1、磁场章末复习一、磁场的产生一、磁场的产生1、磁体的周围存在磁场、磁体的周围存在磁场2、通电导线（运动的电荷）会产生磁场、通电导线（运动的电荷）会产生磁场3、变化的电场可以产生磁场、变化的电场可以产生磁场奥斯特实验：证明了电奥斯特实验：证明了电流的磁效应，即通电导流的磁效应，即通电导线可以产生磁场。线可以产生磁场。安培分子电流假说安培分子电流假说安培分子电流安培分子电流假说：假说：在在原子、分子等物质微粒内部存在一种环形电流原子、分子等物质微粒内部存在一种环形电流分子电流，分子分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相
2、当于两个磁极。解释磁化、消解释磁化、消磁现象磁现象不显不显磁性磁性显显磁性磁性磁化磁化消磁消磁总结：总结：磁铁和电流的磁场磁铁和电流的磁场都是由电荷的运动产生的都是由电荷的运动产生的二、磁场的描述二、磁场的描述1磁感应强度B：描述磁场的强弱与方向的物理量描述磁场的强弱与方向的物理量定义：在磁场中垂直磁场方向的通电导线，受到的安培定义：在磁场中垂直磁场方向的通电导线，受到的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值力跟电流和导线长度的乘积的比值(2)(2)表达式表达式:(BI):(BI)(3)(3)方向：方向：规定在磁场中任一点，小磁针静止时规定在磁场中任一点，小磁针静止时N N极极指向指向（即（即N
3、N极的受力方向）就是该点的磁场方向极的受力方向）就是该点的磁场方向(4)(4)矢量矢量:方向为该点的磁场方向，即通过该点的方向为该点的磁场方向，即通过该点的 磁感线的切线方向磁感线的切线方向ILFB 2 2、磁感线、磁感线 假象的假象的 闭合曲线闭合曲线 不相交、不相切不相交、不相切 磁磁感线上每一点的感线上每一点的切线方向切线方向就是该点的就是该点的磁磁场方向场方向，即小磁针，即小磁针N N极在该点的受力方向或极在该点的受力方向或静止时的指向静止时的指向 磁磁感线的感线的疏密表示磁场的强弱疏密表示磁场的强弱几种磁场的磁感线：几种磁场的磁感线：安培定则安培定则（右手右手螺旋定则）：对直螺旋定则
4、）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行导线，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方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。线管内部的磁感线方向。通电直导线通电直导线判断方法：判断方法：立体图立体图纵纵截面图截面图横横截面图截面图环形电流环形电流判断方法：判断方法：立体图立体图纵纵截面图截面图横横截面图截面图通电螺线管通电螺线管判断方法判断方法电流电流安培定则（二）安培定则（二）立体图立体图横截面图横截面图纵纵截面图截面图地磁场地磁场地磁场的极在地地磁场的极在地理南极理南极，极在地极在地理北极理北极2赤道平面
5、，距离地面高度赤道平面，距离地面高度相等的点的大小和方向相相等的点的大小和方向相同同1 1定义：定义：2 2单位：单位：Wb 1Wb=1TWb 1Wb=1T.m m2 2 可以用穿过某一横截面的磁感线的条数可以用穿过某一横截面的磁感线的条数 来比较磁通量的大小来比较磁通量的大小3 3、磁通量、磁通量BS电流磁场方向的判断电流磁场方向的判断在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知（极向东偏转，由此可知（）A一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针极靠近小磁针
6、B一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针极靠近小磁针C可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过通过D可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过通过 C 一束电子流沿一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所轴正方向高速运动，如图所示，则电子流产生的磁场在示，则电子流产生的磁场在z轴上的点轴上的点P处的方处的方向是（向是（）A沿沿y轴正方向轴正方向 B沿沿y轴负方向轴负方向C沿沿z轴正方向轴正方向 D沿沿z轴负方向轴负方向 A下列说法中正确的是下列说法中正确的是（）A磁感线可
