2023學(xué)年完整公開(kāi)課版磁場(chǎng)

考點(diǎn)速查1.磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線(xiàn)

Ⅰ2.通電直導(dǎo)線(xiàn)和通電線(xiàn)圈周?chē)艌?chǎng)的方向Ⅰ3.安培力、安培力的方向Ⅰ4.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力Ⅱ5.洛倫茲力、洛倫茲力的方向Ⅰ6.洛倫茲力公式Ⅱ考點(diǎn)速查7.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ8.質(zhì)譜儀和回旋加速器Ⅰ說(shuō)明：①安培力的計(jì)算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的情形②洛倫茲力的計(jì)算只限于速度與磁場(chǎng)方向垂直的情形考向解讀1.本章是高考的重點(diǎn)內(nèi)容，高考中一般側(cè)重于對(duì)本章知識(shí)應(yīng)用方面的考查，如分析磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的安培力，或分析通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力的合力時(shí)，往往與牛頓第一定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、功能關(guān)系等問(wèn)題相結(jié)合．考向解讀2.本章內(nèi)容的難點(diǎn)問(wèn)題是：帶電粒子在磁場(chǎng)或復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，可與幾何關(guān)系、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、能量守恒等問(wèn)題結(jié)合，在運(yùn)用安培定則、左手定則判斷磁場(chǎng)方向或通電導(dǎo)線(xiàn)、運(yùn)動(dòng)的帶電粒子受力情況時(shí)，將力學(xué)知識(shí)與磁場(chǎng)問(wèn)題相結(jié)合往往是此類(lèi)問(wèn)題的切入點(diǎn)．考向解讀3.注意分析解決電流天平、粒子速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、質(zhì)譜儀、回旋加速器、霍爾效應(yīng)、電磁流量計(jì)等磁場(chǎng)知識(shí)在生活和科技方面的應(yīng)用問(wèn)題.第1單元磁場(chǎng)及其描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用一、磁場(chǎng)及其描述1．定義：磁場(chǎng)是磁體、電流周?chē)嬖诘囊环N特殊______．2．方向：磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針___極所受_______的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向．3．磁場(chǎng)的基本特性：磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷都有_______的作用．物質(zhì)N磁場(chǎng)力磁場(chǎng)力4．磁感線(xiàn)：在磁場(chǎng)中人為地畫(huà)出一系列曲

線(xiàn)，使曲線(xiàn)上每一點(diǎn)的切線(xiàn)方向都跟這點(diǎn)的

___________的方向一致，這樣的曲線(xiàn)就叫

做磁感線(xiàn)．磁感線(xiàn)的疏密程度表示磁場(chǎng)的

_______．磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)弱二、幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)分布1．條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(如下圖所示)

2．地磁場(chǎng)地球的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，其主要特點(diǎn)有三個(gè)：(1)地磁場(chǎng)的_____在地球南極附近，_____在地球北極附近．N極S極(2)地磁場(chǎng)B的水平分量(Bx)總是從地球_____指向______；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，距離地球表面高度相等的各點(diǎn)，磁場(chǎng)強(qiáng)弱_____，且方向水平向___．南極北極相同北3．幾種電流周?chē)拇艌?chǎng)分布直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)特點(diǎn)無(wú)磁極、非勻強(qiáng)且距導(dǎo)線(xiàn)越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)_____與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)______越弱越弱直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)安培定則直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)立體圖直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)橫截面圖直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)縱截面圖4.勻強(qiáng)磁場(chǎng)：在磁場(chǎng)的某些區(qū)域內(nèi)，磁感線(xiàn)為_(kāi)__________的平行線(xiàn)，如下圖所示．間隔均勻三、安培力的大小和方向1．安培力的大?。?如右圖)(1)F＝________(2)磁場(chǎng)和電流垂直時(shí)：F＝_____.(3)磁場(chǎng)和電流平行時(shí)：F＝0.BILsinθBIL2．安培力的方向(1)用左手定則判定：伸開(kāi)左手，使拇指與其

余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平

面內(nèi)．讓磁感線(xiàn)從掌心進(jìn)入，并使四指指向

___________，這時(shí)拇指所指的方向就是通

電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受____________．(2)安培力的方向特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂

