选修3-1磁场知识梳理

1、翦精锐教育要！，啥典北大精英创立选修3-1磁场知识梳理一磁场的描述及磁场对电流的作用保前自主旅瑁紧抓教材.自必落实知识点一、磁场、磁感应强度1磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。(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：描述磁场的强弱和方向。F(2)大小：B=万(通电导线垂直于磁场)。IL(3)方向：小磁针静止时N极的指向。(4)单位：特斯拉(T)。3匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。(2)特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线。知识点二、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1磁感线

2、在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致。2几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场(1)常见磁体的磁场(如图1所示)图1为精锐教育要i界皓镇北大庸荒色立(2)电流的磁场通电直导线通电螺线管环形电流安培定则知识点三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1安培力的大小(1)磁场和电流垂直时：F=BIL。(2)磁场和电流平行时：F=0。2安培力的方向图2左手定则判断：(1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向。(3)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。若*n磁场及安培定则的应用1理解磁

3、感应强度的三点注意(1)磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式B=F认为B与F成正比，与IL成反比。(2)测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入，如果平行磁场放入，则所受安培力为零，但不能说该点的磁感应强度为零。(3)磁感应强度是矢量，其方向为放入其中的小磁针N极的受力方向，也是自由转动的小磁针静止时N极的指向。2磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解。3安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”。考点安培力作用下导体的运动物理方法考点安培力作用下导体的运动物理方法原因(电流方向)结果(

4、磁场绕向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指1安培力(1)方向：根据左手定则判断。(2)大小：由公式F=BIL计算，且其中的L为导线在磁场中的有效长度。如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图4所示。XXXXBXXx八xx图42判定安培力作用下导体运动情况的常用方法电流元法分割为电流兀生2匚安培加前一整段导体所受合力方向运动方向特殊位置法在特殊位置一安培力方向运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势定性

5、分析磁体在电流磁场作/如何运动或运动趋势的问题，可先分转换研究析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体对象法所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向考点安培力作用下导体的平衡考点安培力作用下导体的平衡通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合模型，该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成。这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定。因此解题时一定要先把立体图转化成平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系，如图9所示。图9二.磁场对运动电荷的作用课前自主梳理I紧机款帆自主落实知识点一、洛伦兹力、洛伦兹力的方向和大小1.洛伦兹力：磁场对运动电荷的作

6、用力叫洛伦兹力。2洛伦兹力的方向(1)判定方法：左手定则：掌心磁感线垂直穿入掌心；四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向;拇指指向洛伦兹力的方向。(2)方向特点：FB，Fv，即F垂直于B和v决定的平面。3洛伦兹力的大小(1)v/B时，洛伦兹力F=0。(=0或180)(2)vB时，洛伦兹力F=qvB。(=90)(3)v=0时，洛伦兹力F=0。知识点二、带电粒子在匀强磁场中的运动.若v/,带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动。.若vB，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动。如下图，带电粒子在磁场中，中粒子做匀速圆周运动，中粒子做匀速直线运动，

7、中粒子做匀速圆周运动。XXXX.半径和周期公式：(vB)1洛伦兹力的特点(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面。(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化。(3)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用。(4)根据左手定则判断洛伦兹力方向，但一定分正、负电荷。(5)洛伦兹力一定不做功。2洛伦兹力与安培力的联系及区别(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力，都是磁场力。(2)安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功。带电粒子在匀强磁场中的运动一题多变带电粒子在匀强磁场中的运动一题多变1带电粒子在匀强磁场中圆周运动分析(1)圆心的确定方法方法一若

8、已知粒子轨迹上的两点的速度方向，则可根据洛伦兹力Fv，分别确定两点处洛伦兹力F的方向，其交点即为圆心，如图3(a)；方法二若已知粒子运动轨迹上的两点和其中某一点的速度方向，则可作出此两点的连线(即过这两点的圆弧的弦(即过这两点的圆弧的弦)的中垂线，中垂线与垂线的交点即为圆心，如图(b)。图3(2)半径的计算方法mv万法一由物理万法求：半径R=帮；方法二由几何方法求：一般由数学知识(勾股定理、三角函数等)计算来确定。(3)时间的计算方法方法一由圆心角求：C=2-T;2ns万法二由弧长求：t=v。2带电粒子在不同边界磁场中的运动(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图4所示)。图4图4(2)平行边

9、界(存在临界条件，如图5所示)。S)(b)(cS)(b)(c图5(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图6所示)。考点图6带电粒子在磁场中运动的多解问题考点图6带电粒子在磁场中运动的多解问题1带电粒子电性不确定形成多解受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，在相同的初速度条件下，正、负有些题目只告诉了磁感应强度的大小，而未具体指出磁感应强度的方向，此时必须考虑由磁有些题目只告诉了磁感应强度的大小，而未具体指出磁感应强度的方向，此时必须考虑由磁如图所示，带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可能直接穿过去了，也可能转过180从入射界面反向飞出，

10、于是形成了多解。如图所示。翦精锐教育Wn,镇北大国荒鱼立4运动的往复性形成多解4运动的往复性形成多解带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间运动时，往往具有往复性，因而形成多解。如图所示。三.带电粒子在匀强磁场及复合场中的运动考向带电粒子在复合场中的运动考向带电粒子在复合场中的运动角度1带电粒子在复合场中运动的应用实例装置原理图规律质谱仪if?一，4裾7KIU_乏1)冬Di、*L*、飞iJ.小.、士七学10*Ar、r1，一，、一一14粒子由静止被加速电场加速：qU=2mu?,在mu2q磁场中做匀速圆周运动，quB厂，则比端2U-B2r2。回旋加速器出接交流电源交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相

11、等，粒子在圆周运动过程中每次经过D形盒mu2q2B2r2缝隙都会被加速。由quB得Ekm-q22m2速度选择器.乃一|,1XKXKo-*1口B-KXKjIi-.一E若qu0B-Eq，即u0-b，粒子做匀速直线运动磁流体发电机t1XXXXtg工4BdO-tM-乂X乂箕|iI等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极板一，一，U市正、负电何，两极电压为U时稳定，qd-qu0B,Uu0Bd电磁流量计乂q乂乂朴MXAXXUg、1UDUDq-qvB，所以v-db，所以QvS4b霍尔元件百当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差角度2带电粒子在组合场中的运动磁偏转”和“电偏转”的比较电偏转磁偏转偏转条件带电粒子