高二物理磁场知识点总结

一、磁现象和磁场

1、磁场:磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质.它的基本特性是:对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用.

2、磁现象的电本质:所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用.

二、磁感应强度

1、 表示磁场强弱的物理量.是矢量.

2、 大小:B=F/Il(电流方向与磁感线垂直时的公式).

3、 方向:左手定则:是磁感线的切线方向;是小磁针N极受力方向;是小磁针静止时N

极的指向.不是导线受力方向;不是正电荷受力方向;也不是电流方向.

4、 单位:牛/安米,也叫特斯拉,国际单位制单位符号T.

5、 点定B定:就是说磁场中某一点定了,则该处磁感应强度的大小与方向都是定值.

6、 匀强磁场的磁感应强度处处相等.

7、 磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强

度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则.

三、几种常见的磁场

(一)、 磁感线

⒈磁感线是徦想的,用来对磁场进行直观描述的曲线,它并不是客观存在的。

磁体的外部N极?S极⒉磁感线是闭合曲线? ?S极?N极?磁体的内部

⒊磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。 ⒋任何两条磁感线都不会相交,也不能相切。

5.匀强磁场的磁感线平行且距离相等.没有画出磁感线的地方不一定没有磁场.

6.安培定则:姆指指向电流方向,四指指向磁场的方向.注意这里的磁感线是一个个同心圆,每点磁场方向是在该点切线方向·

7、 *熟记常用的几种磁场的磁感线:

(二)、匀强磁场

1、 磁感线的方向反映了磁感强度的方向,磁感线的疏密反映了磁感强度的大小。

2、 磁感应强度的大小和方向处处相同的区域,叫匀强磁场。其磁感线平行且等距。

例:长的通电螺线管内部的磁场、两个靠得很近的异名磁极间的磁场都是匀强磁场。

3、 如用B=F/(I·L)测定非匀强磁场的磁感应强度时,所取导线应足够短,以能反映该位

置的磁场为匀强。

(三)、磁通量(Φ)

1.磁通量Φ:穿过某一面积磁力线条数,是标量.

2.磁通密度B:垂直磁场方向穿过单位面积磁力线条数,即磁感应强度,是矢量.

3.二者关系:B=Φ/S(当B与面垂直时),Φ=BScosθ,Scosθ为面积垂直于B方向上的

投影,θ是B与S法线的夹角.

四、磁场对通电导线的作用力

(一)、安培力:

1、通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力.

说明:磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用,磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力.

2、 安培力的计算公式:F=BILsinθ(θ是I与B的夹角);通电导线与磁场方向垂直时,即θ=900,此时安培力有最大值;通电导线与磁场方向平行时,即θ=00,此时安培力有最小值,F=0N;00<B<900时,安培力F介于0和最大值之间.

3、 安培力公式的适用条件:

①公式F=BIL一般适用于匀强磁场中I⊥B的情况,对于非匀强磁场只是近似适用(如对电流元),但对某些特殊情况仍适用.

如图所示,电流I1//I2,如I1在I2处磁场的磁感应强度为B,则I1对I2的安培力F=I1 BI2L,方向向左,同理I2对I1,安培力向右,即同向电流相吸,异向电流相斥.

②根据力的相互作用原理,如果是磁体对通电导体有力的作用,则通电导体对磁体有反作用力.两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三定律. I2

(二)、左手定则

1.用左手定则判定安培力方向的方法:伸开左手,使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,并使四指指向电流方向,这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直,大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.

2.安培力F的方向既与磁场方向垂直,又与通电导线垂直,即F跟BI所在的面垂直.但B与I的方向不一定垂直.

3.安培力F、磁感应强度B、电流1三者的关系

①已知I,B的方向,可惟一确定F的方向;

②已知F、B的方向,且导线的位置确定时,可惟一确定I的方向;

③已知F,1的方向时,磁感应强度B的方向不能惟一确定.

4.由于B,I,F的方向关系常是在三维的立体空间,所以求解本部分问题时,应具有较好的空间想象力,要善于把立体图画变成易于分析的平面图,即画成俯视图,剖视图,侧视图等.

(三)、安培力的性质和规律;

1、 公式F=BIL中L为导线的有效长度,即导线两端点所连直线的长度,相应的电流方向沿

/L

由始端流向末端.如图示,甲中:l?,乙中:L/=d(直径)=2R(半圆环且半径为R)

2、 安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心;

(四)、分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤

1、 画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况

2、 用左手定则确定各段通电导线所受安培力

3、 据初速方向结合牛顿定律确定导体运动情况

五、磁场对运动电荷的作用力

(一)、洛仑兹力

磁场对运动电荷的作用力

1、 洛伦兹力的公式: f=qvB sinθ,θ是V、B之间的夹角.

