资源简介

(共63张PPT)
专题05 磁场
人教版.2019
1
知识清单
2
方法模型归纳
3
巩固练习
目录
CONTENTS
知识清单
PART ONE
清单01 磁场和磁感应线
1．磁场
(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用．
(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向（磁感应线的切线方向），或自由小磁针静止时N极的指向．
2．磁感应强度（B）
(1)定义式：B＝(通电导线垂直于磁场)．
(2)方向：小磁针静止时N极的指向．
(3)磁感应强度，是矢量，它反映磁场强弱的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的．
清单01 磁场和磁感应线
3．磁感线
(1)引入：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致（即该点的切线方向就是该点的磁场方向）．
(2)特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是闭合的曲线．
(3)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)．
清单02 磁通量
（1）定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积．
（2）磁通量的计算：Φ＝BS.
（3）适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．
（4）若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScosθ.
其中Scosθ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S⊥，如图所示．
（5）磁通量的正负：磁通量是标量，但有正负，若磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，磁感线从此面穿出时则为负值．
（6）磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示．若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)．
清单03 安培定则及应用
安培定则及应用
清单04 安培力
1．安培力的方向
(1)左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．
(2)注意问题：磁感线方向不一定垂直于电流方向，
但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，
即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面．
清单04 安培力
2．安培力的大小
当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝ILBsinθ。公式F＝BIL中安培力、磁感应强度和电流两两垂直，且L是通电导线的有效长度
(1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，Fmax＝ILB.
(2)当磁场与电流平行时，安培力等于零．
清单05 洛伦兹力
1．洛伦兹力的方向
（1）判定方法
左手定则：掌心——磁感线垂直穿入掌心；
四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向；
拇指——指向洛伦兹力的方向．
（2）方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的平面(注意：洛伦兹力不做功)．
2．洛伦兹力的大小
（1）v∥B时，洛伦兹力F＝0.(θ＝0°或180°)
（2）v⊥B时，洛伦兹力F＝qvB.(θ＝90°)
（3）v＝0时，洛伦兹力F＝0.
清单06 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
1．匀速圆周运动的规律
若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动．
（1）基本公式：qvB＝m （2）半径R＝ （3）周期T＝＝
2．圆心的确定
（1）两速度垂线的交点，P为入射点，
M为出射点．
（1）一速度垂线与两点的中垂线的交点
清单06 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
3．半径的确定
可利用物理学公式或几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小．
4．运动时间的确定
粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为θ时，其运动时间表示为t＝T(或t＝)．
方法模型归纳
PART TWO
模型01 磁场的叠加
1．磁场的叠加
磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．
2. 磁场叠加问题的一般解题思路
（1）确定磁场场源，如通电导线．
（2）定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图所示为M、N在c点产生的磁场．
(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场．
模型01 磁场的叠加
C
模型01 磁场的叠加
D
模型02 导体运动趋势判断的常用方法
模型02 导体运动趋势判断的常用方法
C
模型02 导体运动趋势判断的常用方法
C
C
C
模型03 安培力与动力学的综合应用
1．通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路
（1）选定研究对象；
（2）变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I，如图所示．
（3）列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解．
模型03 安培力与动力学的综合应用
2.受力分析的注意事项
（1）安培力的特点：F=BILsinθ，其中θ属于B和L间的夹角，且F⊥B，F⊥I，即F垂直B和I所在的平面；
（2）L是有效长度，即在磁场中的两端点在与磁场垂直的平面上的投影；
（3）试图转换：对于安培力作用下的力学问题，导体棒方向、磁场方向、受力方向分布在三维空间的不同方向上 ，这是应利用俯视图、剖面图或侧面图等，将三维图转化为二维平面图。
模型03 安培力与动力学的综合应用
B
模型03 安培力与动力学的综合应用
模型04 洛伦兹力的特点和理解
1．洛伦兹力的特点
（1）洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即洛伦兹力永不做功．
（2）当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化．
（3）用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，要注意将四指指向电荷运动的反方向．
2．洛伦兹力与安培力的联系及区别
（1）安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力．
（2）安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功．
模型04 洛伦兹力的特点和理解
D
模型04 洛伦兹力的特点和理解
BCD
模型05 带电粒子在匀强磁场中的运动
1. 带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的分析思路
模型05 带电粒子在匀强磁场中的运动
C
模型05 带电粒子在匀强磁场中的运动
AB
模型06 带电粒子在直线有界磁场中的运动
1．直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示)
2．平行边界(往往存在临界条件，如图所示)
模型06 带电粒子在直线有界磁场中的运动
B
模型06 带电粒子在直线有界磁场中的运动
ABC
模型07 带电粒子在圆形边界磁场中的运动
圆形边界(进出磁场具有对称性)
(1)沿径向射入必沿径向射出，如图甲所示．
(2)不沿径向射入时，如图乙所示．射入时粒子速度方向与半径的夹角为θ，射出磁场时速度方向与半径的夹角也为θ（即速度的偏转角等于圆心角）
模型07 带电粒子在圆形边界磁场中的运动
模型07 带电粒子在圆形边界磁场中的运动
D
模型08 放缩圆模型
C
模型08 放缩圆模型
AD
模型08 放缩圆模型
模型09 “旋转圆”模型
模型09 “旋转圆”模型
模型09 “旋转圆”模型
模型09 “旋转圆”模型
AD
模型10 “平移圆”模型的应用
模型10 “平移圆”模型的应用
模型10 “平移圆”模型的应用
模型10 “平移圆”模型的应用
（1）带电粒子的会聚如图所示，大量的同种带正电的粒子，速度大小相同，平行入射到圆形磁场区域，如果轨迹圆半径与磁场圆半径相等(R＝r)，则所有的带电粒子将从磁场圆的最低点B点射出．(会聚)
证明：四边形OAO′B为菱形，必是平行四边形，对边平行，
OB必平行于AO′(即竖直方向)，可知从A点发出的带电粒子
必然经过B点．
模型11 “磁聚焦”模型
（2）带电粒子的发散如图所示，有界圆形磁场的磁感应强度为B，圆心为O，从P点有大量质量为m、电荷量为q的正粒子，以大小相等的速度v沿不同方向射入有界磁场，不计粒子的重力，如果正粒子轨迹圆半径与有界圆形磁场半径相等，则所有粒子射出磁场的方向平行．(发散)
证明：所有粒子运动轨迹的圆心与有界圆圆心O、
入射点、出射点的连线为菱形，也是平行四边形，
O1A(O2B、O3C)均平行于PO，即出射速度方向相同
(即水平方向)．
模型11 “磁聚焦”模型
模型11 “磁聚焦”模型
CD
模型11 “磁聚焦”模型
ACD
巩固提升
PART THREE
巩固提升
A
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B
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D
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D
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D
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D
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BCD
巩固提升
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