1、 磁場知識點匯總一、磁場1、磁場是一種存在于磁體和運動電荷（或電流）周圍的客觀物質，具有力的性質和能量性質。2磁場（磁感應強度）的方向規定為磁場中小磁針極的受力方向，是磁感線的切線方向；是小磁針靜止時N極的指向。不是導線受力方向；不是正電荷受力方向；也不是電流方向.3、磁場的基本性質是對放入其中的磁體、運動電荷（或電流）有力的作用。4、磁極和磁極之間、磁極和電流之間、電流和電流之間的相互作用都是通過磁場產生的。5、磁體周圍空間存在磁場；電流周圍空間也存在磁場。運動電荷周圍空間也有磁場，靜止電荷周圍空間沒有磁場。6、磁現象的電本質：安培分子電流假說揭示了磁現象的電本質，即磁體的磁場和電流的磁場一

2、樣，都是由電荷的運動產生的。所有的磁現象都可以歸結為運動電荷（電流）通過磁場而發生相互作用。7、確定磁場方向的方法：將一不受外力的小磁針放入磁場中需測定的位置，當小磁針在該位置靜止時，小磁針N極的指向即為該點的磁場方向。8、磁體磁場：可以利用同名磁極相斥，異名磁極相吸的方法來判定磁場方向。9、電流磁場：利用安培定則（也叫右手螺旋定則）判定磁場方向。二、磁感線1、磁感線：是為了形象地描述磁場而在磁場中假想出來的一組有方向的曲線，并不是客觀存在于磁場中的真實曲線。、磁感線是閉合曲線磁體的外部N極S極I磁體的內部S極N極、磁感線的疏密表示磁場的強弱，磁感線上某點的切線方向表示該點的磁場方向。、任何兩

3、條磁感線都不會相交，不相切，不中斷。沒有畫出磁感線的地方不一定沒有磁場。、幾種典型磁場的磁感線一或短4.由s極相向向就贛的睇由S極指向N的大拇指所指的方向跟電流方I磁感線是內密外疏的同心圓，無磁極，非勻強，距導線越遠處磁場越弱（3）環形電流磁場安培定則：讓右手彎曲的四指和環形電流的方向一致，伸直的大拇指的方向就是環形導線中心軸線的磁感線方向。安培定則：讓右手彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，伸直的大拇指的方向就是螺線管內部磁場的磁感線方向；通電螺線管的磁場類似于條形磁鐵的磁場，管內為勻強磁場。管內（邊緣除外）是勻強磁場，磁場分布由S極指向N極。通電螺線管的磁場也就是環形電流磁場的疊加。c.

4、幾種常用的磁感線不同畫法。立體洌旗戳面圖姒截面附（5地）.磁場（與條形磁鐵磁場類似）a.地磁的南極在地球北極附近，地磁的北極在地球的南極附近，但并不重合，其間有一個交角，叫地磁偏角，簡稱磁偏角。地球上不同點的磁偏角的數值是不同的，磁偏角隨地球磁極緩慢移動而緩慢變化。地磁場的水平分量總是從地球南極指向北極，而豎直分量南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下在赤道平面上，距離地球表面相等的各點，磁感強度相等，且方向水平向北。6、勻強磁場（1）定義：在磁場的某個區域內，如果各點的磁感應強度大小和方向都相同，這個區域內的磁場叫做勻強磁場。（2）磁感線分布特點：間距相同的平行直線。（3）產生

5、：距離很近的兩個異名磁極之間的磁場除邊緣部分外可以認為是勻強磁場；相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電時，其中間區域的磁場也是勻強磁場，如圖所示：三、磁感應強度：磁場的最基本的性質是對放入其中的電流或磁極有力的作用，電流垂直于磁場時受磁場力最大，電流與磁場方向平行時，磁場力為零。定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電直導線，所受的磁場力跟電流和導線長度的乘積的比值叫做通電導線處的磁感應強度。定義式：B.F（定義時，IB）LI5單位：特斯拉（），1特（T）=安（米（磁感應強度是矢量，其方向就是對應處磁場方向。并不是在該處電流的受力方向。5物定理意義：磁感應強度是反映磁場本身力學性質的物理量，描述磁場