7、以表示磁场的方向和强弱磁感线可以表示磁场的方向和强弱B磁感线从磁体的磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的极出发，终止于磁体的S极极C磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场D放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的相吸的原则，小磁针的N极一定指向通极一定指向通电螺线管电螺线管的的S极极 磁感线磁感线AC磁感应强度的定义磁感应强度的定义关于磁感应强度，下列说法中错误的是关于磁感应强度，下列说法中错误的是（）A由由B=F/IL可知，可知，B与与F成正比，与成正比，与IL成反比成反比B由由B=F/IL可知，一小段通电导体
8、在某处不受可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场磁场力，说明此处一定无磁场 C通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强D磁感应强度的方向就是该处电流受力方向磁感应强度的方向就是该处电流受力方向 ABCD磁感应强度的矢量性磁感应强度的矢量性两根长直通电导线互相平行，电流方向相同两根长直通电导线互相平行，电流方向相同.它们它们的截面处于一个等边三角形的截面处于一个等边三角形ABC的的A和和B处处.如图所如图所示，两通电导线在示，两通电导线在C处的磁场的磁感应强度的值都处的磁场的磁感应强度的值都是是B，则则C处磁场的总磁感应强度是（处磁场的总磁感
9、应强度是（）A2BBB C0 D B 3D三、磁场的性质对对放入其中的磁体、电流（运动电荷）有力的作用放入其中的磁体、电流（运动电荷）有力的作用(1)(1)同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引磁体对电流的作用磁体对电流的作用(安培力）安培力）电流对电流的作用电流对电流的作用结论：结论：1、若电流相互平行时，、若电流相互平行时，无转动趋势，同向吸引，无转动趋势，同向吸引，反相排斥反相排斥2、若电流不平行，有、若电流不平行，有转动到相互平行且方向转动到相互平行且方向相同的趋势相同的趋势1、大小：、大小：F安安=ILB （当当IB时）时）当当IBIB时，通电导体不受安
10、培力时，通电导体不受安培力当当IBIB时，所受安培力最大时，所受安培力最大当当I I与与B B成成角时，角时，F F安安=ILBsinILBsin2、方向：用左手定则判断。、方向：用左手定则判断。注意有：注意有：F B 且且FI电流方向电流方向电流方向电流方向安培力方向安培力方向安培力安培力磁场对电流的作用磁场对电流的作用通电导线在安培力作用下运动的定性判断通电导线在安培力作用下运动的定性判断一、洛仑兹力一、洛仑兹力1、大小、大小：F洛洛=Bqv当当Bv时，电荷不受洛仑兹力时，电荷不受洛仑兹力当当Bv时，电荷所受洛仑兹力最大时，电荷所受洛仑兹力最大当当B与与v成成角时，角时，F洛洛=Bqvsi
11、n 2、方向：用左手定则判断注意：四指的方向为正电荷的运动方向，或负电荷运动的反方向。F洛洛+v3 3、特点、特点：洛仑兹力始终与电荷运动方向垂直，只改变速度的方：洛仑兹力始终与电荷运动方向垂直，只改变速度的方向，而不改变速度的大小，所以洛仑兹力不做功。向，而不改变速度的大小，所以洛仑兹力不做功。4 4、洛仑兹力与安培力的关系、洛仑兹力与安培力的关系洛仑兹力是洛仑兹力是安培力的微观表现，安培力是洛仑兹力的宏观体现安培力的微观表现，安培力是洛仑兹力的宏观体现洛仑兹力洛仑兹力提供向心力提供向心力rvmBqv2轨道半径：轨道半径：qmUBBqmvr21BqmT2周期：周期：与与v、r无关无关带电粒子
12、（不计重力）垂直射入匀强磁场做圆周运动带电粒子（不计重力）垂直射入匀强磁场做圆周运动圆心的确定：圆心的确定：a a、两个速度方向垂直线的交点。两个速度方向垂直线的交点。b b、一个速度方向的垂直线和一条弦的中垂一个速度方向的垂直线和一条弦的中垂线的交点线的交点半径半径r的确定：物理式和几何式的确定：物理式和几何式运动时间运动时间VO物理规律物理规律画图，研究几何关系画图，研究几何关系（圆心（圆心O、半径半径r、圆弧、圆心角圆弧、圆心角、磁场边界线）磁场边界线）Tt0360（1）质质 谱仪谱仪可以用来测定带电粒子的荷质比。也可以在已知可以用来测定带电粒子的荷质比。也可以在已知电量的情况下测定粒子
