高二物理《磁场》重难知识点精析及综合能力强化训练.doc

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1、高二物理《磁场》重难知识点精析及综合能力强化训练I.重难知识点精析一、知识点回顾1、磁场(1)磁场的产生：磁极周围有磁场；电流周围有磁场（奥斯特实验），方向由安培定则（右手螺旋定则）判断（即对直导线，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）；变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。(2)磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁极、电流（安培力）和运动电荷（洛仑兹力）有力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流和运动电荷只是可能有力的作用，当电流、

2、电荷的运动方向与磁感线平行时不受磁场力作用)。2、磁感应强度（条件：L⊥B，并且是匀强磁场中，或ΔL很小）磁感应强度B是矢量。3、磁感线⑴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。⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线通电环行导线周围磁场地球磁场通电直导线周围磁场4、安培力——磁场对电流的作用力(1)(只适用于B⊥I，并且一定有F⊥B,F⊥I，即F垂直B和

3、I确定的平面。B、I不垂直时，对B分解，取与I垂直的分量B⊥)(2)安培力方向的判定：用左手定则。13另：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。5、洛仑兹力——磁场对运动电荷的作用力，是安培力的微观表现(1)IBF安F计算公式的推导：如图，整个导线受到的安培力为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

4、B成θ角时，F=qvBsinθ。(2)洛伦兹力方向的判定：在用左手定则时，四指若为正电荷运动的方向，则拇指为洛仑兹力方向；而对负电荷而言，受洛仑兹力方向与正电荷相反。(3)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，由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式：。由于F始终与V垂直，所以洛仑兹力一定不做功。6、速度选择器＋＋＋＋＋＋＋－－―――――v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

5、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。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，电场力将做负功，动能将减小，洛伦兹力也将减小，轨迹是一条复杂曲线。二、典型题举例1、导线在安培力作用下的受力分析例1.光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L。匀

6、强磁场磁感应强度为B。金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上。当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止。求：⑴B至少多大？这时B的方向如何？⑵若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？解：画出金属杆的截面图。由三角形定则可知，只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B也最小。根据左手定则，这时B应垂直于导轨平面向上，大小满足：BI1L=mgsinα，B=mgsinα/I1L。αB当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，沿导轨方向合力

7、为零，得BI2Lcosα=mgsinα，I2=I1/cosα。（在解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方向间的关系）。2、带电粒子在复合场中的运动EB例2.一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_____，旋转方向为_____。若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为_____。13解：因为必须有电场力与重力平衡，所以必为负电；由左手定则得逆时针转动；再由3、带电粒子在有界的匀强磁场中运动的问

8、题带电粒子进入有界匀强磁场中运动时，其轨迹是一段或多段圆弧，解决问题的关键：根据洛仑兹力方向时刻垂直于粒子运动方向指向轨迹圆心的特点，正确判定和画出轨迹圆心的位置和所对应的圆心角，因为圆心和圆心角一旦确定，有关圆运动的半径在磁场中运动的时间等问题就可以根据已知条件迎刃而解。注意分析粒子运动轨迹所具有的对称性，简化时问题的分析和处理，注意粒子的周期性重复性，防止因解答结果的片面性而遗漏部分答案。MNBOv例3.如图直线MN上方有磁感应强度为B