6、強弱和方向的物理量，用符號“B”表示。與檢驗通電直導線的電流強度的大小、導線的長短等因素無關。磁感應強度的大小可用磁感線的疏密程度來表示，規定：在垂直于磁場方向的面積上的磁感線條數跟那里的磁感應強度一致。7、磁場的疊加:空間某點如果同時存在兩個以上電流或磁體激發的磁場,則該點的磁感應強度是各電流或磁體在該點激發的磁場的磁感應強度的矢量和,滿足矢量運算法則.8、電流元：物理學中把很短一段通電導線中的電流I與導線長度L的乘積IL叫做電流元。四、磁通量定義：磁感應強度與面積的乘積，叫做穿過這個面的磁通量。定義式：（是與勻強磁場方向垂直的面積）0（0為與之間的夾角）單位：韋伯（）3定物理意義：表示穿過

7、磁場中某個面或面積的磁感線條數。Bs所以磁感應強度也叫磁通密度磁通量是標量，但有正、負，正、負號不代表方向，僅代表磁感線穿入或穿出。當一個面有兩個方向的磁感線穿過時，磁通量的計算應算“純收入”，即44142（41為正向磁感線條數，42為反向磁感線條數。）五、安培力定義：通電導線在磁場中受到的力稱為安培力。i公式FBLI0（0為與夾角）F!BLI（注意：公式只適用于勻強磁場）推導過程：將B分解為垂直電流的斗=人0日和沿電流方向的為二衛as日。在非勻強磁場中，公式尸a僅適用于很短的通電導線及電流元。2通電導線與磁場方向垂直時，安培力最大FBIL3通電導線平行于磁場方向時，安培力F04、方向由左手定

8、則來判斷：伸開左手，使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內，讓磁感線垂直穿過手心，并使四指指向電流方向，這時手掌所在平面跟磁感線和導線所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通電導線所受安培力的方向5理“，旗,即安培力垂直于電流和磁感線所在的平面，但B與I不一定垂直。6、已知I,B的方向，可惟一確定F的方向；已知F、B的方向，且導線的位置確定時，可惟一確定I的方向；已知F,1的方向時，磁感應強度B的方向不能惟一確定.7、電流間的作用規律：同向電流相互吸引，異向電流相互排斥。8、磁電式電流表六、洛倫茲力運動電荷在磁場中所受的力叫做洛倫茲力。i當電荷速度方向與磁場方向垂直時，洛倫茲力的大小FqvB

9、。當電荷運動方向與磁場方向相同或相反，即v與B平行時，F0。當電荷運動方向與磁場方向夾角為e時，洛倫茲力的大小FqvBen2當V0時，F0，即磁場對靜止的電荷的作用力一定為，磁場只對運動電荷有作用力，這與電場對其中的靜止電荷或運動電荷總有電場力的作用是不同的。3洛倫茲力公式F=qvB的另一種推導設導體內單位長度上自由電荷數為必自由電荷的電荷量為q,定向移動的速度為v,設長度為L的導線中的自由電荷在t時間內全部通過截面A,設通過的電荷量為Q,有Q=nqL=nqM。TOC o 1-5 h zJ=Q_F.=BIU=BL=Bi又因為上，故*。安培力可以看作是作用在每個運動電荷上的洛倫茲力的合力，這段導