直于_____決定的平面．電流的方向安培力的方向B、I安培力的方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I所決定的平面，但磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流不一定垂直．四、磁電式電流表1．基本組成部分：磁鐵和放在磁鐵兩極之間的_______．2．工作原理如右圖所示，磁場(chǎng)的方向總沿著_____均勻輻射地分布，在距軸線(xiàn)等距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小總是_____的，保證B的大小不發(fā)生變化，且安培力的方向與線(xiàn)圈_____．線(xiàn)圈徑向相等垂直當(dāng)電流通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)受到安培力的作用，

線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋彈簧變形，反抗線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，

電流越大，安培力就______，螺旋彈簧的形

變也就_____．I與指針偏角θ成正比，表盤(pán)

刻度_____

(選填“均勻”、“不均勻”)．

所以，從線(xiàn)圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過(guò)電

流的大?。酱笤酱缶鶆?．優(yōu)、缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是_______高，能測(cè)出很弱的電流；缺點(diǎn)是線(xiàn)圈的導(dǎo)線(xiàn)很細(xì)，允許通過(guò)的電流很弱．精確度1．對(duì)磁感線(xiàn)的理解(1)磁感線(xiàn)的特點(diǎn)①磁感線(xiàn)是為了形象地描述磁場(chǎng)而人為假設(shè)的曲線(xiàn)，并不是客觀存在于磁場(chǎng)中的真實(shí)曲線(xiàn)．對(duì)磁感線(xiàn)和磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解②磁感線(xiàn)在磁體(螺線(xiàn)管)外部由N極到S極，內(nèi)部由S極到N極，是閉合曲線(xiàn)．③磁感線(xiàn)的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．磁感線(xiàn)較密的地方磁場(chǎng)較強(qiáng)，磁感線(xiàn)較疏的地方磁場(chǎng)較弱．④磁感線(xiàn)上任何一點(diǎn)的切線(xiàn)方向，都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度)方向一致．⑤磁感線(xiàn)不能相交，也不能相切．(2)磁感線(xiàn)和電場(chǎng)線(xiàn)的比較磁感線(xiàn)電場(chǎng)線(xiàn)不同點(diǎn)閉合曲線(xiàn)起始于正電荷，終止于負(fù)電荷相似點(diǎn)引入目的形象描述場(chǎng)而引入的假想線(xiàn)，實(shí)際不存在疏密場(chǎng)的強(qiáng)弱切線(xiàn)方向場(chǎng)的方向相交不能相交(電場(chǎng)中無(wú)電荷空間不相交)

磁感線(xiàn)的疏密能形象地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，但應(yīng)注意：(1)只有在同一個(gè)圖中才能根據(jù)磁感線(xiàn)的疏密判定各處磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，在不同的兩個(gè)圖中，不能根據(jù)磁感線(xiàn)的疏密判定沒(méi)有聯(lián)系的兩個(gè)圖中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．(2)沒(méi)有畫(huà)出磁感線(xiàn)的地方并不表示那里沒(méi)有磁場(chǎng)存在．(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較：磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度E物理意義描述磁場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量定義式磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度E大小決定由磁場(chǎng)決定，與試探電流無(wú)關(guān)由電場(chǎng)決定，與試探電荷無(wú)關(guān)方向矢量磁感線(xiàn)切線(xiàn)方向，小磁針N極受力方向矢量電場(chǎng)線(xiàn)切線(xiàn)方向，放入該點(diǎn)的正電荷受力方向磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度E場(chǎng)的疊加合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和合場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和單位1T＝1N(A·m)1V/m＝1N/C

電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和電荷受力方向相同或相反，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電流受力方向垂直．3．磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加類(lèi)似于電場(chǎng)中兩個(gè)電荷附近的電場(chǎng)強(qiáng)度是兩個(gè)電荷分別單獨(dú)存在時(shí)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)疊加而成的．兩個(gè)電流附近的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩個(gè)電流分別單獨(dú)存在時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加而成的．若兩個(gè)電流在某處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2不在同一直線(xiàn)上時(shí)，則應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行矢量合成可求得該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.三根平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)分別垂直地通過(guò)一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，如右圖所示，每根通電導(dǎo)線(xiàn)在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，則O點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如何？【思維通道】先根據(jù)安培定則確定每根通電導(dǎo)線(xiàn)在O點(diǎn)產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，再根據(jù)矢量合成法則求出結(jié)果．實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與斜邊夾角為：θ＝arctan2.【答案】