13、质量。电量的情况下测定粒子质量。带电粒子质量带电粒子质量m，电荷量电荷量q，由电压由电压U加速后垂直进入加速后垂直进入磁感应强度为磁感应强度为B的匀强磁场，的匀强磁场，设轨道半径为设轨道半径为r，有：有：2mv21qU rmvqvB222rBU2mq组合场（电场与磁场没有同时出现在同一区域）组合场（电场与磁场没有同时出现在同一区域）从上式可知，荷质比相同的粒于如，将落在同一点4212HeH1.加速电场的周期与带电粒子在加速电场的周期与带电粒子在D型盒中圆周运动周期相等。型盒中圆周运动周期相等。2.设设D型盒最大半径型盒最大半径R，则回旋加速器所能达到的最大动能为：则回旋加速器所能达到的最大动能
14、为：2222maxKq B REm（二）、回旋加速器（二）、回旋加速器V0V1V2V3V4V51、带电粒子在两、带电粒子在两D形盒中回旋周形盒中回旋周期等于两盒狭缝之间高频电场期等于两盒狭缝之间高频电场的变化周期，粒子每经过一个的变化周期，粒子每经过一个周期，被电场加速二次周期，被电场加速二次2、将带电粒子在狭缝之间的运动首尾连接起、将带电粒子在狭缝之间的运动首尾连接起来是一个初速度为零的匀加速直线运动来是一个初速度为零的匀加速直线运动3、带电粒子每经电场加速一次，回旋半径就增大一次，、带电粒子每经电场加速一次，回旋半径就增大一次，每次增加的动能为每次增加的动能为 4、对于同一回旋加速器，其粒
15、子的回旋的最大半径是相同的。、对于同一回旋加速器，其粒子的回旋的最大半径是相同的。5、回旋加速器的出现，使人类在获得具有较高能量的粒子的方面前进了一、回旋加速器的出现，使人类在获得具有较高能量的粒子的方面前进了一 大步，了解其它类型的加速器：大步，了解其它类型的加速器：直线加速器、同步加速器、电子感应加速器、串列加速器、电子对撞机等直线加速器、同步加速器、电子感应加速器、串列加速器、电子对撞机等qUEKqEqvB EvB 在正交电、磁场中，若不计重力，在正交电、磁场中，若不计重力，则：则：速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关；速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关；注意电场和磁场的方向搭配。
16、注意电场和磁场的方向搭配。即高温下电离的气体，含有大量的即高温下电离的气体，含有大量的带正电荷和负电荷的微粒，总体是电中性的。带正电荷和负电荷的微粒，总体是电中性的。qU/d=Bqv电动势：电动势：E=U=Bdv电流：电流：I=E/（R+r）等离子体喷入磁场区域，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上、下等离子体喷入磁场区域，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上、下偏转而聚集到偏转而聚集到A A、B B板板产生电势差。产生电势差。设设B B为磁感应强度，为磁感应强度，d d为为两板间距，两板间距，v v为喷射速为喷射速度，最大电势差度，最大电势差U U则：则：五五、霍耳效应：、霍耳效应：如如图：厚度为图
17、：厚度为h h，宽度为宽度为d d的导体板放在垂直于磁感强度为的导体板放在垂直于磁感强度为B B的匀强磁场中，的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体上下侧面间会产生电势差，这种现象叫霍耳当电流通过导体板时，在导体上下侧面间会产生电势差，这种现象叫霍耳效应。效应。稳定时：稳定时：)1(UBhvhUBvEeBev设设电流强度为电流强度为I I，电荷定向移动速度为电荷定向移动速度为v v，上下两侧电压为上下两侧电压为U Uv如图：是用来测定导电液体在导管中流动时流量的仪器，设导管直径为如图：是用来测定导电液体在导管中流动时流量的仪器，设导管直径为d，用非磁用非磁性材料制成，磁感应强度为性材料制成，磁感应强度为B，a、b间间测出电势差为测出电势差为U六六、电磁流量计：、电磁流量计：BdUBdUdSvQ442则流量则流量Bqv=Eq=qu/d得得v=U/Bd