10、線中含有的運動電荷數目F=為nL,所以洛倫茲力4、洛倫茲力的方向用左手定則來判斷：讓磁感線穿過手心，四指指向正電荷運動的方向（或負電荷運動方向的反方向）,大拇指指向就是洛倫茲力的方向。5、決定洛倫茲力方向的因素有三個：電荷的電性（正、負）、速度方向、磁感應強度的方向。當電荷一定即電性一定時,其他兩個因素中,如果只讓一個因素的方向相反,則洛倫茲力方向必定相反；如果同時讓兩個因素的方向相反,則洛倫茲力方向將不變。6電荷運動的方向v和B不一定垂直，洛倫茲力總是同時垂直于電荷運動方向與磁場方向，即洛倫茲力垂直于v和B兩者決定的平面。7、洛倫茲力的特點：洛倫茲力的方向總與粒子運動的方向垂直,洛倫茲力只改

11、變速度的方向,不改變速度的大小,故洛倫茲力永不做功。8洛倫茲力作用下的運動（vB時：帶電粒子以速度v垂直磁場方向入射，洛倫茲力不做功，粒子在磁場中做勻速圓周運動。設帶電粒子的質量為m，所帶的電荷量為q。q?B-m_（1）軌道半徑：由于洛倫茲力提供向心力，則有.”，得到軌道半徑廣一密。由公式知，在勻強磁場中，做勻速圓周運動的帶電粒子，其軌道半徑跟運動速率成正比。7_27rr丁_幼（2）周期：由軌道半徑與周期之間的關系v可得周期。由公式知，在勻強磁場中，做勻速圓周運動的帶電粒子，周期跟軌道半徑和運動速率均無q關，而與比荷掰成反比。七、安培力和洛倫茲力的關系1、安培力是洛倫茲力的宏觀表現，洛倫茲力是

12、安培力的微觀實質。方向都由左手定則判。、洛倫茲力不做功，安培力可以做功。福，式中的n是導體中的定向運動的電荷數。八、洛倫茲力與安培力、電場力有何區別和聯系（1）洛倫茲力與安培力的關系洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的力，而安培力是導體中所有定向移動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現；但也不能認為安培力就簡單地等于所有定向移動電荷所受洛倫茲力的和，一般只有當導體靜止時才能這樣認為。洛倫茲力恒不做功，但安培力卻可以做功。（2）洛倫茲力與電場力的比較洛倫茲力電場力作用對象僅在運動電荷的速度方向與B不平行時，運動電荷才受到洛倫茲力帶電粒子只要處在電場中，一定受到電場力大小、方向F=qvBsin3，方

13、向與B垂直，與v垂直，用左手定則判斷F=qE，F的方向與E同向或反向特點洛倫茲力永不做功電場力可做正（或負）功九、帶電粒子在勻強磁場中的運動1.運動軌跡：帶電粒子（不計重力）以一定的速度v進入磁感應強度為B的勻強磁場中（1）當vB時，帶電粒子將做勻速直線運動；（2）當v，B時，帶電粒子將做勻速圓周運動；（3）當v與B的夾角為0（0W0，90，xx0）時，帶電粒子將做等螺距的螺旋線運動。2、不計重力的帶電粒子垂直進入勻強電場和垂直進入勻強磁場時都做曲線運動，但有區別：帶電粒子垂直進入勻強電場，在電場中做勻變速曲線運動（類平拋運動）；垂直進入勻強磁場，則做變加速曲線運動（勻速圓周運動）.TOC o

14、 1-5 h z十、帶電粒子在相互垂直的電場和磁場中的運動+.速度選擇器,作用：可以把具有某一特定速度的粒子選擇出來。粒子受力特點：同時受相反方向的電場力和磁場力作用。曲;m粒子勻速通過速度選擇器的條件：電場力和洛倫茲力平衡：qEqvB,即速度大小只有滿E足v石的粒子才能沿直線勻速通過。B速度選擇器對正、負電荷均適用帶電粒子能否勻速通過電、磁場與粒子所帶電荷量、電性、粒子的質量無關，僅取決于粒子的速度（不是速率）。EE若v方或v五，粒子都將偏離直線運動。BB粒子若從右側射入，則不可能勻速通過電磁場，這說明速度選擇器不僅對速度大小有選擇，KAB而且對速度方向也有選擇。.磁流體發電機作用：可以把等