實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向與斜邊夾角為θ＝arctan

2在運(yùn)用安培定則判定直線(xiàn)電流和環(huán)形電流的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”．在判定直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)方向時(shí)，大拇指指“原因”——電流方向，四指指“結(jié)果”——磁場(chǎng)繞向；在判定環(huán)形電流的磁場(chǎng)方向時(shí)，四指指“原因”——電流繞向，大拇指指“結(jié)果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線(xiàn)的磁感線(xiàn)方向．(2008年高考寧夏理綜)在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線(xiàn)中通有大小相等的恒定電流，方向如下圖所示．過(guò)c點(diǎn)的導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方向(

)A．與ab邊平行，豎直向上B．與ab邊平行，豎直向下C．與ab邊垂直，指向左邊D．與ab邊垂直，指向右邊【解析】

導(dǎo)線(xiàn)a在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向由安培定則可判斷，即垂直ac向左下方，同理導(dǎo)線(xiàn)b在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直bc向右下方，由平行四邊形定則，過(guò)c點(diǎn)的合磁場(chǎng)方向平行于ab向下，根據(jù)左手定則可判斷導(dǎo)線(xiàn)c受到的安培力垂直ab邊，指向左邊．【答案】

C1．Φ＝B·S的含義：Φ＝BS只適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S垂直的情況．當(dāng)S與垂直于B的平面間的夾角為θ時(shí)，則有Φ＝BScos

θ.可理解為Φ＝B(Scos

θ)，即Φ等于B與S在垂直于B方向上分量的乘積．也可理解為Φ＝(Bcos

θ)S，即Φ等于B在垂直于S方向上的分量與S的乘積．如下圖(1)所示．對(duì)磁通量的理解2．面積S的含義：S不一定是某個(gè)線(xiàn)圈的真正面積，而是線(xiàn)圈在磁場(chǎng)范圍內(nèi)的面積．如上圖(2)所示，S應(yīng)為線(xiàn)圈面積的一半．3．多匝線(xiàn)圈的磁通量：多匝線(xiàn)圈內(nèi)磁通量的大小與線(xiàn)圈匝數(shù)無(wú)關(guān)，因?yàn)椴徽摼€(xiàn)圈匝數(shù)多少，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁感線(xiàn)條數(shù)相同，而磁感線(xiàn)條數(shù)可表示磁通量的大?。?．合磁通量求法若某個(gè)平面內(nèi)有不同方向和強(qiáng)弱的磁場(chǎng)共同存在，當(dāng)計(jì)算穿過(guò)這個(gè)面的磁通量時(shí)，先規(guī)定某個(gè)方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負(fù)，平面內(nèi)各個(gè)方向的磁通量的代數(shù)和等于這個(gè)平面內(nèi)的合磁通量．(1)磁通量是標(biāo)量，其正、負(fù)值僅表示磁感線(xiàn)是正向還是反向穿過(guò)線(xiàn)圈平面．(2)同一線(xiàn)圈平面，如果正向穿過(guò)平面的磁感線(xiàn)條數(shù)與反向穿過(guò)平面的條數(shù)一樣多，則Φ＝0.(10分)如右圖所示，邊長(zhǎng)為100

cm的正方形閉合線(xiàn)圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈ab、cd兩邊中點(diǎn)連線(xiàn)OO′的左右兩側(cè)分別存在方向相同，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小各為B1＝0.6

T，B2＝0.4

T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若從上往下看，線(xiàn)圈逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)37°時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量改變了多少？線(xiàn)圈從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈平面的磁通量改變了多少？【思維通道】

根據(jù)磁通量的定義，分別求出轉(zhuǎn)動(dòng)前后通過(guò)線(xiàn)圈abcd的磁通量，再求出磁通量的改變量．【答案】－0.1Wb－1.0Wb求解磁通量時(shí)，當(dāng)B與S不垂直時(shí)，可用兩個(gè)方案求合磁通量，一是分解B，用垂直于S的分量B⊥求Φ.二是投影S，將S投影到與B垂直的方向上，并求出S投影，然后利用Φ＝BS投影求Φ.如右圖所示，在某區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝6.0

