高三物理磁場(chǎng)公式匯總
磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷(或電流)之間通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的高三物理磁場(chǎng)公式，希望對(duì)大家有所幫助!
高三物理磁場(chǎng)公式總結(jié)
1.磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來(lái)表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的物理量,是矢量，單位T),1T=1N/A m
2.安培力F=BIL;(注：L⊥B) {B:磁感應(yīng)強(qiáng)度(T),F:安培力(F),I:電流強(qiáng)度(A),L:導(dǎo)線長(zhǎng)度(m)}
3.洛侖茲力f=qVB(注V⊥B);質(zhì)譜儀〔見(jiàn)第二冊(cè)P155〕 {f:洛侖茲力(N)，q:帶電粒子電量(C)，V:帶電粒子速度(m/s)｝
4.在重力忽略不計(jì)(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)情況(掌握兩種)：
(1)帶電粒子沿平行磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng):不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運(yùn)動(dòng)V=V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng):做勻速圓周運(yùn)動(dòng),規(guī)律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)運(yùn)動(dòng)周期與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和線速度無(wú)關(guān),
洛侖茲力對(duì)帶電粒子不做功(任何情況下);(c)解題關(guān)鍵:畫(huà)軌跡、找圓心、定半徑、圓心角(=二倍弦切角)。
注：
(1)安培力和洛侖茲力的方向均可由左手定則判定，只是洛侖茲力要注意帶電粒子的正負(fù);
2)磁感線的特點(diǎn)及其常見(jiàn)磁場(chǎng)的磁感線分布要掌握〔見(jiàn)圖及第二冊(cè)P144〕;(3)其它相關(guān)內(nèi)容：地磁場(chǎng)/磁電式電表原理〔見(jiàn)第二冊(cè)P150〕/回旋加速器〔見(jiàn)第二冊(cè)P156〕/磁性材料
磁場(chǎng)相關(guān)知識(shí)：
1.磁場(chǎng)
(1)磁場(chǎng)：磁場(chǎng)是存在于磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷周圍的一種物質(zhì)。永磁體和電流都能在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。變化的電場(chǎng)也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。
(2)磁場(chǎng)的基本特點(diǎn)：磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。
(3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷(或電流)之間通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用。
(4)安培分子電流假說(shuō)------在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流即分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒成為微小的磁體。
(5)磁場(chǎng)的方向：規(guī)定在磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針N極受力的方向(或者小磁針靜止時(shí)N極的指向)就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。
2.磁感線
(1)在磁場(chǎng)中人為地畫(huà)出一系列曲線，曲線的切線方向表示該位置的磁場(chǎng)方向，曲線的疏密能定性地表示磁場(chǎng)的弱強(qiáng)，這一系列曲線稱為磁感線。
(2)磁鐵外部的磁感線，都從磁鐵N極出來(lái)，進(jìn)入S極，在內(nèi)部，由S極到N極，磁感線是閉合曲線;磁感線不相交。
(3)幾種典型磁場(chǎng)的磁感線的分布：
?、僦本€電流的磁場(chǎng)：同心圓、非勻強(qiáng)、距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱。
②通電螺線管的磁場(chǎng)：兩端分別是N極和S極，管內(nèi)可看作勻強(qiáng)磁場(chǎng)，管外是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)。
③環(huán)形電流的磁場(chǎng)：兩側(cè)是N極和S極，離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱。
?、軇驈?qiáng)磁場(chǎng)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等、方向處處相同。勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線。
3.磁感應(yīng)強(qiáng)度
(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，受到的磁場(chǎng)力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，定義式B=F/IL。單位T，1T=1N/(A·m)。
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，即通過(guò)該點(diǎn)的磁感線的切線方向。
(3)磁場(chǎng)中某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及方向是客觀存在的，與放入的電流強(qiáng)度I的大小、導(dǎo)線的長(zhǎng)短L的大小無(wú)關(guān)，與電流受到的力也無(wú)關(guān)，即使不放入載流導(dǎo)體，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度也照樣存在，因此不能說(shuō)B與F成正比，或B與IL成反比。
(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四邊形定則，注意磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處的磁場(chǎng)方向，并不是在該處的電流的受力方向。
4.地磁場(chǎng)：地球的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似，其主要特點(diǎn)有三個(gè)：
(1)地磁場(chǎng)的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近。
(2)地磁場(chǎng)B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向北極，而豎直分量(By)則南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。
(3)在赤道平面上，距離地球表面相等的各點(diǎn)，磁感強(qiáng)度相等，且方向水平向北。
5★.安培力
(1)安培力大小F=BIL。式中F、B、I要兩兩垂直，L是有效長(zhǎng)度。若載流導(dǎo)體是彎曲導(dǎo)線，且導(dǎo)線所在平面與磁感強(qiáng)度方向垂直，則L指彎曲導(dǎo)線中始端指向末端的直線長(zhǎng)度。
(2)安培力的方向由左手定則判定。
(3)安培力做功與路徑有關(guān)，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負(fù)，也可以為零，而不像重力和電場(chǎng)力那樣做功總為零。
6.★洛倫茲力
(1)洛倫茲力的大小f=qvB，條件：v⊥B。當(dāng)v∥B時(shí)，f=0。
(2)洛倫茲力的特性：洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功。
(3)洛倫茲力與安培力的關(guān)系：洛倫茲力是安培力的微觀實(shí)質(zhì)，安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定。
(4)在磁場(chǎng)中靜止的電荷不受洛倫茲力作用。
7.★★★帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下(電子、質(zhì)子、α粒子等微觀粒子的重力通常忽略不計(jì)),
(1)若帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向平行(相同或相反)，帶電粒子以入射速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)若帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)，以入射速率v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。①軌道半徑公式：r=mv/qB②周期公式：T=2πm/qB
8.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)
(1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)
?、賻щ娏Ｗ铀芎贤饬榱銜r(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處理這類問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)受力平衡列方程求解。
?、趲щ娏Ｗ铀芎贤饬愣?，且與初速度在一條直線上，粒子將作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，處理這類問(wèn)題，根據(jù)洛倫茲力不做功的特點(diǎn)，選用牛頓第二定律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理、能量守恒等規(guī)律列方程求解。
(2)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng)
?、佼?dāng)帶電粒子在所受的重力與電場(chǎng)力等值反向時(shí)，洛倫茲力提供向心力時(shí)，帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。處理這類問(wèn)題，往往同時(shí)應(yīng)用牛頓第二定律、動(dòng)能定理列方程求解。
②當(dāng)帶電粒子所受的合外力是變力，與初速度方向不在同一直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線，一般處理這類問(wèn)題，選用動(dòng)能定理或能量守恒列方程求解。
?、塾捎趲щ娏Ｗ釉趶?fù)合場(chǎng)中受力情況復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況多變，往往出現(xiàn)臨界問(wèn)題，這時(shí)應(yīng)以題目中“最大”、“最高”“至少”等詞語(yǔ)為突破口，挖掘隱含條件，根據(jù)臨界條件列出輔助方程，再與其他方程聯(lián)立求解。
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