[其它课程]沪科版磁场复习课件1.ppt

【知识要点】 （一）磁场 磁现象的电本质 磁感强度 （二）磁感线 磁通量 （三）磁场力 （四）洛仑兹力的应用 （一）磁场 磁现象的电本质 磁感强度 （1）磁场是存在于磁体及运动电荷周围的一种特殊物质．它的基本特点是对放入其中的磁极及运动电荷有力的作用． 磁场的方向 人们规定：某点的磁场方向就是小磁针N极在该点的受力方向（注意：人们并不把运动的正电荷在某点的受力方向作为该点场的磁场方向）． 安培定则 （2）磁现象的电本质 奥斯特实验证明了电流能够产生磁场，安培分子假说揭示了磁体的磁场是由于电荷的运动而产生的．无论是电流的磁场还是磁体的磁场都是由运动电荷产生的．一切磁现象都可以归结为运动电荷的相互作用，此即为磁现象的电本质．正因为如此，人们在处理某些问题时，可将环形电流等效为一小磁针，或者将小磁针等效为一环形电流． 奥斯特试验 （3）磁感强度 人们规定：某点的磁场方向就是小磁针N极在该点的受力方向（注意：人们并不把运动的正电荷在某点的受力方向作为该点场的磁场方向）． 磁场的强弱用磁感强度B定量描述．磁感强度的定义式为： B=F/IL 该定义式中的F是指垂直置入磁场中的检验电流所受到的磁场力．磁感强度由磁场本身性质所决定，与检验电流无关． （二）磁感线 磁通量 （1）磁感线是为了形象地描述磁场的强弱及方向而人为画出的一组曲线．曲线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向相同，磁感线密处磁场强，磁感线疏处磁场弱． 磁感线是不相交、不相切的闭合曲线．电流磁场的磁场线方向与电流方向关系满足安培定则（即右手螺旋法则）．对一些典型磁源的磁场（如条形磁铁、直线电流、环形电流），其磁感线的分布具有空间对称性． 典型磁场 磁体的磁场 （2）磁通量表示磁场中穿过某一面积的磁感线条数．在匀强磁场中，计算公式为 Φ=BS sinθ 其中θ是指某一面积的平面与磁感强度方向的夹角．根据该式，磁通量的计算公式还可表示为 (3)磁通量的变化Δф 磁感应强度发生变化 ΔΦ= SΔB 面积发生变化 ΔΦ= BΔS=BLvΔt 平面与磁感应强度的夹角发生变化 ΔΦ= BS(sin θ2 –sin θ1) (3)磁通量的变化率 磁感应强度发生变化 面积发生变化 平面与磁感应强度的夹角发生变化 （三）磁场力 （1）安培力 磁场对通电导线的作用力称安培力，其大小为 F =BILsinθ， 其中θ表示电流方向与磁感强度方向的夹角．安培力的方向可用左手定则判定．由左手定则可知：安培力F一定垂直B、I所组成的平面． 综合安培定则和左手定则，可以证明两同向电流互相吸引，两反向电流互相排斥；因此，螺线管通电后，在轴向上有收缩趋势；在径向上有扩张趋势． 注意：当B，Ｉ方向确定时，安培力F的方向也就确定了，而当F、B方向确定时，I的方向不是唯一的． 左手定则 磁场对电流发生作用 (2)通电线圈所受到的安培力矩 （3）洛仑兹力 磁场对运动电荷的作用力称洛仑兹力．洛仑兹力的大小为 f =Bqv sinθ， 其中θ表示磁感强度B与电荷运动方向v的夹角．洛仑兹力的方向可用左手定则判定，因负电荷所受的洛仑兹力方向与正电荷相反，因此，负电荷运动时，左手的四指应指向负电荷运动的反方向．与安培力类似，在磁场中，当运动电荷的电性、B的方向、v的方向确定时，其f方向也就确定了（一定垂直于B的方向、v的方向所组成的平面）． 洛仑兹力的特点：洛仑兹力始终与速度垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，即洛仑兹力不做功．应当注意，在电场、磁场等混合场中，尽管洛仑兹力不改变速度的大小，但可通过改变速度的方向，间接地使其它力改变速度的大小． （四）洛仑兹力的应用 （1）速度选择器 如图所示，在平行板电容器间加有正交的匀强电场和匀强磁场，运动电荷垂直于电场及磁场射入．沿直线运动的电荷受到的电场力和洛仑兹力满足： qBv =qE 故速率v=E/B的粒子，即使电性不同，荷质比不同，也可沿直线穿出右侧小孔．而其它速率的粒子或者上偏，或者下偏，无法穿出右孔，从而该装置可达到选速及控速的目的． （2）带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动 如图所示，带电粒子垂直射入匀强磁场中因洛仑兹力始终垂直于速度，所以当带电粒子垂直射入匀强磁场时，一定作匀速圆周运动，其向心力由洛仑兹力提供． （3）质 谱仪 如图所示，从离子源放出的离子初速可忽略．经电压为U的加速电场加速后，垂直射入一个有界的磁场（磁感强度为B），