(完整版)高中磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、高考物理專題復(fù)習(xí) 磁場(chǎng)一、磁場(chǎng)磁體是通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)鐵一類物質(zhì)發(fā)生作用的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是物質(zhì)存在的另一種形式，是客觀存在。小磁針的 指南指北表明地球是一個(gè)大磁體。磁體周圍空間存在磁場(chǎng)；電流周圍空間也存在磁場(chǎng)。電流周圍空間存在磁場(chǎng)，電流是大量運(yùn)動(dòng)電荷形成的，所以運(yùn)動(dòng)電荷周圍空間也有磁場(chǎng)。靜止電荷周圍空間沒(méi)有 磁場(chǎng)。磁場(chǎng)存在于磁體、電流、運(yùn)動(dòng)電荷周圍的空間。磁場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形式。磁場(chǎng)對(duì)磁體、電流都有磁力作用。與用檢驗(yàn)電荷檢驗(yàn)電場(chǎng)存在一樣，可以用小磁針來(lái)檢驗(yàn)磁場(chǎng)的存在。如圖所示為證明通電導(dǎo)線周圍有磁場(chǎng)存在 奧斯特實(shí)驗(yàn)，以及磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用實(shí)驗(yàn)。蝕助燈電冰兩作煒1地磁場(chǎng)地球本身是一個(gè)磁體，附近存

2、在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)，地磁的南極在地球北極附近，地磁的北極在地球的南極附近。2. 地磁體周圍的磁場(chǎng)分布與條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)分布情況相似。3. 指南針?lè)旁诘厍蛑車闹改厢橃o止時(shí)能夠指南北，就是受到了地磁場(chǎng)作用的結(jié)果。4. 磁偏角地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，磁針并非準(zhǔn)確地指南或指北，其間有一個(gè)交角，叫地磁偏角，簡(jiǎn)稱磁偏角。 說(shuō)明： 地球上不同點(diǎn)的磁偏角的數(shù)值是不同的。 磁偏角隨地球磁極緩慢移動(dòng)而緩慢變化。 地磁軸和地球自轉(zhuǎn)軸的夾角約為11 °。二、磁場(chǎng)的方向在電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向是人們規(guī)定的，同理，人們也規(guī)定了磁場(chǎng)的方向。規(guī)定：在磁場(chǎng)中的任意一點(diǎn)小磁針北極受力的方向就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。確

3、定磁場(chǎng)方向的方法是：N極的指向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)將一不受外力的小磁針?lè)湃氪艌?chǎng)中需測(cè)定的位置，當(dāng)小磁針在該位置靜止時(shí)，小磁針 方向。磁體磁場(chǎng)：可以利用同名磁極相斥，異名磁極相吸的方法來(lái)判定磁場(chǎng)方向。電流磁場(chǎng):利用安培定則(也叫右手螺旋定則)判定磁場(chǎng)方向。通電直導(dǎo)線的陣圾逋電蛭線菅的隘場(chǎng)環(huán)形電流的竄場(chǎng)資培定則三、磁感線在磁場(chǎng)中畫(huà)出有方向的曲線表示磁感線，在這些曲線上，每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同。(1) 磁感線上每一點(diǎn)切線方向跟該點(diǎn)磁場(chǎng)方向相同。(2) 磁感線特點(diǎn)(1) 磁感線的疏密反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線越密的地方表示磁場(chǎng)越強(qiáng)，磁感線越疏的地方表示磁場(chǎng)越弱。(2) 磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就

4、是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。(3) 磁場(chǎng)中的任何一條磁感線都是閉合曲線，在磁體外部由N極到S極，在磁體內(nèi)部由 S極到N極。以下各圖分別為條形磁體、蹄形磁體、直線電流、環(huán)行電流的磁場(chǎng)說(shuō)明: 磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而在磁場(chǎng)中假想出來(lái)的一組有方向的曲線, 磁感線與電場(chǎng)線類似，在空間不能相交，不能相切，也不能中斷。四、幾種常見(jiàn)磁場(chǎng)并不是客觀存在于磁場(chǎng)中的真實(shí)曲線。1通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)(1) 安培定則：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向，這個(gè)規(guī)律也叫右手螺旋定則。(2)磁感線分布如圖所示:直説屯畝的M苗:X說(shuō)明: 通電直導(dǎo)線周圍的磁感線是以導(dǎo)線上各點(diǎn)

