋弹簧使指 针停在零点，指针的零点位置可以通过机械调零旋钮来调节(2)、线圈中有电流时，安培力使线圈旋转的效果与螺旋弹 簧阻碍线圈旋转的效果抵消，指针指在一个确定位置2)、工作特点：指针偏角与电流成正比，即Ia3)、指针偏转方向与电流流向之间的关系：“0”刻度在刻度盘正中间的电流表，没有正负极之分， 电流从那一侧 进，指针就往哪一侧偏转，如图所示.“0”刻度在刻度盘最 左端的电流表，有正负极之分，电流只能从正

23、极进入，指针 只能向右偏转.4)、磁电式电流表性能的优缺点：(1)、优点：灵敏度高，可以测由很小的电流；O4G(2)、缺点：对过载很敏感，容易被烧毁高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结第三节磁感应强度磁通量巨大的电磁铁能够吸起成吨的钢铁，小的磁铁只能吸起 小铁钉.这些现象说明了磁场不仅有方向性还有强弱的不同， 引入一个什么样的物理量来定量地描述磁场的强弱呢？电场 对其中的电荷有电场力的作用，研究电场强弱的时候，我们 从分析电荷在电场中的受力情况着手，找到了定量表示电场 强弱的物理量一一电场强度 .类似地，磁

24、场对处于其中的通电 导线有安培力，大小与电流 I成正比，而且电流大小容易测量 所以，研究磁场的强弱，我们可以从分析通电导线在磁场中 的安培力着手，战由定量描述磁场强弱的物理量.为了研究空间中某一点磁场的强弱，引入的 通电直导线应该足够短，为 了使通电直导线产生的磁场不对要研究的磁场产生大的影 响，通电直导线中的 电流应足够小，满足这两个条件的通电 直导线叫做试探电流或者 电流元.一、（了解）电流元：长度足够短，电流足够小的通电直导 线.在89页图3-3-1的磁场中，在各点放入电流元，得由安 培力F、电流I的大小，电流元的长度 L等物理量的具体数值 对这些数值分析后发现，在磁场中某一点（如 B点

25、），无论 怎样改变电流I和导线长度L,安培力与电流和导线长度乘积 的比值Bb=E=H = *是一个定值，与导线长度 L、电流I I L 2I L I 2L的大小无关；而在磁场中的不同点（ A、B、C点），安培力 与电流和导线长度乘积的比值不相等Ba=三 , Bb=E ,I LI L国二”F,说明该比值只由磁场本身确定，比值越大的点，磁 I L场对同一电流元的安培力越大，反映了该点的磁场越强.所以该比值能反映磁场中某点磁场的强弱，描述了磁场在力方面 的性质.在物理学中，该比值叫做磁感应强度，用符号B表示.二、磁感应强度高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课

26、件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结1、定义：在磁场中 垂直于磁场方向的通电直导线，所受的安 培力F跟电流I和处于磁场中的导线长度 L的乘积IL的比值 叫做磁感应强度.这个物理量之所以叫做磁感应强度，而没有 叫做磁场强度，是由于历史上“磁场强度”这一物理量更早 由H表75 了 .2、定义式：b= I L3、物理意义：反映磁场强弱和方向的物理量，表征了磁场在 力方面的性质.4、决定因素：由磁场本身和研究点的位置决定，与电流元和 安培力无关.5、性质：矢量1）、大小：可以由定义式确定2）、方向：该点的磁场方向（小磁针 北极受到磁场力的方 向；小磁针 静止时北极所指的方向；磁感线的 切线方

27、向.） 3）、表示：有向线段表示，线段长度表示大小，箭头指向表 示方向.4）、磁感应强度的合成与分解（如同电场强度的合成与分 解）（1）、方法：平行四边形定则.（2）、空间中某一点的 实际磁感应强度等于各磁场单独在该 点的磁感应强度的矢量和.6、单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简 称特，国际符号是 T,特斯拉是一个较大的单位.由1T=1热得 1T的定义：通有1A电流的1m长的导线，在与电流垂直的磁 场中受到的安培力如果为 1N,则该磁场的磁感应强度为 1T.通过表3-3-1 了解一些磁场的磁感应强度的大小7、磁场的简单分类：1）、匀强磁场：磁感应强度 B的大小和方向处处相同的磁