2、 当电荷速度方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力的大小F=qvB

3、 当v=0时,F=0,即磁场对静止的电荷无作用力,磁场只对运动电荷有作用力,这与电场对其中的静止电荷或运动电荷总有电场力的作用是不同的。

4、 当电荷运动方向与磁场方向相同或相反,即v与B平行时,F=0。

5、 当电荷运动方向与磁场方向夹角为θ时,洛伦兹力的大小F=qvBsinθ

6、 只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用,静止电荷在磁场中受到的磁场对电荷的作用力一定为0.

(二)、洛伦兹力的方向

1.洛伦兹力F的方向既垂直于磁场B的方向,又垂直于运动电荷的速度v的方向,即F总是垂直于B和v所在的平面.

2.使用左手定则判定洛伦兹力方向时,伸出左手,让姆指跟四指垂直,且处于同一平面内,让磁感线穿过手心,四指指向正电荷运动方向(当是负电荷时,四指指向与电荷运动方向相反)则姆指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向.

(三)、洛伦兹力与安培力的关系

1.洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力,而安培力是导体中所有定向称动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现.

2.洛伦兹力一定不做功,它不改变运动电荷的速度大小;但安培力却可以做功.

六、带电粒子在匀强磁场中的运动

1、 不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动可分三种情况:一是匀速直线运动;二是匀速

圆周运动;三是螺旋运动.

2、 不计重力的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径r=mv/qB;其运动周期T=2πm/qB(与速度大小无关).

3、 不计重力的带电粒子垂直进入匀强电场和垂直进入匀强磁场时都做曲线运动,但有区别:

带电粒子垂直进入匀强电场,在电场中做匀变速曲线运动(类平抛运动);

垂直进入匀强磁场,则做变加速曲线运动(匀速圆周运动).

4、 带电粒子在匀强磁场中的运动

当υ∥B时,所受洛仑兹力为零,做匀速直线运动;

当υ⊥B时,所受洛仑力充分向心力,做半径和周期分别为 R=m?qB,T=2?m 的匀qB

速圆周运动;

当υ与B夹一般角度时,由于可以将υ正交分解为υ∥和υ⊥(分别平行于和垂直于)B,此时,电荷的合运动在中学阶段一般不要求定量掌握。

(二)、带电粒子在磁场中运动的圆心、半径及时间的确定

(1)用几何知识确定圆心并求半径.

因为F方向指向圆心,根据F一定垂直v,画出粒子运动轨迹中任意两点(大多是射入点和出射点)的F或半径方向,其延长线的交点即为圆心,再用几何知识求其半径与弦长的关系.

(2)确定轨迹所对应的圆心角,求运动时间.

先利用圆心角与弦切角的关系,或者是四边形内角和等于3600(或2π)计算出圆心角θ的大小,再由公式t=θT/3600(或θT/2π)可求出运动时间.

(3)注意圆周运动中有关对称的规律.

如从同一边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等;在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出.

 

第二篇:高二物理 电场知识点总结

高二物理 电场知识点总结1.电荷

一、两种电荷

(1)是指带电体的一种属性

例如,摩擦过的物体具有吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了电,或者说,带了电荷。

(2)自然界只存在两种电荷

正电荷:规定用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫正电荷,质子带正电荷;

负电荷:规定用毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫负电荷,电子带负电荷。

(3)正、负电荷在某些方面具有相反的性质,称之为异种电荷。

2.电量

电荷的多少叫做电量(物体带电多少的量度),用Q或q表示,单位是库仑(C)。 中和:等量的异种电荷完全相互抵消的现象叫作中和。

任何不带电的物体,其中都有等量的正负电荷,因而处于中性状态。

元电荷(基本电荷):e=1.60×10-19C,常用作电量单位

3.三种起电方式

起电:使物体带电叫起电,起电的过程是使物体中的正负电荷分开的过程。

(1)摩擦起电

条件:两物体相互摩擦

原因:不同物质的原子核束缚电子的本领不同,两个物体互相摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的本领弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上。失去电子的物体因缺少电子而带正电,得到电子的物体因有了电子而带等量的负电。电子在物体间发生迁移。