5、為圓心的同心圓，實(shí)際上電流磁場(chǎng)應(yīng)為空間圖形。 直線電流的磁場(chǎng)無(wú)磁極。 磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與距導(dǎo)線的距離有關(guān)，離導(dǎo)線越近磁場(chǎng)越強(qiáng)，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場(chǎng)越弱。 圖中的“X”號(hào)表示磁場(chǎng)方向垂直進(jìn)入紙面，"”表示磁場(chǎng)方向垂直離開(kāi)紙面。2.環(huán)形電流的磁場(chǎng)(1) 安培定則：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向。丄f呼猶賀介韋乙妄培丸測(cè)(2) 磁感線分布如圖所示：直®電筱諂毀此(3) 幾種常用的磁感線不同畫(huà)法。豆體0S槓槪而圖fet*圖說(shuō)明： 環(huán)形電流的磁場(chǎng)類似于條形磁鐵的磁場(chǎng)，其兩側(cè)分別是N極和S極。 由于磁感線均為閉合曲線，所以環(huán)內(nèi)、外磁感線條數(shù)相等

6、，故環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)，環(huán)外磁場(chǎng)弱。 環(huán)形電流的磁場(chǎng)在微觀上可看成無(wú)數(shù)根很短的直線電流的磁場(chǎng)的疊加。3通電螺線管的磁場(chǎng)(1) 安培定則：用右手握住螺線管，讓彎曲時(shí)四指的方向跟電流方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管中心軸 線上的磁感線方向。(2)磁感線分布：如圖所示。通電埔慢骨的塞烤(3) 幾種常用的磁感線不同的畫(huà)法。人iJ TL®"N i L S i ( k N §比眛圖磧截逅陽(yáng)圳最衍謝說(shuō)明： 通電螺線管的磁場(chǎng)分布：外部與條形磁鐵外部的磁場(chǎng)分布情況相同，兩端分別為N極和S極。管內(nèi)(邊緣除外)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)分布由 S極指向N極。 環(huán)形電流宏觀上其實(shí)就是只有一匝的通電螺線

7、管，通電螺線管則是由許多匝環(huán)形電流串聯(lián)而成的。因此，通電 螺線管的磁場(chǎng)也就是這些環(huán)形電流磁場(chǎng)的疊加。 不管是磁體的磁場(chǎng)還是電流的磁場(chǎng)，其分布都是在立體空間的，要熟練掌握其立體圖、縱截面圖、橫橫面圖的畫(huà)法及轉(zhuǎn)換。4.勻強(qiáng)磁場(chǎng)(1) 定義：在磁場(chǎng)的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，如果各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向都相同，這個(gè)區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng)。(2) 磁感線分布特點(diǎn)：間距相同的平行直線。(3) 產(chǎn)生：距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)除邊緣部分外可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng)；相隔一定距離的兩個(gè)平行放置的線圈通電時(shí)，其中間區(qū)域的磁場(chǎng)也是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示:蜂毀耆溺邯奈書(shū)慚的五、磁感應(yīng)強(qiáng)度1磁感應(yīng)強(qiáng)度為了表征磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，我們

8、引入一個(gè)新的物理量：磁感應(yīng)強(qiáng)度。描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，用符號(hào)“B” 表示。通過(guò)精確的實(shí)驗(yàn)可以知道，當(dāng)通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，受到磁場(chǎng)對(duì)它的力的作用。對(duì)于同一 磁場(chǎng)，當(dāng)電流加倍時(shí)，通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力也加倍，這說(shuō)明通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力與通過(guò)它的電流強(qiáng)度成正比。而 當(dāng)通電導(dǎo)線長(zhǎng)度加倍時(shí)，它受到的磁場(chǎng)力也加倍，這說(shuō)明通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力與導(dǎo)線長(zhǎng)也成正比。對(duì)于磁場(chǎng)中某處 來(lái)說(shuō)，通電導(dǎo)線在該處受的磁場(chǎng)力F與通電電流強(qiáng)度I與導(dǎo)線長(zhǎng)度L乘積的比值是一個(gè)恒量，它與電流強(qiáng)度和導(dǎo)線長(zhǎng)度的大小均無(wú)關(guān)。在磁場(chǎng)中不同位置，這個(gè)比值可能各不相同，因此，這個(gè)比值反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義

