高中物理磁场常用结论汇总

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磁场题目在考试中往往是一个老大难的问题,常常涉及初中数学圆的知识,动圆临界常伴随其中,很多同学在做题时随手就把临界圆画出来了,而圆心在哪?半径是多少?从不考虑,当然也就不可能做对题目了,这篇文章偏向于磁场重点知识总结。


1.左手定则只用来判定磁场中的两个力:安培力与洛伦兹力,除此之外都用右手判定。

2.同向电流相互吸引,反向电流相互排斥。

3.安培力与洛伦兹力本质上是同一种力,可以把安培力理解为很多个洛伦兹力的合力。安培力可以做功,但洛伦兹力不做功(若一个分力做正功,则必有一个分力做负功),只改变速度方向,不改变速度大小。

4.带电粒子垂直进入直线边界的磁场中做部分圆周运动,入射速度与边界的夹角等于出射速度与边界的夹角,速度的偏向角等于对应的圆心角。

5.在平面直角坐标系的x轴上方存在匀强磁场,若两个同种带电粒子从坐标原点分别飞入第一、二象限,且这两个粒子入射速度的方向与y轴的夹角相等,则这两个粒子必从x轴上同一点飞出磁场。

6.带电粒子沿半径方向(指向圆心)进入圆形磁场区域中做部分圆周运动,必将沿半径方向(背离圆心)离开圆形磁场区域。

7.圆形磁场区域中飞行的带电粒子的轨迹圆半径确定且比磁场圆半径大,则最大偏转角(飞行时间最长)为入射点和出射点的连线刚好为磁场圆的直径。

8.最小圆形磁场区域的计算:若轨迹弧是劣弧,则以该劣弧两端点的连线为直径的磁场圆面积最小.

9.带电粒子在磁场中运动的三个公式

10.带电粒子在磁场中运动的三种常见动态圆

(1)旋转圆:入射速度v 的大小不变(半径大小不变),方向在某一范围内改变,所有旋转圆的圆心共圆。

(2)缩放圆:入射速度v 的方向不变,大小在某一范围内改变(半径与v 成正比),所有缩放圆的圆心共线。

(3)平移圆:入射速度v 的大小和方向都不变,但入射点的位置改变,所有平移圆的圆心共线。

11.三种磁聚焦:

(2)如下图(9)所示,在圆中存在着垂直纸面向里的匀强磁场,一束带正电粒子的质量和电荷量相同,以相同的速度从不同位置垂直y轴射入磁场,若圆形有界磁场的半径和带电粒子做圆周运动的半径相等,均为R,可证明所有粒子都将在磁场边界上的O点射出。

(3)如果一束不同速率的带电粒子沿着半径方向射入圆形边界外的匀强磁场,经过磁场偏转后,可以证明,它们返回圆形区域的速度方向为沿着半径指向边界圆的圆心形成会聚射线,如下图(10)所示.而且,带电粒子的速率越大,轨迹半径越大,在磁场中运动的时间越长。

12.带电粒子在磁场中运动的多解问题常见形成原因:

(1)带电粒子电性不确定形成多解

(2)磁场方向不确定形成多解

(3)临界状态不唯一形成多解

(4)运动方向的不确定或往复性形成多解

13.带电粒子在匀强电场、匀强磁场和重力场中常做以下运动:

(1)做匀速直线运动:受力平衡

(2)做匀变速直线运动:必不受洛伦兹力

(3)做匀速圆周运动:重力和电场力一定平衡,只有洛仑兹力提供向心力

14.粒子径直匀速通过正交电磁场,如“速度选择器”:有qvB=qE,v=E/B,选择带电粒子的速度(大小和方向),不选择带电粒子的正负;在“磁流体发电机、电磁流量计、霍尔效应”等问题中都有:洛伦兹力等于电场力。


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