结果:两个相互摩擦的物体分别带上等量异种电荷,即Q1=-Q2

(2)接触起电

条件:带电体与不带电体相互接触

原因:电子发生迁移或部分电荷被中和

结果:两接触物体带上同种电荷(不一定等量)

例:两个半径相同的金属球,一带正电Q1,一带负电-Q2,二者充分接触后,发生了部分中和,带点情况为:带电量均为(Q1-Q2)/2。

(3)感应起电(利用静电感应使物体带电)

条件:将导体靠近带电体,即置于静电场中

原因:在电场力的作用下,导体中的自由电子逆电场方向运动,使电荷在导体表面重新分布 结果:导体接近场源一端带上与场源电性相反的电荷;而远离场源一端带上与场源电性相同的电荷

获得感应净电荷的两种方法:

感应分离——将发生静电感应的导体两端分开,结果两端分别带上异种电荷。

感应接地——将被感应的物体接地(如用手摸一下),结果导体带上跟场源电性相反的电荷(与接地位置无关)。

场源电荷电量Q与感应电荷电量Q′的关系:Q≥Q’

4.电荷守恒定律

电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分。

这是自然界一个非常重要的规律

二、电荷间的相互作用

1.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引

2.库仑定律

法国物理学家库仑研究了最简单的带点体——点电荷间的相互作用,得出了库仑定律

在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。

F=kQ1Q2/r2

(1)这个作用力叫做静电力,又叫做库仑力。

(2)点电荷:一种理想化模型,当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体就可以被看作是点电荷。

(3)k:静电力恒量(常量),其值为9.0×109N·m2/C2,用库仑扭秤通过实验测定。 它表明:两个带电量均为1C的点电荷在真空中相距为1m时,相互的静电力大小为9.0×109N。

(4)适用条件:真空中,两静止的点电荷或均匀带电球体、均匀带电球壳。

(5)静电力的正负不表示大小,表示方向或说表示静电力的性质

同种电荷,F>0,斥力,方向沿连线向外;

异种电荷,F<0,引力,方向沿连线向里。

在用库仑定律计算时,可不带入正负号,只需判断出力的性质

(6)库仑定律与万有引力定律比较

都是平方反比定律,至今还弄不清为什么这两个定律如此相似

三、静电场

1.电场的概念:任何力的作用都离不开物质,两个电荷相互作用时并不直接接触,它们之间的相互作用是通过电场这种物质作媒介而发生的。

电场跟其它物质一样,都是不依赖于我们的感觉而客观存在的东西,是物质的一种特殊形态。 所谓静电场就是静止的电荷在周围空间产生的电场。

2.电场的基本性质是它对放入其中的电荷有电场力的作用;电荷在电场中具有电势能。 我们可以从力的角度和能量的角度研究电场的性质。

3.电场强度 电力线

(1)电场强度

描述电场的强弱和方向的物理量(表示电场的力的性质)。

定义:放入电场中的某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫做该点的电场强度,简称场强。

E=F/q

矢量,方向为正电荷在该点所受电场力的方向。

单位:牛/库(N/C)

注:E=F/q适用于任何电场。E可由F、q量度,但并不取决于F、q,而是由电场自身决定(场源电量Q和该点到场源电荷的距离r)

q:检验电荷电量(电量小、体积小),它放入之后不会影响原来的电场,便于用它来研究电场中各点的性质。

电场力F=q E

(2)点电荷场强:真空中E=kQ/r2

(3)电场的叠加

如果有几个点电荷同时存在,它们的电场就互相叠加,形成合电场,电场中某点的场强,就等于各个点电荷在该点产生的场强的矢量和。

知道了点电荷的场强公式和场强的叠加性,那么原则上任一电荷分布已知的带电体所形成的电场中某一点的场强都可以求出(事实上很难计算)。

(4)电力线:研究电场,重要的是要知道电场中各点的场强的大小和方向,为了形象、直观地表示电场的强弱和方向,引入电力线的概念。

A.电力线并不是电场中实际存在的线,而是人们为了使电场形象化而假想的有向曲线;

B.电力线从正电荷出发到负电荷终止,不是闭合曲线;

C.电力线的疏密表示电场的强弱,电力线上任一点的切线方向表示场强的方向;

D.在没有其它电荷的空间,电力线不中断、不相交(因为电场的分布是连续的,且电场中任一点的场强方向只有一个)。

(5)常见的五种电力线(会画):孤立点电荷(正、负),两个等量异、同种电荷和匀强电场

匀强电场:各点的场强大小、方向都相同的电场,其电力线是疏密程度处处相等的互相平行的直线。两块大小相等、互相正对、靠近的平行金属板分别带等量的异种电荷时,它们之间的电场除边缘附近外,为匀强电场。