9、電流元 定義：物理學(xué)中把很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL叫做電流元。 理解：孤立的電流元是不存在的，因?yàn)橐箤?dǎo)線中有電流，就必須把它連到電源上。（2）磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力內(nèi)容：通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，它受力的大小與I和L的乘積成正比。公式：= 6工。說(shuō)明： B為比例系數(shù)，與導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流的大小都無(wú)關(guān)。 不同的磁場(chǎng)中，B的值是不同的。 B應(yīng)為與電流垂直的值，即式子成立條件為：B與I垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線，受到的安培力的作用 F，跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值,叫做通電直導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。公式：B=F / IL。（2）磁感應(yīng)

10、強(qiáng)度的單位在國(guó)際單位制中，B的單位是特斯拉（T），由B的定義式可知：1 特（T）=二 1 八"（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向N極所指的方向規(guī)定為磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，不僅有大小，而且有方向，其方向即為該處磁場(chǎng)方向。小磁針靜止時(shí) 該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，簡(jiǎn)稱為磁場(chǎng)的方向。B是矢量，其方向就是磁場(chǎng)方向，即小磁針靜止時(shí)N極所指的方向。2、磁通量磁感線和電場(chǎng)線一樣也是一種形象描述磁場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向分布的假想的線，磁感線上各點(diǎn)的切線方向即該點(diǎn)的 磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，磁感線的密疏，反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。為了定量地確定磁感線的條數(shù)跟磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的關(guān)系，規(guī)定：在垂直磁場(chǎng)方向每平方米面積的磁感線的條數(shù)與該處的磁感應(yīng)

11、強(qiáng)度大小(單位是特)數(shù)值相同。這里應(yīng)注意的 是一般畫(huà)磁感線可以按上述規(guī)定的任意數(shù)來(lái)畫(huà)圖，這種畫(huà)法只能幫助我們了解磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；方向的分布，不能通 過(guò)每平方米的磁感線數(shù)來(lái)得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值。(1)磁通量的定義穿過(guò)某一面積的磁感線的條數(shù)，叫做穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量，用符號(hào)0表示。物理意義：穿過(guò)某一面的磁感線條數(shù)。(2) 磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系按前面的規(guī)定，穿過(guò)垂直磁場(chǎng)方向單位面積的磁感線條數(shù)，等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，所以在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向的面積S上的磁通量$ =BS。若平面S不跟磁場(chǎng)方向垂直，則應(yīng)把S平面投影到垂直磁場(chǎng)方向上。當(dāng)平面S與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，©=0。公式(1) 公式：=

12、BS。(2) 公式運(yùn)用的條件：a.勻強(qiáng)磁場(chǎng)；b .磁感線與平面垂直。(3) 在勻強(qiáng)磁場(chǎng) B中，若磁感線與平面不垂直，公式 =BS中的S應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積。此時(shí)=-'；：|：|； °，式中I ：門(mén)日即為面積S在垂直于磁感線方向的投影，我們稱為“有效面積”。(3) 磁通量的單位在國(guó)際單位中，磁通量的單位是韋伯(Wb),簡(jiǎn)稱韋。磁通量是標(biāo)量，只有大小沒(méi)有方向。(4) 磁通密度磁感線越密的地方，穿過(guò)垂直單位面積的磁感線條數(shù)越多，反之越少，因此穿過(guò)單位面積的磁通量磁通密度，它反映了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，在數(shù)值上等于磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，B =/S。六、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用1.

13、安培分子電流假說(shuō)的內(nèi)容安培認(rèn)為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為 微小的磁體，分子的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。2. 安培假說(shuō)對(duì)有關(guān)磁現(xiàn)象的解釋(1) 磁化現(xiàn)象：一根軟鐵棒，在未被磁化時(shí)，內(nèi)部各分子電流的取向雜亂無(wú)章，它們的磁場(chǎng)互相抵消，對(duì)外不顯磁性；當(dāng)軟磁棒受到外界磁場(chǎng)的作用時(shí)，各分子電流取向變得大致相同時(shí)，兩端顯示較強(qiáng)的磁性作用，形成磁極，軟 鐵棒就被磁化了。(2) 磁體的消磁：磁體的高溫或猛烈敲擊，即在激烈的熱運(yùn)動(dòng)或機(jī)械運(yùn)動(dòng)影響下，分子電流取向又變得雜亂無(wú)章,磁體磁性消失。磁現(xiàn)象的電本質(zhì)磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣，都是由運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生的。說(shuō)明：

