2019-2020年高考物理知識要點總結(jié) 磁場教案.doc

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2019-2020年高考物理知識要點總結(jié) 磁場教案 知識要點： 1、磁場 磁場是存在于磁體、電流和運動電荷周圍空間的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。 （1）磁場的基本特性——磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有磁場力的作用。 （2）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)——磁體、電流和運動電荷的磁場都產(chǎn)生于電荷的運動，并通過磁場而相互作用。 （3）最早揭示磁現(xiàn)象的電本質(zhì)的假說和實驗——安培分子環(huán)流假說和羅蘭實驗。 2、磁感應(yīng)強度 為了定量描述磁場的大小和方向，引入磁感應(yīng)強度的概念，在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，受到磁場力F跟電流強度I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值，叫通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度。用公式表示是 磁感應(yīng)強度是矢量。它的方向就是小磁針N極在該點所受磁場力的方向。 公式是定義式，磁場中某點的磁感應(yīng)強度與產(chǎn)生磁場的磁極或電流有關(guān)，和該點在磁場中的位置有關(guān)。與該點是否存在通電導(dǎo)線無關(guān)。 3、磁感線 磁感線是為了形象描繪磁場中各點磁感應(yīng)強度情況而假想出來的曲線，在磁場中畫出一組有方向的曲線。在這些曲線上每一點的切線方向，都和該點的磁場方向相同，這組曲線就叫磁感線。磁感線的特點是： 磁感線上每點的切線方向，都表示該點磁感應(yīng)強度的方向。 磁感線密的地方磁場強，疏的地方磁場弱。 在磁體外部，磁感線由N極到S極，在磁體內(nèi)部磁感線從S極到N極，形成閉合曲線。 磁感線不能相交。 對于條形、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁感線畫法必須掌握。 4、磁通量（)和磁通密度（B） （1）磁通量（）——穿過某一面積（S）的磁感線的條數(shù)。 （2）磁通密度——垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù)，也即磁感應(yīng)強度的大小。 （3）與B的關(guān)系 = BScosq式中Scosq為面積S在中性面上投影的大小。 5、公式 = BScosq及其應(yīng)用 磁通量的定義式 = BScosq，是一個重要的公式。它不僅定義了的物理意義，而且還表明改變磁通量有三種基本方法，即改變B、S或q。在使用此公式時，應(yīng)注意以下幾點： （1）公式的適用條件——一般只適用于計算平面在勻強磁場中的磁通量。 （2）q角的物理意義——表示平面法線（n）方向與磁場（B）的夾角或平面（S）與磁場中性面（OO）的夾角（圖1），而不是平面（S）與磁場（B）的夾角（a）。 因為q +a = 90，所以磁通量公式還可表示為 = BSsina （3）是雙向標(biāo)量，其正負(fù)表示與規(guī)定的正方向（如平面法線的方向）是相同還是相反，當(dāng)磁感線沿相反向穿過同一平面時，磁通量等于穿過平面的磁感線的凈條數(shù)——磁通量的代數(shù)和，即 = 1－2 6、磁場對通電導(dǎo)線的作用 磁場對電流的作用力，叫做安培力，如圖2所示，一根長為L的直導(dǎo)線，處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，且與B的夾角為q。當(dāng)通以電流I時，安培力的大小可以表示為F = BIl sinq 式中q為B與I（或l）的夾角，Bsinq為B垂直于I的分量。在B、I、L一定時，F(xiàn) sinq. 當(dāng)q = 90時，安培力最大為：Fm = BIL 當(dāng)q = 0或180時，安培力為零：F = 0 應(yīng)用安培力公式應(yīng)注意的問題 第一、安培力的方向，總是垂直B、I所決定的平面，即一定垂直B和I，但B與I不一定垂直（圖3）。 第二、彎曲導(dǎo)線的有效長度L，等于兩端點連接直線的長度（如圖4所示）相應(yīng)的電流方向，沿L由始端流向末端。 所以，任何形狀的閉合平面線圈，通電后在勻強磁場受到的安培力的矢量和一定為零，因為有效長度L = 0。 公式的運動條件——一般只運用于勻強磁場。 7、安培力矩公式 在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，一個匝數(shù)為N、面積為S的矩形線圈，當(dāng)通以電流I時，受到的安培力矩為M = Nfad sinq = NBI ab ad sinq（圖5所示），即M = NBIS sinq 在使用安培力矩公式時，應(yīng)注意下列問題。 （1）q角與a的區(qū)別與聯(lián)系 公式中的q角，表示線圈平面（S）與磁場中性面（S0）的夾角或線圈平面法線（n）與B方向的夾角，而不是線圈平面與B的夾角（a）。 因為q +a = 90，所以安培力矩公式還可以表示為M = NBIS cosa 一般，規(guī)定通電線圈平面的法線方向由右手螺旋定則確定，即與環(huán)形電流中心的磁場方向一致。 （2）公式的適用條件 勻強磁場，且轉(zhuǎn)軸（OO）與B垂直；相對平行于B的任意轉(zhuǎn)軸，安培力矩均為零。 任意形狀的平面線圈，如三角形、圓形和梯形等。因為任意形狀的平面線圈，都可以通過微分法，視為無數(shù)矩形元組成。 8、磁場對運動電荷的作用 在不計帶電粒子（如電子、質(zhì)子、a粒子等基本粒子）的重力的條件下，帶電粒子在勻強磁場有三種典型的運動，它們決定于粒子的速度（v）方向與磁場的磁感應(yīng)強度（B）方向的夾角（q）。 （1）當(dāng)v與B平行，即q = 0或180時——落侖茲力f = Bqvsinq = 0，帶電粒子以入射速度（v）作勻速直線運動，其運動方程為：s = vt （2）當(dāng)v與B垂直，即q = 90時——帶電粒子以入射速度（v）作勻速圓周運動，四個基本公式 ： 向心力公式： 軌道半徑公式： 周期、頻率和角頻率公式： 動能公式： T、f和w的兩個特點 第一、T、 f的w的大小與軌道半徑（R）和運行速率（V）無關(guān)，而只與磁場的磁感應(yīng)強度（B）和粒子的荷質(zhì)比（q/m）有關(guān)。 第二、荷質(zhì)比（q/m）相同的帶電粒子，在同樣的勻強磁場中，T、f和w相同。 （3）帶電粒子的軌道圓心（O）、速度偏向角（）、回旋角（a）和弦切角（q）。 在分析和解答帶電粒子作勻速圓周運動的問題時，除了應(yīng)熟悉上述基本規(guī)律之外，還必須掌握確定軌道圓心的基本方法和計算、a和q的定量關(guān)系。如圖6所示，在洛侖茲力作用下，一個作勻速圓周運動的粒子，不論沿順時針方向還是逆時針方向，從A點運動到B點，均具有三個重要特點。 第一、軌道圓心（O）總是位于A、B兩點洛侖茲力（f）的交點上或AB弦的中垂線（OO）與任一個f的交點上。 第二、粒子的速度偏向角（），等于回旋角（a），并等于AB弦與切線的夾角——弦切角（q）的2倍，即 = a = 2q = w t。 第三、相對的弦切角（q）相等，與相鄰的弦切角（q ）互補，即q + q = 180。