28、场高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结2)、非匀强磁场：磁感应强度 B的大小或方向并不处处相同 的磁场.在非匀强磁场中，当通电导线很短时，仍然可以用 B =F来定义某点的磁感应强度.IL三、安培力的定量计算有U ,小为/段长 LJ/PLJL1、物理量介绍：L：磁场中通电导线(不一定为直导线)的UU ZJUU效长度，根据微元法可知其大 U U 连接磁场中通电导线两端 的线 q 口度.12、大小计算：U 1)、在通电导线与磁场方向 垂直的前提下(1)、在匀强磁场中，F=BI.L；(2)、在非匀强磁场中，F=BJ

29、 .L仅适用于一段很短的导 线，因为导线很短时，它所在区域各点磁感应强度的变化很小，可以近似认为磁场是均匀的.且磁场IB磁场垂* BL/2)、在通电导线与磁场方向 不垂直为匀强磁场的前提下(1)、分解磁场：F=B/L, Bj_为实 应强B在与电流垂直方向上的分量 .(2)、形式上分解导线长度：F =BIL心L,为导线的有效长度在与 直方向上的分量.3、安培力大小的范围当日为通电导线 的有效长度与磁感应强度 B之间的夹角时：F = ILB sim1)、当电流与磁场方向平行时，即日=0或日= 180,安培力为零；2)、当电流与磁场的方向垂直时，即8=90。，安培力最大Fmax =B I L ；3)

30、、当电流与磁场方向斜交时，即0 8 90。或90。180,安培力间于零和最大值(Fmax = Bd L)之间.高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结4、安培力方向的特点：安培力垂直于磁感应强度和通电导线 所在的平面，但磁感应强度 不一定与通电导线的方向垂直 四、教材上的例题：五、通电导体在安培力作用下的运动 .Notice:在画截面图的时候，选择的视角要能看到研究对象的 全貌.1、电流元受力分析法：即把整段电流等效为多个电流元，先用左手定则判断由每个电流元所受安培力方向，进而判断整段电流所受安培力 的合力方向

31、，最后确定运动方向 .例题、蹄形磁铁正上方有一根通有水平向右电流的直导线（不计重力）.求导线在安培力作用下的运动情况._I转,解答：从上往下看，一边逆时针旋 边向蹄形磁铁靠拢 2、特殊位置分析法：把电流或磁体旋转一个特定角 常为90）到便于分析的特殊位置后 所受培力方向，进而确定运动方向例题、竖直放置的直导线 AB与导电圆环 的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，圆环可以自由运动，但通以如图所示方向的电流时（同时通电），从左向右看，线圈将（C）A、顺时针转动，同时靠近直导线 AB B、顺时针转动，同时离开直导线 AB11、C、逆时针转动，同时靠近直导线 ABD、不动解答：以最外侧和最里侧的电

32、流元为研究对象，分析它们受 到的安培力，它们使线圈从左往右看逆时针旋转.假设线圈转过900时，以最左侧和最右侧的电流元为研究对象，分析它们 受到的安培力，它们使线圈向左运动.线圈从开始旋转到转过高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结900的过程中，4个电流元同时受到安培力，故从左往右看, 线圈一边逆时针旋转，一边靠近直导线AB.3、等效分析法：条形磁铁、环形电流、通电螺线管的磁场在一定条件下可 以相互等效.例题：如图所示，在条形永磁体右边有一闭合铝圆环，当圆环通过如图所示的电流时，受到永磁丁 铁磁场力方向是？

33、解答：铝圆环有缩小的趋势，水平向 J J 右运动.4、推论分析法：A(1 )、两直线电流相互平行时无转动趋势，方向相同时相互吸引，方向相反时相互排斥；(2)、两直线电流不平行时有转动到相互平行且方向相同离， 情况.拢.水平桌铁垂直例题、如图所示，导线a b固定，导Cf 线c d与a b垂直且与a b相隔一段距c d可以自由移动，试分析c d运动 解答：一边顺时针旋转，一边向 ab靠 d5、牛顿第三定律法：例题：如图所示，一条形磁铁放在 面上，在磁铁右上方固定一根与磁q 的长直导线，当导线中通以由外向内的电流时( A)A、磁铁受到向左的摩擦力，磁铁对桌面的压力减小B、磁铁受到向右的摩擦力，且对桌