14、 根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)理論，原子由原子核和核外電子組成，原子核帶正電，核外電子帶負(fù)電，核外電子在庫(kù)侖 引力作用下繞核高速旋轉(zhuǎn)，形成分子電流。在安培生活的時(shí)代，由于人們對(duì)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)尚不清楚，所以稱為“假 說(shuō)”。但是現(xiàn)在，“假設(shè)”已成為真理。 分子電流假說(shuō)揭示了電和磁的本質(zhì)聯(lián)系，指出了磁性的起源：一切磁現(xiàn)象都是由運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生的。 安培力通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力稱為安培力。3 安培力的方向一一左手定則(1) 左手定則伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)，讓磁感線穿過(guò)手心，讓 伸開(kāi)的四指指向電流方向，那么大拇指所指方向即為安培力方向。(2) 安培力F、磁感應(yīng)

15、強(qiáng)度B、電流I三者的方向關(guān)系： I I ' ,'，即安培力垂直于電流和磁感線所在的平面，但B與I不一定垂直。 判斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力時(shí)，注意一定要用左手，并注意各方向間的關(guān)系。 若已知B、丨方向，則'嘆方向確定；但若已知 B (或I)和方向，則I (或B)方向不確定。4.電流間的作用規(guī)律同向電流相互吸引，異向電流相互排斥。 安培力大小的公式表述(1)當(dāng)B與I垂直時(shí)，F(xiàn)=BIL。(2)當(dāng)B與I成77角時(shí)，匸二上工三，&是b與|的夾角。推導(dǎo)過(guò)程：如圖所示，將B分解為垂直電流的 匚：-和沿電流方向的, B對(duì)I的作用可用B1、B2對(duì)電流的作用等效替代，廠 一匚廠

16、：5幾點(diǎn)說(shuō)明(1) 通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，F(xiàn)=BIL最大；平行時(shí)最小，(2) B對(duì)放入的通電導(dǎo)線來(lái)說(shuō)是外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。F=0。(3)導(dǎo)線L所處的磁場(chǎng)應(yīng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，公式P -二二：1匕僅適用于很短的通電導(dǎo)線(我們可以把這樣的直線電流稱為直線電流元)r的半圓形導(dǎo)線與磁場(chǎng) B垂直放置，當(dāng)導(dǎo)線中(4) 式中的L為導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向的有效長(zhǎng)度。如圖所示，半徑為 通以電流I時(shí)，導(dǎo)線的等效長(zhǎng)度為2 r,故安培力F=2Blr。XXXM X七、磁電式電流表1電流表的構(gòu)造磁電式電流表的構(gòu)造如圖所示。在蹄形磁鐵的兩極間有一個(gè)固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁 框，在鋁框上繞有線圈。

17、鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個(gè)螺旋彈簧和一個(gè)指針，線圈的兩端分別接在這兩個(gè)螺旋彈簧上，被測(cè) 電流經(jīng)過(guò)這兩個(gè)彈簧流入線圈。2.電流表的工作原理如圖所示，設(shè)線圈所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈長(zhǎng)度為L(zhǎng),寬為d,匝數(shù)為n,當(dāng)線圈中通有電流I時(shí),安培力對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生力矩:F=nBIL。故安培力的力矩大小為M仁nBILd。當(dāng)線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不論通過(guò)電線圈轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都跟磁感線平行，安培力的力矩不變。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)戸角時(shí)，這時(shí)指針偏角為 丁角，兩彈簧產(chǎn)生阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)力矩為M2，對(duì)線圈，根據(jù)力矩平衡有M仁M2。設(shè)彈簧材料的扭轉(zhuǎn)力矩與偏轉(zhuǎn)角成正比，且為M2=k二。由 nBILd=k & 得 ，匸

