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（11）磁场——高考物理一轮复习大单元知识清单
一、　磁场
1．磁体间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．
2．磁场：磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质．
4．(1)磁场的客观性：磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质．存在于磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围．
(2)磁场的基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的．
二、磁感线
1．磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指方向就是这一点的磁场方向．
2．磁感线
(1)定义：在磁场中画出的一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致，这样的曲线就叫作磁感线．磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线.
(2)特点
①在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极．
①磁感线的疏密表示磁场的强弱．磁场强的地方，磁感线较密；磁场弱的地方，磁感线较疏．
②磁感线某点的切线方向表示该点磁场的方向．
③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．
④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在．
(3)几种特殊磁体外部的磁感线分布(如图所示)：
3．地磁场
(1)地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示．(2)地磁场B的水平分量(Bx)总是从地理南极指向北极，而竖直分量(By)，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下，在赤道处的地磁场沿水平方向，指向北．
4．①电场、磁场、重力场(引力场)，它们有非常接近的性质：看不见，摸不着，但却是客观存在的特殊物质．②磁场不仅有大小而且有方向．磁场的方向规定为小磁针N极受力方向或者小磁针静止时N极所指的方向或者磁感线的切线方向．
三、安培定则
1．直线电流的磁场
(1)安培定则：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图所示．
(2)特点：是非匀强磁场，距导线越远处磁场越弱．
2．环形电流的磁场
(1)安培定则：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向，如图所示．
(2)磁感线的特点：两侧分别是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱，画法如图11所示．
3．通电螺线管的磁场
(1)安培定则：如图所示，右手握住螺线管，让弯曲的四指与螺线管电流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的北极的方向．
(2)磁感线特点：两端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，管外是非匀强磁场，画法如图所示．
①通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似，也是从N极出来，进入S极．通电螺线管内部的磁感线跟螺线管的轴线平行，方向由S极指向N极，并和外部的磁感线连接，形成环绕的闭合曲线．
②判断小磁针N极的指向，需要先判断小磁针所在处那一点的磁感线方向．
四、磁感应强度
1．定义：一段通电直导线垂直放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值，叫磁感应强度．
2．定义式：B＝.
3．单位：特斯拉，简称特，符号为T.
4．物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量．
5．方向：磁感应强度是矢量，小磁针的N极在磁场中某点受力的方向，就是这点磁感应强度的方向．
6．大小：当导线方向与磁场方向垂直时B＝.
7．描述：磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向．
五、匀强磁场
1．概念：各点磁感应强度大小相等、方向相同的磁场．
2．磁感线特点：匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线．
六、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．即Φ＝BS.
2．拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积S′与磁感应强度的乘积表示磁通量．
3．单位：国际单位是韦伯，简称韦，符号是Wb,1 Wb＝1 T·m2.
4．引申：B＝，表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量．
5．磁通量的计算：
(1)公式：Φ＝BS. 适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．
(2)若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScos θ.其中Scos θ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1，如图所示．
6．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．
7．磁通量可用穿过某一平面的磁感线净条数表示．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)．
七、磁通量的变化
磁通量的变化大致可分为以下几种情况：
(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图(a)所示．
(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示．
(3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示．
八、感应电流产生的条件
1．实验：探究感应电流产生的条件
(1)如图所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生．
(2)如图所示，当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生．
(3)如图所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中有电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中有电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中无电流通过．
(4)归纳总结：
实验一中：导体棒切割磁感线运动，回路面积发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．
实验二中：磁铁插入或拔出线圈时，线圈中的磁场发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．
实验三中：开关闭合、断开、滑动变阻器的滑动触头移动时，A线圈中电流变化，从而引起穿过B的磁通量变化，产生了感应电流．
三个实验共同特点是：产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化．
九、几种常见的磁场
1．常见磁体的磁场
2．电流的磁场
十、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，磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的向，这时大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）安培力方向总垂直于电流和磁场所决定平面，即F一定垂直于B和I，但B与I不定垂直。
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=ILB sin θ。
1）当磁场与电流垂直时，θ=90°，安培力最大，Fmax=ILB。。
2）当磁场与电流平行时，θ=0，安培力等于零。
3）L为导线在磁场中的有效长度。如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的线段的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图所示。
十一、对洛伦兹力的理解
1．定义：磁场对运动电荷的作用力。
2．洛伦兹力的方向
1）判定方法：应用左手定则，注意四指应指向正电荷的运动方向或负电荷运动的反方向。
2）方向特点：FLB，FIv，即F垂直于B、v决定的平面（注意B和v可以有任意夹角）。
3．洛伦兹力的大小
1)时，F=0。
2）时，F=qvB。
3）v与B的夹角为θ时，F=qvB sin θ。
4．做功：洛伦兹力不做功。
5．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，洛伦兹力是安培力的微观实质。二者是相同性质的力，都是磁场力。
2）安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功。
十二、安培力作用下导体运动情况的判断方法
十三三、带电粒子在匀强磁场中的运动
十四、带电粒子在有界匀强磁场中的运动
1．常见的三类边界磁场
1）直线边界：进出磁场具有对称性。
2）平行边界：存在临界条件。
3）圆形边界：等角进出，沿径向射入必沿径向（半径方向）射出。
2．圆心、半径和运动时间的确定
1）两种方法定圆心
方法一：已知入射点、入射方向和出射点、出射方向时，可通过入射点和出射点
作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交 点就是圆弧轨迹的圆心（如
图甲所示）。
方法二：已知人射方向和入射点、出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心（如图乙所示）。
2）几何知识求半径
利用平面几何关系，求出轨迹圆的可能半径（或圆心角），求解时注意以下几个重要的几何特点。
①若是劣弧，粒子速度的偏向角（φ）等于圆心角（α），并等于AB弦与切线的夹角（弦切角θ）的2倍（如图所示），即φ=α=2θ=ωt。。若是优弧，φ=2π-α。
②直角三角形的应用（勾股定理）：找到AB的中点C，连接O、C，则ΔACO、ΔBC都是直角三角形。
3）两个观点算时间
观点一：由运动弧长计算，（l为弧长）。
2)观点二：由旋转角度计算，（或)

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