34、面的压力减小C、磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大D、磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变位置 铁磁下，对磁 于平分析与解答：画由长直导线所在 的磁感线，由左手定则判断由磁 场对长直导线的安培力斜向左 由牛顿第三定律判断由长直导线 铁的反作用力斜向右上，磁铁处高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结衡状态，磁铁受到桌面施加的水平向左的摩擦力和竖直向上 的支持力，根据牛顿第三定律，磁铁对桌面的压力大于重力.六、磁通量磁感线与磁感应强度 B之间的定性关系为：在同一幅磁 感线分布图中，磁感线越密集的地方磁感应强度越

35、大，越稀 疏的地方磁感应强度越小.那么磁感线与磁感应强度之间的 定 量关系该如何描述呢？为此，物理学中引入磁通量这一概念1、物理学中的平面的特点： 1）、具有一定面积；2）、形状多样：可以是平面，可以是曲面，可以是单匝或多匝线圈，还可以是电路； 3）、具有正反两侧：规定一侧为正侧，另一侧就为反侧 .2、磁通量： 1）、 定义：磁感应强度与磁感线 垂直穿过的平面的面积 的乘积叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通，用符号 中 表示. 2）、物理意义：反映了穿过某个面的 磁感线条数 的多少，反映了磁感线与磁感应强度的定量关系.3）、大小计算式： B = =B S=B1S=B S=B SinQ 5 B：磁

36、感应强度在垂直平面方向上的分量，SJ_:平面面积在垂直磁感应强度方向上的分量，6：磁感应强度与平面之间的夹角， 0-90.4）、 单位：韦伯（Wb1Wb=1T- m2=1V- S5）、决定因素：由磁场本身、平面面积、平面与磁场之间的夹角日共同决定. 6）、 性质：磁通量是标量，没有方向，但是有正负之 分；其正负表明了磁感线是从平面的正侧还是反侧穿入7）、 磁通量 中的大小范围： （1）、磁场与平面平行时，穿过平面的磁通量为零（2）、磁场与平面垂直时，穿过平面的磁通量最大 （，=B6）.高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、

37、数学知识点总结(3)、磁场与平面斜交时，穿过平面的磁通量间于零与最大 值(Gmax=B ,S)之间.8)、在形式上，磁通量的方向和磁感线的方向相同9)、计算磁通量时的注意事项：(1)、只有匀强磁场穿过某个平面的磁通量才能用计算式直 接计算.(2)、s是刚好围住匀强磁场的那 积；部分面ABC所 别为SABC邸通量是相同的，因此，在 部分投影面积.G = B6中的S指刚好包含磁场的那如图所示，若闭合回路 abcd和 在平面均与匀强磁场 B垂直，面积分 和S2,且Si 7,将一条形磁铁置于两环圆心处，且与圆环平面垂直，如图所示，则穿过A、B两圆环的磁通量的大小关系为:感线分 部所有 磁铁内 通量的分

38、析：弄清条形磁铁的磁 布情况，磁感线闭合，外 的磁感线都会集中到条形 部，画由截面图，根据磁 物理意义和磁通量正负和方向的规定可以得由正确结果 解答：如图，圆环 A和B向外的磁通量相同，但圆环 B向里 的磁通量更少，对向外的磁通量的低效作用更弱，故 B的磁线从线S上穿通量更大.例2、 一线圈S水平放置，一根磁感 圈左侧向下穿入，从线圈右侧对称位置向高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结由，则穿过线圈的磁通量为多少 参考答案：0 3、磁通量的变化量1）、 定义式：末一中初,“，为运算符号例3、匀强磁场竖直向下穿

39、过水平放置的闭合线圈，通过线圈的磁通量为 ，若让磁场的方向相反，则该过程中穿过 线圈的磁通量的改变量为多少？ 解答：规定磁场向下穿过线圈的磁通量为正，则磁场向上穿过线圈的磁通量为负；磁通量的改变量为6=qG=2中，所以穿过线圈的磁通量改变了2.例4、如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 B=0.8T,磁场有明显 o.x5的圆形 边界，圆心为O半径为1cm,现于纸面内 Y,乂,先后放 入圆形线圈，圆心均在 O处，A线圈半径为1.0cm, 10匝；B线圈半径为 2cm, 1匝；C线圈半径为 0.5cm, 10 匝，问：（1）、在B减小为0.4T的过程中，A和B中磁通量各改变了 多少？