18、9;二。其中k、n、B、I、d是一定的，因此有丄h l。由此可知：電流表的工作原理是指針的偏角匸的值可以反映I值的大小，且電流表刻度是均勻的， 對(duì)應(yīng)不同的在刻度盤(pán)上標(biāo)出相應(yīng)的電流值，這樣就可以直接讀取電流值了。1斜角為B =30。的光滑導(dǎo)軌 AB，上端接入一電動(dòng)勢(shì) E=3V、內(nèi)阻不計(jì)的電源，導(dǎo)軌間距為 L=10cm，將一個(gè)質(zhì)量 為m=30g，電阻R=0.5Q的金屬棒水平放置在導(dǎo)軌上，若導(dǎo)軌周圍存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后，金屬棒剛好靜止在導(dǎo)軌上，如圖所示，求導(dǎo)軌周圍空間的磁場(chǎng)方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是多少？&解:合上開(kāi)關(guān)S后金屬棒上有電流流過(guò)，由閉合電路歐姆定律匸-1-

19、 - =6A金屬棒靜止在導(dǎo)軌上，它受到重力mg和支持力N的作用，因?qū)к壒饣?，僅此二力金屬棒不可能平衡，它必需受到垂直于導(dǎo)軌平面的安培力作用才能平衡，根據(jù)題意和左手定則判斷出，磁場(chǎng)方向垂直軌面斜向下，金屬棒受到磁場(chǎng) 的安培力沿斜面向上，如圖所示。由進(jìn)一步受力分析得出，若金屬棒平衡，則它受到的安培力 F應(yīng)與重力沿斜面向下的分量 相反。mgsi nB大小相等，方向F=mgsin 0又因?yàn)镕=BIL，則可以解得B=0.25T2如圖所示，在兩個(gè)傾角都為0的光滑斜面上，各放一根相同的金屬棒，分別通有穩(wěn)恒電流金屬棒所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，其中B1的方向豎直向上,向上。兩金屬棒處于

20、平衡狀態(tài)，則I1 : I2等于什么？I1和I2。在兩通電B2的方向垂直于斜面斜3. 如圖所示，長(zhǎng)60cm、質(zhì)量為10g的金屬棍ab兩端用相同的彈簧懸掛起來(lái)，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T ,方向垂直紙面向里，求：(1)為使彈簧恰好不伸長(zhǎng)，金屬棍中通入的電流大小和方向（2）當(dāng)金屬棍中通以 0.2A的電流，方向自a向b，金屬棍下降1mm;若電流仍為 0.2A，但方向改為自b向a, 金屬棍下降多少？ （ g取10m/s2）4、如圖4所示，環(huán)形金屬輕彈簧線圈，套在條形磁鐵中心位置，若將彈簧沿半徑向外拉，使其面積增大，則穿過(guò)彈簧 線圈所包圍面積的磁通量將（）0 4A.增大B.減小C.不變D.無(wú)

21、法確定變化情況答案：B呀1解析：圖5為條形磁鐵的磁場(chǎng)分布，由于磁場(chǎng)的磁感線是閉合的曲線，在磁體內(nèi)部是由S極指向N極，在磁體外部是由N極指向S極，且在磁體外的磁感線分布在磁體四周很大的空間。穿過(guò)彈簧線圈的磁感線有磁體內(nèi)部向上的， 也有磁體外部向下的，實(shí)際穿過(guò)彈簧線圈的磁通量是合磁通量，即向上的磁通量與向下的磁通量之差，當(dāng)彈簧線圈的 面積增大后，穿過(guò)彈簧線圈向上的磁通量沒(méi)有變化，而向下的磁通量增大，所以合磁通量減小，故選B。5、如圖6所示，矩形線圈 abed的面積S= 1X 10 2m2,其平面與磁場(chǎng)方向夾角9=30°,此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量 1= 1X 10 3Wb，求：180。角的過(guò)程

22、中，磁通量變化了多少?7所示：(1) 該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(2) 線圈以ab邊為軸，cd邊向左上方由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60°角，求這時(shí)穿過(guò)線圈磁通量2,上述過(guò)程中磁通量變化了多少?(3) 若按(2)中轉(zhuǎn)動(dòng)方向，線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò) 解析：首先沿著由b到a方向畫(huà)出側(cè)視圖，如圖圖7(1) 設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,由=BSs in30°得：B = - -L =叫T = 0.2TSsm 30° lxlO'2xO 5(2) 線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò) 60°角時(shí)，其線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為：2= BS= 0.2 X 1X 10 2Wb = 2

