1.磁場
(1)磁場:磁場是存在於磁體、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:磁場對處於其中的磁體、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:
①直線電流的磁場:同心圓、非勻強、距導線越遠處磁場越弱.
②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.
③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.
④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,在磁場中垂直於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)磁感應強度是向量,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是向量,遵守向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,並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(b(y))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,繞閉合迴路一周,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:v⊥b.當v∥b時,f=0.
(2)洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直於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係:洛倫茲力是安培力的微觀實質,安培力是洛倫茲力的巨集觀表現.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,帶電粒子在垂直於磁感線的平面內,以入射速率v做勻速圓周運動.①軌道半徑公式:r=mv/qb ②週期公式: 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
①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.
②帶電粒子所受合外力恆定,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、能量守恆等規律列方程求解.
(2)帶電粒子在復合場中做曲線運動
①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,帶電粒子在垂直於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.
②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恆列方程求解.
③由於帶電粒子在復合場中受力情況複雜運動情況多變,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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