15、離子體的內能直接轉化為電能。原理：高速的等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負電的微粒，而從整體來說呈中性）噴射入磁場，在洛倫茲力作用下分別聚集在板和板，于是在板間形成電場，當板間電場對電荷的作用力等于電荷所受洛倫茲力（qEqvB）,兩板間形成穩定的電勢差，合上開關后，就能對負載供電。磁流體發電機的電動勢：EBdv。UEd推導：當外電路斷開時，電源電動勢等于路端電壓E源UBdvqvBqE.源十一、帶電粒子在有界勻強磁場中的運動1.圓心的確定：圓心一定在與速度方向垂直的直線上，根據入射點和出射點的速度方向做出垂線，交點即為圓心。2半徑的計算：一般是利用幾何知識解直角三角形。3.帶電粒子

16、在有界磁場中運動時間的確定：利用圓心角和弦切角的關系或四邊形內角和等于36度0或速度的偏向角（帶電粒子射出磁場的速度方向與射入磁場的速度方向之間的夾角）等于圓弧軌道所對的圓心角，再由公式t無T求運動時間。十二、質譜儀1質譜儀的作用及工作過程質譜儀是利用電場和磁場控制電荷運動的精密儀器，它是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具。其結構如甲圖所示，容器A中含有電荷量相同而質量有微小差別的帶電粒子。經過S1和S2之間的電場加速，它們進入磁場將沿著不同的半徑做圓周運動，打到照相底片的不同地方，在底片上形成若干譜線狀的細條，叫做質譜線，每一條譜線對應于一定的質量。從譜線的位置可以知道圓周的半徑，如果

17、再已知帶電粒子的電荷量，就可以算出它的質量，這種儀器叫做質譜儀。2比荷的計算如圖乙所示，設飄入加速電場的帶電粒子帶電荷量為+q、質量為m,兩板間電壓為U、粒子出電場后垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場。在加速電場中，由動能定理得粒子出電場時，速度第=”丁。在勻強磁場中軌道半徑二久？一守正跟一丫守爐。所聯二以粒子質量。若粒子電荷量q也未知，通過質譜儀可以求出該粒子的比荷（電荷量q2U與質量之比）的爐產。十三、回旋加速器1直線加速器（多級加速器）如圖所示,電荷量為q的粒子經過n級加速后,根據動能定理獲得的動能可以達到Ek=q（U1+U2+U3+Un這種多級加速器通常叫做直線加速器，各加速區的兩板之間

18、用獨立電源供電，所以粒子從P2飛向P3、從P4飛向P5時不會減速。2回旋加速器利用電場對帶電粒子的加速作用和磁場對運動電荷的偏轉作用來獲得高能粒子,這些過程在回旋加速器的核心部件-兩個D形盒和其間的窄縫內完成，如圖所示。（1）磁場的作用：帶電粒子以某一速度垂直磁場方向進入勻強磁場后，并在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，其周期和速率、半徑均無關（二），帶電粒子每次進入D形盒都運動相等的時間(半個周期)后平行電場方向進入電場中加速。(2)電場的作用：回旋加速器的兩個D形盒之間的窄縫區域存在周期性變化的并垂直于兩D形盒正對截面的勻強電場，帶電粒子經過該區域時被加速。(3)交變電壓：為了保證帶電粒子每次經過窄縫時都被加速，使之能量不斷提高，須在窄縫兩側加上跟帶電粒子在D形盒中運動周期相同的交變電壓。(4)帶電粒子的最終能量當帶電粒子的速度最大時，其運動半徑也最大，由牛頓第二定律廣，得耀，若D形盒的半徑為匕則口氐帶電粒子的最終動能W121鏟RaL爐爐。注意：