高中物理磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)+例題

1、20102011年度第一階段高考總復(fù)習(xí)許蘇建1磁場(chǎng)一、基本概念1磁場(chǎng)的產(chǎn)生⑴磁極周圍有磁場(chǎng)。⑵電流周圍有磁場(chǎng)（奧斯特）。安培提出分子電流假說(shuō)（又叫磁性起源假說(shuō)），認(rèn)為磁極的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。⑶變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)（麥克斯韋）。2磁場(chǎng)的基本性質(zhì)磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁極和電流有磁場(chǎng)力的作用（對(duì)磁極一定有力的作用；對(duì)電流可能有力的作用，當(dāng)電流和磁感線平行時(shí)不受磁場(chǎng)力作用）。3磁感應(yīng)強(qiáng)度（條件是L⊥B；在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中或Δ

2、L很小。）ILFB?磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量。單位是特斯拉，符號(hào)為T(mén)，1T=1N(A?m)=1kg(A?s2)4磁感線⑴用來(lái)形象地描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向和強(qiáng)弱的曲線。磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，也就是在該點(diǎn)小磁針N極受磁場(chǎng)力的方向。磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。⑵磁感線是封閉曲線（和靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不同）。⑶要熟記常見(jiàn)的幾種磁場(chǎng)的磁感線：地磁場(chǎng)的特點(diǎn)：兩極的磁感線垂直于地面；赤道上方的磁感線平行于地面；除兩極外，磁感線的水平分量總

3、是指向北方；南半球的磁感線的豎直分量向上，北半球的磁感線的豎直分量向下。⑷電流的磁場(chǎng)方向由安培定則（右手螺旋定則）確定：對(duì)直導(dǎo)線，四指指磁感線方向；對(duì)環(huán)行電流，大拇指指中心軸線上的磁感線方向；對(duì)長(zhǎng)直螺線管大拇指指螺線管內(nèi)部的磁感線方向。二、安培力（磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力）1安培力方向的判定⑴用左手定則。⑵用“同向電流相吸，反向電流相斥”（適用于兩電流互相平行時(shí)）?！狽S地球磁場(chǎng)條形磁鐵蹄形磁鐵通電環(huán)行導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)通電長(zhǎng)直螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)通電直

4、導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)20102011年度第一階段高考總復(fù)習(xí)許蘇建3電過(guò)程電流不恒定，這個(gè)結(jié)論仍然是正確的。練習(xí)1.如圖所示，可以自由移動(dòng)的豎直導(dǎo)線中通有向下的電流，不計(jì)通電導(dǎo)線的重力，僅在磁場(chǎng)力作用下，導(dǎo)線將如何移動(dòng)？解：先畫(huà)出導(dǎo)線所在處的磁感線，上下兩部分導(dǎo)線所受安培力的方向相反，使導(dǎo)線從左向右看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)又受到豎直向上的磁場(chǎng)的作用而向右移動(dòng)（不要說(shuō)成先轉(zhuǎn)90后平移）。分析的關(guān)鍵是畫(huà)出相關(guān)的磁感線。三、洛倫茲力1洛倫茲力的大小運(yùn)動(dòng)電荷在

5、磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力叫洛倫茲力，它可以看做是安培力的微觀表現(xiàn)。計(jì)算公式的推導(dǎo)：如圖所示，整個(gè)導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力（安培力）為F安=BIL；其中I=nesv；設(shè)導(dǎo)線中共有N個(gè)自由電子N=nsL；每個(gè)電子受的磁場(chǎng)力為f，則F安=Nf。由以上四式得f=qvB。條件是v與B垂直。（v與B平行時(shí)洛倫茲力為零。）2洛倫茲力的方向在用左手定則時(shí)，四指必須指電流方向（不是速度方向），即正電荷定向移動(dòng)的方向；對(duì)負(fù)電荷，四指應(yīng)指負(fù)電荷定向移動(dòng)方向的反方向。例5磁

6、流體發(fā)電機(jī)原理圖如右。等離子體高速?gòu)膬砂彘g由左向右噴射，兩極板間有如圖方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。該發(fā)電機(jī)哪個(gè)極板為正極？?jī)砂彘g最大電壓為多少？解：由左手定則，正、負(fù)離子受的洛倫茲力分別向上、向下。所以上極板為正。正、負(fù)極板間將產(chǎn)生電場(chǎng)。當(dāng)剛進(jìn)入的正負(fù)離子受的洛倫茲力與電場(chǎng)力等值反向時(shí)，達(dá)到最大電壓：，U=Bdv。當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，這就是電動(dòng)勢(shì)E。當(dāng)外電路qvBqdU??接通時(shí)，極板上的電荷量減小，板間場(chǎng)強(qiáng)減小，洛倫茲力將大于電場(chǎng)力，進(jìn)入的正負(fù)離子將

7、繼續(xù)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這時(shí)電動(dòng)勢(shì)仍是E=Bdv，但路端電壓將小于Bdv。本題的重要結(jié)論有：⑴正負(fù)離子速度方向相同時(shí)，在同一磁場(chǎng)中受洛倫茲力方向相反；⑵在v恒定的條件下，無(wú)論外電路是否接通，電動(dòng)勢(shì)Bdv保持不變；⑶帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)聚集在極板上后，將新產(chǎn)生的電場(chǎng)。例6半導(dǎo)體靠自由電子（帶負(fù)電）和空穴（相當(dāng)于帶正電的粒子）導(dǎo)電，分為p型和n型兩種。p型半導(dǎo)體中空穴為多數(shù)載流子；n型半導(dǎo)體中自由電子為多數(shù)載流子。用實(shí)驗(yàn)可以判定半導(dǎo)體材料的類型：如圖

8、將材料放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通以向右的電流I，比較上下兩個(gè)表面的電勢(shì)高低，若上極板電勢(shì)高，就是p型半導(dǎo)體；若下極板電勢(shì)高，就是n型半導(dǎo)體。試分析原理。解：分別判定空穴和自由電子所受的洛倫茲力的方向，由于四指指電流方向，都向右，所以洛倫茲力方向都向上，它們都將向上偏轉(zhuǎn)。p型半導(dǎo)體中空穴多，上極板的電勢(shì)高；n型半導(dǎo)體中自由電子多，上極板電勢(shì)低。因此可以判定半導(dǎo)體材料的類型。本題的重要結(jié)論有：電流方向相同時(shí)，正、負(fù)離子在同一個(gè)磁場(chǎng)中的所受的洛倫茲力