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【四川函授專科】考試復習資料物理--磁場

四川成人高考網 發布時間:2018-07-13 22:55:14

磁場
1.磁場 
(1)磁場:磁場是存在于磁體、電流和運動電荷周圍的一種物質.永磁體和電流都能在空間產生磁場.變化的電場也能產生磁場. (2)磁場的基本特點:磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用. 
(3)磁現象的電本質:一切磁現象都可歸結為運動電荷(或電流)之間通過磁場而發生的相互作用. 
(4)安培分子電流假說------在原子、分子等物質微粒內部,存在著一種環形電流即分子電流,分子電流使每個物質微粒成為微小的磁體. 
 (5)磁場的方向:規定在磁場中任一點小磁針N極受力的方向(或者小磁針靜止時N極的指向)就是那一點的磁場方向. 
2.磁感線 
(1)在磁場中人為地畫出一系列曲線,曲線的切線方向表示該位置的磁場方向,曲線的疏密能定性地表示磁場的弱強,這一系列曲線稱為磁感線. 
(2)磁鐵外部的磁感線,都從磁鐵N極出來,進入S極,在內部,由S極到N極,磁感線是閉合曲線;磁感線不相交. 
(3)幾種典型磁場的磁感線的分布: 
直線電流的磁場:同心圓、非勻強、距導線越遠處磁場越弱. 
通電螺線管的磁場:兩端分別是N極和S極,管內可看作勻強磁場,管外是非勻強磁場. 
環形電流的磁場:兩側是N極和S極,離圓環中心越遠,磁場越弱. 
勻強磁場:磁感應強度的大小處處相等、方向處處相同.勻強磁場中的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線. 
3.磁感應強度 
(1)定義:磁感應強度是表示磁場強弱的物理量,在磁場中垂直于磁場方向的通電導線,受到的磁場力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值,叫做通電導線所在處的磁感應強度,定義式B=F/IL.單位T,1T=1N/(A·m). 
(2)磁感應強度是矢量,磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向,即通過該點的磁感線的切線方向. 
(3)磁場中某位置的磁感應強度的大小及方向是客觀存在的,與放入的電流強度I的大小、導線的長短L的大小無關,與電流受到的力也無關,即使不放入載流導體,它的磁感應強度也照樣存在,因此不能說B與F成正比,或B與IL成反比. 
(4)磁感應強度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四邊形定則,注意磁感應強度的方向就是該處的磁場方向,并不是在該處的電流的受力方向. 
4.地磁場:地球的磁場與條形磁體的磁場相似,其主要特點有三個: 
(1)地磁場的N極在地球南極附近,S極在地球北極附近. 
(2)地磁場B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向北極,而豎直分量(By)則南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下. 
(3)在赤道平面上,距離地球表面相等的各點,磁感強度相等,且方向水平向北. 
5.安培力 
(1)安培力大小F=BIL.式中F、B、I要兩兩垂直,L是有效長度.若載流導體是彎曲導線,且導線所在平面與磁感強度方向垂直,則L指彎曲導線中始端指向末端的直線長度
(2)安培力的方向由左手定則判定. 
(3)安培力做功與路徑有關,繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負,也可以為零,而不像重力和電場力那樣做功總為零. 
6. ★洛倫茲力 
(1)洛倫茲力的大小f=qvB,條件:vB.當vB時,f=0. 
(2)洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功. 
(3)洛倫茲力與安培力的關系:洛倫茲力是安培力的微觀實質,安培力是洛倫茲力的宏觀表現.所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定. 
(4)在磁場中靜止的電荷不受洛倫茲力作用. 
7. ★★★帶電粒子在磁場中的運動規律 
在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下(電子、質子、α粒子等微觀粒子的重力通常忽略不計), 
(1)若帶電粒子的速度方向與磁場方向平行(相同或相反),帶電粒子以入射速度v做勻速直線運動. 
(2)若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直,帶電粒子在垂直于磁感線的平面內,以入射速率v做勻速圓周運動.軌道半徑公式:r=mv/qB周期公式:T=2πm/qB
8.帶電粒子在復合場中運動 
(1)帶電粒子在復合場中做直線運動 
帶電粒子所受合外力為零時,做勻速直線運動,處理這類問題,應根據受力平衡列方程求解. 
帶電粒子所受合外力恒定,且與初速度在一條直線上,粒子將作勻變速直線運動,處理這類問題,根據洛倫茲力不做功的特點,選用牛頓第二定律、動量定理、動能定理、能量守恒等規律列方程求解. 
(2)帶電粒子在復合場中做曲線運動 
當帶電粒子在所受的重力與電場力等值反向時,洛倫茲力提供向心力時,帶電粒子在垂直于磁場的平面內做勻速圓周運動.處理這類問題,往往同時應用牛頓第二定律、動能定理列方程求解. 
當帶電粒子所受的合外力是變力,與初速度方向不在同一直線上時,粒子做非勻變速曲線運動,這時粒子的運動軌跡既不是圓弧,也不是拋物線,一般處理這類問題,選用動能定理或能量守恒列方程求解. 
由于帶電粒子在復合場中受力情況復雜運動情況多變,往往出現臨界問題,這時應以題目中“最大”、“最高” “至少”等詞語為突破口,挖掘隱含條件,根據臨界條件列出輔助方程,再與其他方程聯立求解. 

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