磁場題目在考試中往往是一個老大難的問題,常常涉及初中數學圓的知識,動圓臨界常伴隨其中,很多同學在做題時隨手就把臨界圓畫出來了,而圓心在哪?半徑是多少?從不考慮,當然也就不可能做對題目了,這篇文章偏向于磁場重點知識總結。
1.左手定則只用來判定磁場中的兩個力:安培力與洛倫茲力,除此之外都用右手判定。
2.同向電流相互吸引,反向電流相互排斥。
3.安培力與洛倫茲力本質上是同一種力,可以把安培力理解為很多個洛倫茲力的合力。安培力可以做功,但洛倫茲力不做功(若一個分力做正功,則必有一個分力做負功),只改變速度方向,不改變速度大小。
4.帶電粒子垂直進入直線邊界的磁場中做部分圓周運動,入射速度與邊界的夾角等于出射速度與邊界的夾角,速度的偏向角等于對應的圓心角。
5.在平面直角坐標系的x軸上方存在勻強磁場,若兩個同種帶電粒子從坐標原點分別飛入第一、二象限,且這兩個粒子入射速度的方向與y軸的夾角相等,則這兩個粒子必從x軸上同一點飛出磁場。
6.帶電粒子沿半徑方向(指向圓心)進入圓形磁場區域中做部分圓周運動,必將沿半徑方向(背離圓心)離開圓形磁場區域。
7.圓形磁場區域中飛行的帶電粒子的軌跡圓半徑確定且比磁場圓半徑大,則最大偏轉角(飛行時間最長)為入射點和出射點的連線剛好為磁場圓的直徑。
8.最小圓形磁場區域的計算:若軌跡弧是劣弧,則以該劣弧兩端點的連線為直徑的磁場圓面積最小.
9.帶電粒子在磁場中運動的三個公式
10.帶電粒子在磁場中運動的三種常見動態圓:
(1)旋轉圓:入射速度v 的大小不變(半徑大小不變),方向在某一范圍內改變,所有旋轉圓的圓心共圓。
(2)縮放圓:入射速度v 的方向不變,大小在某一范圍內改變(半徑與v 成正比),所有縮放圓的圓心共線。
(3)平移圓:入射速度v 的大小和方向都不變,但入射點的位置改變,所有平移圓的圓心共線。
11.三種磁聚焦:
(2)如下圖(9)所示,在圓中存在著垂直紙面向里的勻強磁場,一束帶正電粒子的質量和電荷量相同,以相同的速度從不同位置垂直y軸射入磁場,若圓形有界磁場的半徑和帶電粒子做圓周運動的半徑相等,均為R,可證明所有粒子都將在磁場邊界上的O點射出。
(3)如果一束不同速率的帶電粒子沿著半徑方向射入圓形邊界外的勻強磁場,經過磁場偏轉后,可以證明,它們返回圓形區域的速度方向為沿著半徑指向邊界圓的圓心形成會聚射線,如下圖(10)所示.而且,帶電粒子的速率越大,軌跡半徑越大,在磁場中運動的時間越長。
12.帶電粒子在磁場中運動的多解問題常見形成原因:
(1)帶電粒子電性不確定形成多解
(2)磁場方向不確定形成多解
(3)臨界狀態不唯一形成多解
(4)運動方向的不確定或往復性形成多解
13.帶電粒子在勻強電場、勻強磁場和重力場中常做以下運動:
(1)做勻速直線運動:受力平衡
(2)做勻變速直線運動:必不受洛倫茲力
(3)做勻速圓周運動:重力和電場力一定平衡,只有洛侖茲力提供向心力
14.粒子徑直勻速通過正交電磁場,如“速度選擇器”:有qvB=qE,v=E/B,選擇帶電粒子的速度(大小和方向),不選擇帶電粒子的正負;在“磁流體發電機、電磁流量計、霍爾效應”等問題中都有:洛倫茲力等于電場力。