4.电势能 电势 电势差 等势面

(1)电势能:电荷在电场中由电场力和相对位置决定的势能。用ε(手写E)表示。 通常取电荷q在无限远处的电势能为零,电势能的正负表示大小。 电势能变化与电场力做功的关系:W=-Δε

电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到无限远处电场力所做的功。

(2)电势

表示电场的能的性质的物理量

定义:电场中某点的电荷的电势能跟它的电量的比值,叫做这一点的电势。

U=ε/q 标量。 单位:伏(V)

1V表示电量为1C的正电荷在该点的电势能为1J

通常取无限远处的电势为零,或取大地的电势为零,其正负表示高低(大小)。

取无限远处电势为零,正电荷的电场中电势处处为正,负电荷的电场中电势处处为负;顺着电力线的方向电势越来越低。

(3)电势差:电场中两点间的电势的差值叫做电势差(电压)。

UAB=UA-UB=-UBA=-(UB-UA)

电场力做功与电势差的关系:W=q UAB

电子伏特(eV):1eV=1e×1V=1.60×10-19J

电场力做功的特点:与路径无关,只与两点间的电势差有关。

(4)等势面

*A.点电荷的电势公式:U=kQ/r(取无限远处电势为零)

*B.电势叠加:空间某一点的电势,等于各电场在该点的电势的代数和。

原则上,利用A、B,我们可以计算出电荷分布已知的带电体电场中各点的电势。 在电场中,电势相等的点所构成的面,叫做等势面。它与电力线一样,是用来形象、直观地描述电场而假想的曲面。

在静电场中,等势面有如下基本性质:

A.相邻等势面的电势差相等,等势面的疏密表示电场的强弱(等势面疏密与电力线疏密一致);

B.等势面的正负表示电势的高低,沿电力线方向等势面的电势降落最快;

C.等势面处处与电力线垂直,沿等势面移动电荷,电场力不作功;

D.(同一等势面不中断)不同点势的等势面不相交。

五种常见电场等势面:孤立点电荷(正、负),两个等量异、同种电荷和匀强电场

5.匀强电场中电势差跟场强的关系:E=U/d

*6.静电场中的导体

静电感应:把导体(金属)放入电场中,导体内部的电子在电场力的作用下向电场的反方向移动,导体两端出现等量异种电荷的现象。

静电平衡状态:导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态

处于静电平衡状态的导体的特点:

(1)处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零(这是外电场E与感应电荷产生的附加电场E’——内电场叠加的结果)。

(2)处于静电平衡状态的导体,表面上任何一点的场强方向跟该点的切面垂直。

(3)处于静电平衡状态的导体是一个等势体,它的表面是一个等势面。

(4)处于静电平衡状态的带电导体,电荷只能分布在导体的外表面上。

应用:(1)两种静电屏蔽:

外屏蔽——一个不接地的空腔导体可以屏蔽外电场

全屏蔽——一个接地的空腔导体可以同时屏蔽内、外电场

(2)法拉第圆筒:外取,内送。

7.带电粒子在匀强电场中的运动

(1)加速:qU=mv2 (2)偏转(类似平抛运动) 侧移y=,偏角tgф=

四、电容器 电容

1.电容器:任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体,都可以看成是一个电容器。 电容器具有容纳电荷(充放电)的本领。

2.电容

表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。

定义:电容器所带的电量跟它的两极间的电势差的比值,叫做电容器的电容。 C=Q/U 单位:法拉(F),1F=106μF=1012p F

3.平行板电容器电容:C=

4.常用电容器(了解)

5.电容器的击穿电压和额定电压

五、静电的防止和应用

1.静电的危害:静电荷积累到一定程度,会产生火花放电。防止静电危害的基本方法是尽快地把产生的静电导走。

2.静电的应用:依据的物理原理几乎都是让带电的物质微粒在电场力作用下,奔向并吸附到电极上。

如:静电除尘、静电复印

 

第三篇:磁场知识点总结2

磁场知识点总结

班级 姓名 小组 评价

【学习目标】1知道磁感应强度和磁通量,会用磁感线描述磁场

2认识安培力,洛伦兹力,并会计算相关题目3复合场 【学习重点】【学习难点】带电粒子在复合场中的运动

【课堂六环节】

一、“导”——教师导入新课。(2—3分钟)

二、“思”——学生自主学习。学生结合课本自主学习,完成以下有关内容(时间不少于13分钟)

