数列公式总结高三物理磁场公式汇总

2020年9月20日发(作者：查玉升)
高三物理磁场公式汇总
高三物理磁场公式总结
1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,
是矢量，单位T),1T=1NA m
2.安培力F=BIL;(注：L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:
安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第二册
P155〕 {f:洛仑兹力(N)，q:带电粒子电量(C)，V:带电粒子
速度(ms)｝
4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进
入磁场的运动情况(掌握两种)：
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力
的作用,做匀速直线运动V=V0
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运
动,规律如下a)F向=f洛
=mV2 r=mω2r=mr(2πT)2=qVB;r=mVqB;T=2πm
qB ;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,
洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下); (c)解题关
键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。
注：
(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定，只
是洛仑兹力要注意带电粒子的正负;
2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握〔见
图及第二册P144〕;(3)其它相关内容： 地磁场磁电式电表
原理〔见第二册P150〕回旋加速器〔见第二册P156〕磁
性材料
磁场相关知识：
1.磁场
(1)磁场：磁场是存在于磁体、电流和运 动电荷周围的
一种物质。永磁体和电流都能在空间产生磁场。变化的电场
也能产生磁场。
(2)磁场的基本特点：磁场对处于其中的磁体、电流和
运动电荷有力的作用。
(3)磁现象的电本质：一切磁现象都可归结为运动电荷
(或电流)之间通过磁场而发生的相互作用。
(4)安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒
内部，存在着一种环形电流 即分子电流，分子电流使每个物
质微粒成为微小的磁体。
(5)磁场的方向：规定在磁场 中任一点小磁针N极受力
的方向(或者小磁针静止时N极的指向)就是那一点的磁场方
向。
2.磁感线
(1)在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向
表示该 位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的弱
强，这一系列曲线称为磁感线。
(2 )磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，
在内部，由S极到N极，磁感线是闭合曲线;磁感 线不相交。
(3)几种典型磁场的磁感线的分布：
①直线电流的磁场：同心圆、非匀强、距导线越远处磁
场越弱。
②通电螺线管的磁场：两端分别是N极和S极，管内可
看作匀强磁场，管外是非匀强磁场。
③环形电流的磁场：两侧是N极和S极，离圆环中心越
远，磁场越弱。
④匀强磁场：磁感 应强度的大小处处相等、方向处处相
同。匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线。
3.磁感应强度
(1)定义：磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，在磁
场 中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电流I
和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线 所在处的磁
感应强度，定义式B=FIL。单位T，1T=1N(A·m)。
(2)磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方
向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的 切线方向。
(3)磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存
在的，与放入的电流 强度I的大小、导线的长短L的大小无
关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁
感应强度也照样存在，因此不能说B与F成正比，或B与IL
成反比。
(4)磁感应强 度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四
边形定则，注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，并不是在该处的电流的受力方向。
4.地磁场：地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要
特点有三个：
(1)地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近。
(2)地磁场B的水平分量(Bx) 总是从地球南极指向北极，
而竖直分量(By)则南北相反，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，距离地球表面相等的各点，磁感强
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要两两垂直，L是
有效长度 。若载流导体是弯曲导线，且导线所在平面与磁感
强度方向垂直，则L指弯曲导线中始端指向末端的直线 长度。
(2)安培力的方向由左手定则判定。
(3)安培力做功与路径有关，绕闭 合回路一周，安培力
做的功可以为正，可以为负，也可以为零，而不像重力和电
场力那样做功总 为零。
6.★洛伦兹力
(1)洛伦兹力的大小f=qvB，条件：v⊥B。当v∥B
时，f=0。
(2)洛伦兹力的特性：洛伦兹力始终垂直于v的方向，
所以洛伦兹力一定不做功。
(3 )洛伦兹力与安培力的关系：洛伦兹力是安培力的微
观实质，安培力是洛伦兹力的宏观表现。所以洛伦兹 力的方
向与安培力的方向一样也由左手定则判定。
(4)在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用。
7.★★★带电粒子在磁场中的运动规律
在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下(电子、质子、
α粒子等微观粒子的重 力通常忽略不计),
(1)若带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相同或相
反)，带电粒子以入射速度v做匀速直线运动。
(2)若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子
在垂直于磁感线的平面内，以入射 速率v做匀速圆周运动。
①轨道半径公式：r=mvqB②周期公式：T=2πmqB
8.带电粒子在复合场中运动
(1)带电粒子在复合场中做直线运动
①带电粒子所受合外力为零时，做匀速直线运动，处理
这类问题，应根据受力平衡列方程求解。
②带电粒子所受合外力恒定，且与初速度在一条直线
上，粒子将作匀变速直线运动，处理这 类问题，根据洛伦兹
力不做功的特点，选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、
能量守恒等规 律列方程求解。
(2)带电粒子在复合场中做曲线运动
①当带电粒子在所受的重力 与电场力等值反向时，洛伦
兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速
圆周运动 。处理这类问题，往往同时应用牛顿第二定律、动
能定理列方程求解。
②当带电粒子所受 的合外力是变力，与初速度方向不在
同一直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动
轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，一般处理这类问题，选用
动能定理或能量守恒列方程求解。
③由于带电粒子在复合场中受力情况复杂运动情况多
变，往往出现临界问题，这时应以题目中“最大”、 “最
高”“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条
件列出辅助方程，再与其他方程 联立求解。
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