文档介绍：电场、恒定电流、磁场知识点汇总(附经典例题解析) 全国通用
(一)磁场知识点汇总
磁场
⒈磁场是一种客观物质,存在于磁体和运动电荷(或电流)周围。
⒉磁场(磁感应强度)的方向规定为磁场中小磁针N极的受力方向(磁感线的切线方向)。
⒊磁场的基本性质是对放入其中的磁体、运动电荷(或电流)有力的作用。
磁感线
⒈磁感线是徦想的,用来对磁场进行直观描述的曲线,它并不是客观存在的。
⒉磁感线是闭合曲线
⒊磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
⒋任何两条磁感线都不会相交,也不能相切。
安培定则是用来确定电流方向与磁场方向关系的法则
弯曲的四指代表
安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质,即磁体的磁场和电流的磁场一样,都是由电荷的运动产生的。
几种常见磁场
⒈直线电流的磁场:无磁极,非匀强,距导线越远处磁场越弱
⒉通电螺线管的磁场:管外磁感线分布与条形磁铁类似,管内为匀强磁场。
⒊地磁场(与条形磁铁磁场类似)
⑴地磁场N极在地球南极附近,S极在地球北极附近。
地磁场B的水平分量总是从地球南极指向北极,而竖直分量南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下
⑵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。
⑶假如地磁场是由地球表面所带电荷产生,则地球表面所带电荷为负电荷(根据安培定则、地磁场的方向与地球自转方向判断)。
磁感应强度:⑴定义式(定义B时,)⑵B为矢量,方向与磁场方向相同,并不是在该处电流的受力方向,运算时遵循矢量运算法则。
磁通量
⒈定义一:φ=BS,S是与磁场方向垂直的面积,即φ=B,如果平面与磁场方向不垂直,应把面积投影到与磁场垂直的方向上,求出投影面积
⒉定义二:表示穿过某一面积磁感线条数
磁通量是标量,但有正、负,正、负号不代表方向,仅代表磁感线穿入或穿出。
当一个面有两个方向的磁感线穿过时,磁通量的计算应算“纯收入”,即ф=ф-ф(ф为正向磁感线条数,ф为反向磁感线条数。)
安培力大小
⒈公式sinθ(θ为B与I夹角)
⒉通电导线与磁场方向垂直时,安培力最大
⒊通电导线平行于磁场方向时,安培力
⒋B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度
⒌式中的L为导线垂直于磁场方向的有效长度。例如,半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置,导线的的等效长度为2r,安培力。
安培力的方向
⒈方向由左手定则来判断。
⒉安培力总是垂直于磁感应强度B和电流I所决定的平面,但B、I不一定要垂直。
物体在安培力作用下运动方向的判定方法
⒈电流元分析法
把整段电流等效分成很多电流元,先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向,从而判断出整段电流所受合力的方向,最后确定运动方向,注意一般取对称的电流元分析。
[例题] 如图所示,两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N,通有同向等值电流;沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab,则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是
,b端转向纸里 ,b端转向纸外
⒉等效分析法
环形电流可以等效为小磁针(或条形磁铁),条形磁铁也可等效成环形电流,通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。
⒊利用结论法
⑴两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥。
⑵两电流不平行时,有转动到相互平行且方向相同的趋势。
[例题]如图所示, 在水平放置的光滑绝缘杆ab上, ,分析下列说法中,哪种说法正确[ ]
⒋特殊位置分析法
根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向,判断其运动方向,然后推广到一般位置。
通电导体在磁场重力场中的平衡与加速运动问题
⒈解题思路:与力学平衡与加速运动问题完全相同,对物体进行正确、全面的受力分析是解题关键,同时要注意受力分析时,先将立体图转换为平面图。
⒉分析通电导体在平行导轨上受力的题目,主要应用:闭合电路欧姆定律、安培力公式、物体平衡条件等知识。
洛伦兹力的大小
⒈当电荷速度方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力的大小
⒉当时,,即磁场对静止的电荷无作用力,磁场只对运动电荷有作用力,这与电场对其中的静止电荷或运动电荷总有电场力的作用是不同的。
⒊当电荷运动方向与磁场方向相同或相反,即与平行时,。
⒋当电荷运动方向与磁场方向夹角为θ时,洛伦兹力的大小 sinθ
注意:⑴以上公式中的v应理解为电荷相对于磁场的运动速度。⑵会推导洛伦兹力的公式。
洛伦兹力的方向
⒈用左手定则来判