【学习过程】磁场知识点总结

一 1.磁场 ⑴永磁体周围有磁场。 ⑵电流周围有磁场(奥斯特实验)。 2.磁场的基本性质: 磁场对放入其中的磁体和电流有

3.磁感应强度 B ? F max

(定义式)

Il 磁感应强度是 方向:规定为小磁针在该点静止时 极的指向 4. 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。磁感线都是闭合曲线。

(2)要熟记常见的几种磁场的磁感线:

(3)安培定则(右手螺旋定则): 对直导线,四指指; 对环行电流,长直螺线管,大拇指指 四指指(4)地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似。

主要特点是:地磁场B的水平分量总是从地球南极指向北极,而竖直分量则南北相反,在南半球垂直地面向 ,在北半球垂直地面向 ;在赤道表面上,距离地球表面相等的各点磁感应强度相等,且水平向 .

1

2、如图所示,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,磁针的S极向纸内偏转,则这束带电粒子可能是( ) A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束

C.向右飞行的负离子束

S N

D.向左飞行的负离子束

3下列说法正确的是( )

A .电荷在某处不受电场力作用,则该处电场强度为零;

B. C. 表征电场中某点的强度,是把一个检验电荷放到该点时受到的电场力与检验电荷本身电量的 比值;

D. 电流的乘积的比值. 二、 磁场对电流的作用 1.安培力的大小: F = BIL (B⊥IL ) 说明: (1) L是导线的长度(则L指弯曲导线中始端到末端的直线长度)。 (2) B一定是匀强磁场,一定是导线所在处的磁感应强度值. 2.安培力的方向——左手定则 注意:F一定垂直I、B; I、B可以垂直也可以不垂直。

练习4 如图所示,在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源,在相距1m的平行导轨上放一重为3N的金属棒ab,棒上通过3A的电流,磁场方向竖直向上,这时棒恰好静止,求: (1)匀强磁场的磁感应强度; (2)ab棒对导轨的压力;

(3)若要使B取值最小,其方向应如何调整?并求出最小值。

三磁场对运动电荷的力

洛仑兹力: 运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛仑兹力,它是安培力的微观表现。

1. 洛仑兹力大小(推导)得

当v⊥B时, f = qvB f、v、B三者垂直

当v∥B时, f = 0 v与B成θ角, f = qvBsinθ

2. 洛仑兹力方向———左手定则

注意:四指必须指电流方向,即方向。 f一定垂直v、B ,v、B可以垂直可以不垂直

3. 洛伦兹力f 特点: a. 洛伦兹力总是垂直于v与B组成的平面; b. 洛伦兹力永远不做功。 即 f 不改变动能

4. 应用:带电粒子在匀强磁场中的圆运动

条件:粒子只受洛伦兹力 粒子的v⊥B B——匀强磁场 方程:

qvB?mv2

f?r

得半径: 周期:

四.磁与现代技术

1.速度选择器

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,

2.磁流体发电机

如图所示是磁流体发电机,其原理是:等离子气体喷入磁场,正、负离子在洛伦兹力作用下发生偏转而聚集到B、A板上,产生电势差。设A、B平行金属板的面积为S,相距l,等离子气体的电阻率为

,喷入气体速度为v,板间磁场的磁感应强度为B,板外电阻为R,当等离子气体匀速通过A、

B板间,A、B板上聚集的电荷最多,板间电势差最大,即为电源电动势。此时离子受力衡: ,电动势E= ,

3电磁流量计

如图所示,一圆形导管直径为d,由非磁性材料制成,其中有可以导电的液体向左流动。导电液体中的自由电荷(正、负离子)在洛伦兹力作用下发生偏转,a、b间出现电势差保持恒定。

由可得

故流量Q=Sv=

2

4质谱仪5回旋加速器 6霍尔效应

三、“议”——学生起立讨论。小组集体商议以上学习的内容,每位小组成员根据自己的学习思结 果核对、复述、更正、补充以上的学习内容,还可讨论与以上学习内容相关的拓展 性知识。( 9分钟)

四、“展”——学生激情展示。小组代表或教师随机指定学生展示。(8分钟) 五、“评”——教师点评,教师总结规律,点评共性问题,或拓展延伸。(9分钟) 六、“检”——课堂检测。(3分钟)

1如图所示,a、b是直线电流的磁场,c、d是环形电流的磁场,e、f是螺线管电流的磁场,试在各图中补画出电流方向或磁感线方向.

相关推荐