40、（2）、当磁场方向转过 30角的过程中，C中的磁通量改变多 少？分析：磁通量的大小与线圈匝数无关，线圈A、B框住的磁场面积相同，所以 A、B在磁场变化前、后的磁通量都相等 .当 磁场与面积不垂直时，可将磁场向垂直于面积和平行于面积 的方向进行分解.例5、如图所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在 匀强磁场中，另一半在匀强磁场外，若要穿过线圈的磁通量发生持续变化，下列方法可行的是（A、将线圈向左平移一小段距离B、将线圈向上平移C、以ab为轴转动（小于60。）D、以ad为轴转动（小于900 ）高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷

41、试题、数学知识点总结在磁感 框面成 量的变例6、如图所示的线框，面积为 S,处应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线 日角，当线框面沿顺时针转过 900时，磁通 化量为多少？2)、磁通量变化的方式：A.只有磁场发生变化：=62 -1 = B2SB1s = (B2 B1)S = AB SB.只有面积发生变化：=中2 -1 = BG - BS)= (6 G)B = AS .BC,其它原因造成磁通量的变化：AG =4-中1第四节 磁场对运动电荷的作用一一洛仑兹力一、洛仑兹力观察与思考：见教材 94页*x b *(没有实验仪器时的等效处理：如图xx所示，让带正电的微观粒子以初速度 V。竖直向下 “i垂直

42、进入V0水平向里的匀强磁场，发现粒子的轨XXX迹向右偏 转，说明粒子不止受重力作用，粒子所在空间除了重力场外 只有磁场，所以磁场一定对运动粒子有大致向右的磁场力，物理学中把磁场对带电粒子的磁场力叫做洛仑兹力.) 1、定义：磁场对 运动电荷的磁场力2、洛仑兹力的大小及范围:1)、带电粒子的速度方向与磁场方向平行时，不受洛仑兹力.时，所 时速度速度方子的速理论探究：教材95页结论：2)、带电粒子的速度方向与磁场方向 垂直 爻洛仑兹力 最大，弓各=qvB,其中v为粒子瞬 的大小.若带电粒子的速度方向与磁场斜交，令 向与磁场方向的夹角为 日，则可以将带电粒 度往平行和垂直于磁场的方向进行分解，此时F洛

43、=qvBj=qvB sin% 由于 sin9 S2B、tit2C、两次落地速度相同 D、两次落地动能相同分析与解答：令洛仑兹力与竖直方向的夹角为日，由题意得日不断增大，由于洛仑兹力不做功，只有重力做正功，速度不 断增大，洛仑兹力f不断增大.由受力分析可得，洛仑兹力的 存在使得小球有一个水平向右的加速度不断增大的加速分运 动，竖直方向的分运动比自由落体运动的加速度小，所以小 球在磁场中的运动比自由落体运动的时间更长，水平分位移 更大，落地速度的方向不同，由于洛仑兹力不做功，故落地 时的动能相同例2、带正电荷q的小球从水平面上以竖直向上的初速度V。抛出,在图甲中上升的最大高度为为h2,在图丙中上升

44、的最大高度为 可能正确的是（D ）A、hi -h2 - h3 B、Ghi h2 hs C 、几=h2 也 D、V0hihi =113 Ah2八分析与解答：丙图3球在竖直方向上只甲在图乙中上升的最大高度h3,则关于h、h2、h3的关系中的小受重力做竖直上抛运动，在水平方向上在电场力作用下做匀加速直 线运动，具竖直分运动同图甲中的小球的运动相同，能够上 升的高度也相同.图乙中的小球在重力和洛伦兹力作用下向左 做曲线运动.到达最高点的瞬间在做圆周运动，重力和洛伦兹 力提供向心力，其速度一定不为零，剩余的动能不能继续转高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高

45、中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结化为重力势能，上升的最大高度小于图甲中小球能达到的最 大高度.三、洛仑兹力与电场力的比较1、是否受力不同：静电场对运动电荷、静止电荷都有电场力 的作用，磁场对速度方向不平行于磁场的运动电荷才有洛仑 兹力作用，对速度方向平行于磁场的运动电荷和静止电荷都 没有洛仑兹力作用2、力是否恒定：匀强电场中的电荷受到电场力是恒定的；但 在匀强磁场中，随着带电粒子的速度方向的变化，洛仑兹力 的方向一定是变化的.3、力的方向是否变化：电场力的方向与电场方向共线，正电 荷的电场力方向就是电场的方向；但运动电荷的洛仑兹力的 方向永远与磁场方向垂直；4、力是否做功：电场力可能对

