高中磁、电与磁知识点Word文件下载.doc

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电学中的三个力：

F电=qE=qF安=BILf洛=qBv

注意：

F安=BIL①、B⊥I时；

②、B||I时；

③、B与I成夹角时

f洛=qBv

①、B⊥v时，f洛最大，f洛=qBv

（fBv三者方向两两垂直且力f方向时刻与速度v垂直）导致粒子做匀速圆周运动。

②、B||v时，f洛=0做匀速直线运动。

③、B与v成夹角时，（带电粒子沿一般方向射入磁场），

可把v分解为（垂直B分量v⊥，此方向匀速圆周运动；

平行B分量v||，此方向匀速直线运动。

）

合运动为等距螺旋线运动。

安培力的冲量：

ＢＩＬΔt＝mΔv

带电粒子在洛仑兹力作用下的圆周（或部分圆周）运动

带电粒子在磁场中圆周运动（关健是画出运动轨迹图,画图应规范）,找圆心和确定半径

规律：

（不能直接用）

1、找圆心：

①（圆心的确定）因f洛一定指向圆心，f洛⊥v任意两个f洛方向的指向交点为圆心；

②任意一弦的中垂线一定过圆心；

③两速度方向夹角的角平分线一定过圆心。

2、求半径（两个方面）：

①物理规律

②由轨迹图得出与半径R有关的几何关系方程（解题时应突出这两条方程）

几何关系：

速度的偏向角=偏转圆弧所对应的圆心角（回旋角）=2倍的弦切角

相对的弦切角相等，相邻弦切角互补由轨迹画及几何关系式列出：

关于半径的几何关系式去求。

3、求粒子的运动时间：

偏向角（圆心角、回旋角）=2倍的弦切角，即=2

×

Tt=×

T

4、圆周运动有关的对称规律：

特别注意在文字中隐含着的临界条件

a、从同一边界射入的粒子，又从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。

b、在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，一定沿径向射出。

均匀辐射状的匀强磁场，圆形磁场，及周期性变化的磁场。

专题：

带电粒子在复合场中的运动

一、复合场的分类：

1、复合场：

2、叠加场：

二、带电粒子在复合场电运动的基本分析

三、电场力和洛伦兹力的比较

1.在电场中的电荷，不管其运动与否，均受到电场力的作用；

而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛伦兹力的作用．

2.电场力的大小F＝Eq，与电荷的运动的速度无关；

而洛伦兹力的大小f=Bqvsinα,与电荷运动的速度大小和方向均有关．

3.电场力的方向与电场的方向或相同、或相反；

而洛伦兹力的方向始终既和磁场垂直，又和速度方向垂直．

4.电场力既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向，

而洛伦兹力只能改变电荷运动的速度方向.不能改变速度大小

5.电场力可以对电荷做功，能改变电荷的动能；

而洛伦兹力不能对电荷做功，不能改变电荷的动能．

6.匀强电场中在电场力的作用下,运动电荷的偏转轨迹为抛物线;

匀强磁场中在洛伦兹力的作用下,垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧．

四、对于重力的考虑重力考虑与否分三种情况．

五、复合场中的特殊物理模型

1．粒子速度选择器

如图所示，粒子经加速电场后得到一定的速度v0，进入正交的电场和磁场，受到的电场力与洛伦兹力方向相反，若使粒子沿直线从右边孔中出去，则有qv0B＝qE,v0=E/B，若v=v0=E/B，粒子做直线运动，与粒子电量、电性、质量无关

若v＜E/B，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加．

若v＞E/B，洛伦兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少．

2.磁流体发电机

如图所示，由燃烧室O燃烧电离成的正、负离子（等离子体）以高速。

喷入偏转磁场B中．在洛伦兹力作用下，正、负离子分别向上、下极板偏转、积累，从而在板间形成一个向下的电场．两板间形成一定的电势差．当qvB=qU/d时电势差稳定U＝dvB，这就相当于一个可以对外供电的电源．

3.电磁流量计．

电磁流量计原理可解释为：

如图所示，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，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）在洛伦兹力作用下纵向偏转，a,b间出现电势差．当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定．

由Bqv=Eq=Uq/d，可得v=U/Bd.流量Q=Sv=πUd/4B

4.质谱仪：

如图所示：

组成：

离子源O，加速场U，速度选择器（E,B），偏转场B2，胶片．

原理：

加速场中qU=½

mv2

选择器中:

Bqv=Eq

偏转场中:

d＝2r，qvB2＝mv2/r

比荷:

质量

作用：

主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素．

5.回旋加速器

两个D形盒，大型电磁铁，高频振荡交变电压，两缝间可形成电压U

电场用来对粒子（质子、氛核,a粒子等）加速，磁场用来使粒子回旋从而能反复加速．高能粒子是研究微观物理的重要手段．

要求：

粒子在磁场中做圆周运动的周期等于交变电源的变化周期．

关于回旋加速器的几个问题：

（1）回旋加速器中的D形盒，它的作用是静电屏蔽，使带电粒子在圆周运动过程中只处在磁场中而不受电场的干扰，以保证粒子做匀速圆周运动‘

（2）回旋加速器中所加交变电压的频率f,与带电粒子做匀速圆周运动的频率相等:

（3）回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式来计算，

在粒子电量，、质量m和磁感应强度B一定的情况下，回旋加速器的半径R越大，粒子的能量就越大．

电磁感应：

.

