高考物理知识点：磁场

海园李

　  1.磁场

　　（1）磁场：磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质。永磁体和电流都能在空间产生磁场。变化的电场也能产生磁场。

　　（2）磁场的基本特点：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。

　　（3）磁现象的电本质：一切磁现象都可归结为运动电荷（或电流）之间通过磁场而发生的相互作用。

　　（4）安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流即分子电流，分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体。

　　（5）磁场的方向：规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向（或者小磁针静止时N极的指向）就是那一点的磁场方向。

　　2.磁感线

　　（1）在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线。

　　（2）磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，在内部，由S极到N极，磁感线是闭合曲线；磁感线不相交。

　　（3）几种典型磁场的磁感线的分布：

　　①直线电流的磁场：同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱。

　　②通电螺线管的磁场：两端分别是N极和S极，管内可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场。

　　③环形电流的磁场：两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱。

　　④匀强磁场：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同。匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线。

　　3.磁感应强度

　　（1）定义：磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，定义式B=F/IL。单位T，1T=1N/（A·m）。

　　（2）磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向。

　　（3）磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在，因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比。

　　（4）磁感应强度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四边形定则，注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，并不是在该处的电流的受力方向。

　　4.地磁场：地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个：

　　（1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近。

　　（2）地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）则南北相反，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，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北。

　　5.安培力

　　（1）安培力大小F=BIL。式中F、B、I要两两垂直，L是有效长度。若载流导体是弯曲导线，且导线所在平面与磁感强度方向垂直，则L指弯曲导线中始端指向末端的直线长度。

　　（2）安培力的方向由左手定则判定。

　　（3）安培力做功与路径有关，绕闭合回路一周，安培力做的功可以为正，可以为负，也可以为零，而不像重力和电场力那样做功总为零。

　　6.洛伦兹力

　　（1）洛伦兹力的大小f=qvB，条件：v⊥B。当v∥B时，f=0。

　　（2）洛伦兹力的特性：洛伦兹力始终垂直于v的方向，所以洛伦兹力一定不做功。

　　（3）洛伦兹力与安培力的关系：洛伦兹力是安培力的微观实质，安培力是洛伦兹力的宏观表现。所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定。

　　（4）在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用。

　　7.带电粒子在磁场中的运动规律

　　在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下（电子、质子、α粒子等微观粒子的重力通常忽略不计）,

　　（1）若带电粒子的速度方向与磁场方向平行（相同或相反），带电粒子以入射速度v做匀速直线运动。

　　（2）若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速率v做匀速圆周运动。①轨道半径公式：r=mv/qB②周期公式：T=2πm/qB

　　8.带电粒子在复合场中运动

　　（1）带电粒子在复合场中做直线运动

　　①带电粒子所受合外力为零时，做匀速直线运动，处理这类问题，应根据受力平衡列方程求解。

　　②带电粒子所受合外力恒定，且与初速度在一条直线上，粒子将作匀变速直线运动，处理这类问题，根据洛伦兹力不做功的特点，选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等规律列方程求解。

　　（2）带电粒子在复合场中做曲线运动

　　①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。处理这类问题，往往同时应用牛顿第二定律、动能定理列方程求解。

　　②当带电粒子所受的合外力是变力，与初速度方向不在同一直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，一般处理这类问题，选用动能定理或能量守恒列方程求解。

　　③由于带电粒子在复合场中受力情况复杂运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中“最大”、“最高”“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解。

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