高二物理期末复习——磁场人教实验版知识精讲.doc

高二物理期末复习——磁场人教实验版【本讲教育信息】一.教学内容：期末复习——磁场［复习过程］一、知识结构二、重点、难点解析（一）磁场特性及其描述磁场作为一种特殊物质，它具有力的特性．而所谓力的特性，指的是：磁场能给处在磁场中的磁极、通电导线、运动电荷施加力的作用．描述磁场力特性的物理量是磁感应强度B．磁感应强度B是用垂直放置在匀强磁场中的通电导线所受到的力FB与导线长度L和导线中电流强度I的乘积的比值来定义的，即B=F/IL磁感应强度是描述磁场性质的物理量，是矢量．大小：B=F/IL，式中F为电流I与磁场方向垂直时所受的磁场力，L为通电直导线的长度（此时的电场力最大，当电流I与磁场方向平行时，磁场力为零）．方向：小磁针N极所受磁场力的方向，即小磁针静止时N极的指向，也即磁场的方向．注意：1.B是描述磁场本身性质的物理量，与I、L和F无关，某点的磁感强度B与该点是否放置通电导线也无关．它的定义方法完全类比于电场强度的定义方法，其意义也和电场强度的意义有类似之处．2.B的方向不是F的方向，是与F垂直的方向．（二）磁感线1.磁感线是为了形象地描述磁场而假想的物理模型，并不是磁场中的真实存在，不可认为有磁感线的地方有磁场，没有磁感线的地方没有磁场．2.磁感线的疏密表示磁场的弱强，磁感线上某一点的切线方向就是该点的磁场方向．3.磁感线不相交、不中断，是闭合曲线．在磁体外部，从N极指向S极，在磁体内部，由S极指向N极．4.磁感线是空间曲线，在头脑中要形成其空间分布情况．（三）安培定则（右手螺旋定则）1.判断直线电流周围的磁场：大拇指方向——电流方向四指弯曲方向——周围磁感线环绕方向判断环形电流周围的磁场：四指弯曲方向——电流方向大拇指方向——环形电流中心磁场方向。2.判断载流螺线管的磁场：四指弯曲方向——电流方向大拇指方向——载流螺线管中心磁场方向。要掌握这三种电流周围磁感线的情况，由此了解磁场中各点磁感应强度的大小和方向．（四）安培力——通电导线在磁场中受的力大小：其中I为电流强度，L指导线长度，θ是B与L之间的夹角．当θ等于90°时，B与L垂直．F最大；当θ等于0°时，B与L平行，F为零．（只要求学生掌握当θ等于90°时，B与L垂直，F=BIL；当θ等于0°时，B与L平行，F为零的情况。）方向：由左手定则判定注意：F、B、L不是在同一平面内，因此解决安培力的问题一定要有一定的空间想像能力．一般情况下，磁感应强度B与导线方向不一定垂直，但安培力F一定与磁感应强度B垂直，也一定与导线方向垂直，即F垂直于B与L决定的平面．一定要在头脑中建立起F、B、L三者的空间关系图像．（五）洛伦兹力－－带电粒子在磁场中受的力大小：其中为带电粒子的电量，是带电粒子的运动速度，B与垂直，当B与平行时，洛伦兹力为零．方向：左手定则注意：1.f、B、v三者在空间的方向关系与安培力中F、B、L三者的空间关系完全类似．2.由于洛伦兹力的方向与带电粒子的速度的方向总是垂直的，所以洛伦兹力对电荷不做功．（六）带电粒子在匀强磁场中的运动当带电粒子进入匀强磁场时的速度与B之间的夹角θ等于90°时，B与垂直，最大，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动；当B与之间的夹角θ等于0°时，B与平行，为零，带电粒子在匀强磁场中做匀速直线运动．这里主要讨论带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的有关问题．向心力的来源为洛伦兹力，所以由此得到带电粒子做匀速圆周运动的半径：带电粒子做匀速圆周运动的周期：由上面的公式可以看到，带电粒子做匀速圆周运动的半径与周期都与带电粒子的性质（m、q）有关，与匀强磁场的磁感应强度B有关；半径还与速度有关，而周期与速度无关．利用这些性质人们制造出研究微观粒子性质的实验设备，如质谱仪、回旋加速器等．在解决带电粒子的匀速圆周运动的问题时，一定要会由几何知识分析带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径或圆心角，找出对应关系来解决问题．【典型例题】例1.如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流，不计通电导线的重力，仅在磁场力作用下，导线将如何移动？解：先画出导线所在处的磁感线，上下两部分导线所受安培力的方向相反，使导线从左向右看顺时针转动；同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动（不要说成先转90°后平移）。分析的关键是画出相关的磁感线。例2.条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会＿＿(增大、减小还是不变？)。水平面对磁铁的摩擦力大小为＿＿。解：本题有多种分析方法。⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线（如图中粗虚线所示），可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中细虚线所示），可看出导线受到的安培力竖直向下，因