1.法拉第电磁感应定律：

电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比，这就是法拉第电磁感应定律。

内容：

电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

发生电磁感应现象的这部分电路就相当于电源，在电源的内部电流的方向是从低电势流向高电势。

（即：

由负到正）

2.[感应电动势的大小计算公式]

1）E＝BLV（垂直平动切割）

2）…=?

（普适公式）ε∝（法拉第电磁感应定律）

3）E=nBSωsin（ωt+Φ）；

Em＝nBSω（线圈转动切割）

4）E＝BL2ω/2（直导体绕一端转动切割）

5）*自感E自＝nΔΦ/Δt＝＝L（自感）

3.楞次定律：

感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化,这就是楞次定律。

感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

B感和I感的方向判定：

楞次定律（右手）深刻理解“阻碍”两字的含义（I感的B是阻碍产生I感的原因）

B原方向?

；

B原?

变化（原方向是增还是减）；

I感方向?

才能阻碍变化；

再由I感方向确定B感方向。

楞次定律的多种表述

①从磁通量变化的角度：

感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

②从导体和磁场的相对运动：

导体和磁体发生相对运动时,感应电流的磁场总是阻碍相对运动。

③从感应电流的磁场和原磁场：

感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。

（增反、减同）

④楞次定律的特例──右手定则

在应用中常见两种情况：

一是磁场不变，导体回路相对磁场运动；

二是导体回路不动，磁场发生变化。

磁通量的变化与相对运动具有等效性：

磁通量增加相当于导体回路与磁场接近，磁通量减少相当于导体回路与磁场远离。

因此，

从导体回路和磁场相对运动的角度来看，感应电流的磁场总要阻碍相对运动；

从穿过导体回路的磁通量变化的角度来看，感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化。

能量守恒表述：

I感效果总要反抗产生感应电流的原因

电磁感应现象中的动态分析，就是分析导体的受力和运动情况之间的动态关系。

一般可归纳为：

导体组成的闭合电路中磁通量发生变化导体中产生感应电流导体受安培力作用

导体所受合力随之变化导体的加速度变化其速度随之变化感应电流也随之变化

周而复始地循环，最后加速度小致零（速度将达到最大）导体将以此最大速度做匀速直线运动

“阻碍”和“变化”的含义

感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍引起感应电流的磁场。

因此，不能认为感应电流的磁场的方向和引起感应电流的磁场方向相反。

产生

阻碍

感应电流的磁场

磁通量变化感应电流

4.电磁感应与力学综合

方法：

从运动和力的关系着手，运用牛顿第二定律

导体运动v

感应电动势E

感应电流I

安培力F

磁场对电流的作用

电磁感应

闭合电路

欧姆定律

（1）基本思路:

受力分析→运动分析→变化趋向→确定运动过程和最终的稳定状态→由牛顿第二列方程求解．

（2）注意安培力的特点：

（3）纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力，电磁感应中多一个安培力，安培力随速度变化，部分弹力及相应的摩擦力也随之而变，导致物体的运动状态发生变化，在分析问题时要注意上述联系．

5.电磁感应与动量、能量的综合

（2）从受力角度着手，运用牛顿运动定律及运动学公式

变化过程是：

导线受力做切割磁力线运动，从而产生感应电动势，继而产生感应电流，这样就出现与外力方向相反的安培力作用，于是导线做加速度越来越小的变加速直线运动，运动过程中速度v变，电动势BLv也变，安培力BIL亦变，当安培力与外力大小相等时，加速度为零，此时物体就达到最大速度．

（2）从动量角度着手，运用动量定理或动量守恒定律

①应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量，如在导体棒做非匀变速运动的问题中，应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题．

②在相互平行的水平轨道间的双棒做切割磁感线运动时，由于这两根导体棒所受的安培力等大反向，合外力为零，若不受其他外力，两导体棒的总动量守恒．解决此类问题往往要应用动量守恒定律．

（3）从能量转化和守恒着手，运用动能定律或能量守恒定律

①基本思路：

受力分析→弄清哪些力做功，正功还是负功→明确有哪些形式的能量参与转化，哪增哪减→由动能定理或能量守恒定律列方程求解．

②能量转化特点：

其它能（如：

机械能）电能内能（焦耳热）

6.电磁感应与电路综合

在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源．解决电磁感应与电路综合问题的基本思路是：

（1）明确哪部分相当于电源，由法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和