46、电荷做功；但洛仑兹力对运动 电荷永不做功.四、（不计重力的）带电粒子在 匀强磁场中的运动一）、带电粒子在匀强磁场中的轨迹1、当带电粒子的速度方向与磁场方向平行时，带电粒子的运 动轨迹是直线（实验现象）；2、当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直时，带电粒子的运 动轨迹是圆（实验现象）；带电粒子的运动是匀速圆周运动 还是变速圆周运动呢？我们从理论上进行探究 .如图所示，以电子为例，当电子以速度 v垂直进入匀强磁场时，受到洛仑兹力作用，由于电子所受重力远小于它受到的洛仑兹力，故忽xV x x略电子所受重力.（G）电子的速度v和它受到的洛伦兹力f洛的方向都在跟匀强磁场垂x X 汽直的平面内，没有任何力使

47、电子离开速度 v f洛和洛仑兹力f洛所决定的平面（黑板平面），X 、必一/X所以，电子只能在这个平面内运动.由于洛仑兹力的方向总是跟电子高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结的运动方向垂直，对电子不做功，根据动能定理，电子运动 的速率不变，所受洛仑兹力（F=qvB）大小也不变，洛伦兹力 只改变电子的运动方向.（）即电子只受一个大小不变、方 向总与电子运动方向垂直的力.基于以上两点，电子在匀强磁 场和速度决定的平面内做匀速圆周运动，向心力提供洛仑兹 力.3、当带电粒子的速度方向与磁场方向斜交时，带电粒子的运 动

48、轨迹是螺旋线.二）、（不计重力的）带电粒子 垂直进入匀强磁场的运动形 式：匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力.三）、（不计重力的）带电粒子垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动的运动规律：（一）、圆心位置O的确定vM及其 的交及其 则已由于洛仑兹力提供带电粒子在匀强磁场中做匀速圆制运 动的向心力，故圆心一定在洛仑兹力的交点上 1、原则：圆心在洛仑兹力的交点上2、方法：1）、已知轨迹上任意 两点的位置 速度方向.则该两点速度方向垂线 点为圆心.3）、已知轨迹上任意一点的P。： vV 、 i位置 位置 的补 线的2）、已知轨迹上任意 一点的位置 速度方向和轨迹上的另一点阶 知速度方向垂线和已知两点连线的 中

49、垂线的交点为圆心. hvv洛ff洛f 7f高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识，荷量及其速度方向和轨迹上另一不确定 的速度方向.则两个速度方向夹角 角的角平分线和已知速度方向的垂 交点即为圆心.（二）、半径R大小：带电粒子的质量为 m,电高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结为q,速率为v,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀 速圆周运动，洛仑兹力刚好等于需要的向心力，由 qvB=工得R嗡*.V，由此可得：R与粒子的比荷5成反比，R与V成 正比，与磁感应强度 B成反比（当粒子运动速度 v突然增大时，粒子需要的向心力 之大于此时的洛仑兹力qvB,粒子

50、要 R做离心运动，其运动半径 R增大，任然由现增大后的洛伦兹 力等于增大后的需要的向心力而做半径R更大、速度v更大的匀速圆周运动.所以速度v增大，半径R也增大；当磁场 B 突然变强时，运动电荷受到的洛仑兹力增大，洛仑兹力大于 需要的向心力，粒子做靠心运动，具运动半径R减小，需要的向心力增大，任然由现增大后的洛伦兹力等于增大后的需 要的向心力而做半径更小、速度大小不变的匀速圆周运动.所以磁感应强度 B增大，半径R减小）.（三）、运动时间t的确定1、周期T:由R =吧和圆周运动周期的定义式 t=25可得： qBv丁=2皿=空与，由此可得：T与粒子的比荷（成反比，与 qB Bqm磁感应强度B成反比，与速度 v、半径R无关.因为在粒子本 身（q）和磁感应强度 B不变的情况下，带电粒子运动速度v 变大时，需要的向心力大于洛仑兹力，粒子做离心运动，根据前面的分析可得，粒子任然做半径R更大，周长2nR更长，速度v更大的匀速圆周运动，根据 丁=邺得,/ v和R都v / /增大的情况下，周期 T保持不变，所以% T/j度v、半径R无关./ /2、运动时间t的确定：/ ,（1）三个角度及其关系:A、圆心角口 ：圆弧两端与圆心弓广个/、连线的高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结