T，方向沿正x軸，已知ab＝dc＝40

cm，be＝cf＝ef＝bc＝ad＝30

cm，試求：(1)通過(guò)矩形abcd面積S1的磁通量Φ1；(2)通過(guò)矩形befc面積S2的磁通量Φ2；(3)通過(guò)矩形aefd面積S3的磁通量Φ3.【解析】

(1)因?yàn)榇艌?chǎng)方向沿正x軸，與面abcd垂直，矩形abcd的面積S1即為有效面積．Φ1＝B·S1＝6.0×0.4×0.3

Wb＝0.72

Wb.(2)矩形befc與磁場(chǎng)方向平行，有效面積為0，故Φ2＝0.(3)矩形aefd的面積為S3，但其在yOz平面內(nèi)(垂直于B的方向)的投影面積為S1，故Φ3＝B·S3·cos

θ＝B·S1＝6.0×0.4×0.3

Wb＝0.72

Wb.【答案】

(1)0.72

Wb

(2)0

(3)0.72

Wb要判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)，首先必須清楚導(dǎo)體所在位置的磁場(chǎng)分布情況，然后才能結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向．現(xiàn)對(duì)幾種常用的方法列表比較如下：安培力作用下判定通電導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的幾種方法電流元法把整段彎曲導(dǎo)線(xiàn)分為多段直線(xiàn)電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線(xiàn)所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向特殊位置法通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)線(xiàn)到某個(gè)便于分析的特殊位置，然后判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線(xiàn)管可以等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流，反過(guò)來(lái)等效也成立結(jié)論法兩平行直線(xiàn)電流在相互作用的過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線(xiàn)電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向(1)安培力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，而不是相同或相反，這跟電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向之間的關(guān)系是不同的．(2)在應(yīng)用左手定則時(shí)，磁感線(xiàn)不一定垂直穿過(guò)手心，但四指一定指向電流方向，拇指一定要垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向決定的平面．如右圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線(xiàn)水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線(xiàn)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)通入圖示方向電流I時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)(

)A．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升【思維通道】首先確定磁場(chǎng)的分布情況，再根據(jù)左手定則判斷安培力的方向，從而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向．【解析】

(1)電流元法把直線(xiàn)電流等效為AO′、O′O、OB三段(O′O段極短)電流元，由于O′O段電流方向與該處磁場(chǎng)方向相反，所以不受安培力作用；AO′段電流元所在處的磁場(chǎng)方向傾斜向上，根據(jù)左手定則可知其所受安培力方向垂直紙面向外；OB段電流元所在處的磁場(chǎng)方向傾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直紙面向里，綜上可知導(dǎo)線(xiàn)將以O(shè)O′段為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視)．(2)特殊位置法用導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)過(guò)90°的特殊位置來(lái)分析，根據(jù)左手定則判得安培力方向向下，故導(dǎo)線(xiàn)在順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)．【答案】

A判斷通電導(dǎo)線(xiàn)(或線(xiàn)圈)在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，可以有多種方法，具體選用哪一種，可以視情況而定，在本題中，除了已用到的兩種方法外，還可以應(yīng)用“轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法”，即假設(shè)導(dǎo)線(xiàn)固定不動(dòng)，判斷出蹄形磁鐵的N、S極受力方向，從而確定蹄形磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，再根據(jù)實(shí)際情況，將結(jié)論反過(guò)來(lái)即可．如右圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌傾角為θ，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌中接入電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的直流電源，電路中有一阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)．將質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab由靜止釋放，求導(dǎo)體棒在釋放的瞬時(shí)加速度的大?。?．安培力的大小安培力常用公式F＝BIL，要求兩兩垂直，應(yīng)用時(shí)要滿(mǎn)足：(1)B與L垂直．與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問(wèn)題(2)L是有效長(zhǎng)度，即垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的長(zhǎng)度．如彎曲導(dǎo)線(xiàn)的有效長(zhǎng)度L等于兩端點(diǎn)所連直線(xiàn)的長(zhǎng)度(如右圖所示)，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端．因?yàn)槿我庑螤畹拈]合線(xiàn)圈，其有效長(zhǎng)度為零，所以閉合線(xiàn)圈通電后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到的安培力的矢量和為零．(3)B并非一定是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但一定是導(dǎo)線(xiàn)所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度值．2．通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的平衡和加速(1)選定研究對(duì)象．(2)變?nèi)S為二維，畫(huà)出平面受力分析圖，其中安培力的方向切忌跟著感覺(jué)走，要用左手定則來(lái)判斷，注意F安⊥B、F安⊥I.(3)列平衡方程、牛頓第二定律的方程式進(jìn)行求解．3．安培力做功的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)(1)安培力做功與路徑有關(guān)，不像重力、電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)．(2)安培力做功的實(shí)質(zhì)：起傳遞能量的作用．①安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通電導(dǎo)線(xiàn)后或轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線(xiàn)的動(dòng)能或轉(zhuǎn)化為其他形式的能．②安培力做負(fù)功：是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能后或儲(chǔ)存或轉(zhuǎn)化為其他形式的能．

涉及安培力的運(yùn)動(dòng)及平衡問(wèn)題，分析的方法是在分析了其他力的基礎(chǔ)上又多加上了一個(gè)安培力．該類(lèi)問(wèn)題用動(dòng)能定理或能量守恒定律有時(shí)會(huì)比較方便．(10分)如右圖所示，通電直導(dǎo)線(xiàn)ab質(zhì)量為m，水平地放置在傾角為θ的光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，通以圖示方向的電流，電流強(qiáng)度為I，要求導(dǎo)線(xiàn)ab靜止在斜面上．(1)若磁場(chǎng)的方向豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？(2)若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則磁感應(yīng)強(qiáng)度如何？【思維通道】

先畫(huà)出平面圖，再對(duì)導(dǎo)線(xiàn)受力分析，列平衡方程即可求解第(1)問(wèn)．畫(huà)出矢量三角形，找出磁感應(yīng)強(qiáng)度有最小值的條件，即可求解第(2)問(wèn)．(1)求解與安培力有關(guān)的平衡問(wèn)題，關(guān)鍵是畫(huà)好受力分析圖．(2)受力分析時(shí)要善于把立體圖轉(zhuǎn)化成平面圖．(3)畫(huà)好輔助圖(如斜面)，標(biāo)明輔助方向(如B的方向、I的方向等)是畫(huà)好受力分析圖的關(guān)鍵．

如右圖所示，M、N為兩條水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距d＝0.2m．軌道上放置一質(zhì)量m＝50g的均勻金屬棒ab，其長(zhǎng)L＝0.3m，總電阻R＝0.75Ω，棒與兩導(dǎo)軌相垂直．已知電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)電阻r＝0.5Ω，電阻R0＝2Ω；整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線(xiàn)與ab棒垂直，這時(shí)ab棒對(duì)軌道的壓力恰好為零，且棒仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?g取10m/s2，不計(jì)導(dǎo)線(xiàn)電阻)【答案】

1.25T1．關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線(xiàn)的描述，正確的說(shuō)法有(

)A．磁極之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種物質(zhì)B．磁感線(xiàn)可以形象地表現(xiàn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向C．磁感線(xiàn)總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止D．磁感線(xiàn)就是細(xì)鐵屑在磁鐵周?chē)帕谐龅那€(xiàn)，沒(méi)有細(xì)鐵屑的地方就沒(méi)有磁感線(xiàn)

【解析】

磁極的周?chē)嬖诖艌?chǎng)，磁極之間的相互作用就是通過(guò)各自產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生相互作用的.磁場(chǎng)線(xiàn)是為了形象地描述磁場(chǎng)而引入的假想曲線(xiàn)，可以描述磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱分布，但實(shí)際并不存在，磁感線(xiàn)是閉合曲線(xiàn)，所以C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】

AB2.將一個(gè)質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)線(xiàn)吊起來(lái)，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線(xiàn)與圓環(huán)在同一個(gè)平面內(nèi)，且通過(guò)圓環(huán)中心，如右圖所示，當(dāng)圓環(huán)中通以順時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，從上往下看(

)A．圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵B．圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵C．圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵D．圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