23、X 10 3Wb變化的磁通量為：二 2 1 = (2 X 10 3 1 X 10 3)Wb = 1X 10 3Wb(3) 設(shè)線圈在初始位置時(shí)磁通量為正，為： 1 = 1X 10 3Wb翻轉(zhuǎn)180 °后，穿過(guò)線圈的磁通量為負(fù)，為： 3= 1X 10 3Wb翻轉(zhuǎn)180。的過(guò)程中磁通量的變化量為：=| 3 1 |= 2X 10 3Wb6、有一面積為100cm2的金屬環(huán)，電阻為 0.1 Q，環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖 8所示，且磁場(chǎng)方向垂直于環(huán)面向里，在 t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，環(huán)中流過(guò)的電荷量是多少？解析：因?yàn)?B S,當(dāng)S 一定時(shí)，= B S,由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為A/ At由圖象可知，在t1到t2這段

24、時(shí)間內(nèi)， B = 0.1T，根據(jù)閉合電路歐姆定律和電流的定義可得，流過(guò)環(huán)中的電荷量7、如圖9所示，豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通以恒定電流，有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，在下列情況下線圈產(chǎn)生 感應(yīng)電流的是（）A.導(dǎo)線中電流變大C.線框向下平動(dòng)E.線框以直導(dǎo)線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)答案：ABD解析：討論是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，需分析通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布情況， 且由內(nèi)向外由密變疏，即越遠(yuǎn)離導(dǎo)線磁感線越疏。對(duì)A選項(xiàng)，因I增大而引起導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，故對(duì)B選項(xiàng)， 小，故B正確。對(duì)C選項(xiàng)，對(duì)D選項(xiàng)，B.線框向右平動(dòng)D.線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)線周圍的磁感線是一系列同心圓,因離開(kāi)直導(dǎo)線方向越遠(yuǎn)，磁感線分布越疏（如圖乙

25、所示）A正確。，因此線框向右平動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量變由乙圖可知線框向下平動(dòng)時(shí)穿過(guò)線框的磁通量不變，故 可用一些特殊位置來(lái)分析，當(dāng)線框在如圖乙所示位置時(shí)，0，因此可以判定線框以 ab軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁通量C錯(cuò)。穿過(guò)線框的磁通量很大， 當(dāng)線框轉(zhuǎn)過(guò)90 ° -定變化，故D正確。時(shí),穿過(guò)線框的磁通量最小：=對(duì)E選項(xiàng)，先畫(huà)出俯視圖（如圖丙），由圖可看出線框繞直導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在任何一個(gè)位置穿過(guò)線框的磁感線條數(shù)不 變，因此無(wú)感應(yīng)電流，故 E錯(cuò)。8在做奧斯特實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列操作中現(xiàn)象最明顯的是（）A 沿電流方向放置磁針，使磁針在導(dǎo)線的延長(zhǎng)線上B 沿電流方向放置磁針，使磁針在導(dǎo)線的正下方C 電流沿南北方向放置在磁

26、針的正上方D .電流沿東西方向放置在磁針的正上方解析：將導(dǎo)線沿南北方向放置在地磁場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)的磁針的正上方，通電時(shí)磁針發(fā)生明顯的偏轉(zhuǎn)，是由于南 北方向放置的電流的正下方的磁場(chǎng)恰好是東西方向。答案：C總結(jié)升華：做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要考慮到地磁場(chǎng)的影響。若導(dǎo)線東西放置，小磁針有可能不偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。9、家用照明電路中的火線和零線是相互平行的，當(dāng)用電器工作火線和零線都有電流時(shí)，它們將（）A 相互吸引B 一會(huì)兒吸引，一會(huì)兒排斥C 相互排斥D 彼此不發(fā)生相互作用解析：火線與零線雖然都連接用電器，且相互平行，但是當(dāng)用電器正常工作時(shí)，流過(guò)它們的電流方向相反，并且 時(shí)刻相反。再根據(jù)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)電流

27、有作用力來(lái)判斷，因通過(guò)火線和零線的電流方向總是相反的，根據(jù)平行 導(dǎo)線中通以同向電流時(shí)相互吸引，通以反向電流時(shí)相互排斥的結(jié)論可以得出C選項(xiàng)正確。答案：C總結(jié)升華：解此題的關(guān)鍵：一是用電器正常工作時(shí)，通過(guò)火線和零線的電流方向總是相反的；二是要掌握電流間 相互作用的規(guī)律。10、磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，它可以分解為幾個(gè)分量。（1）如果北半球某處地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，與水平方向的夾角為 ?，那么該處地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量和豎直分量各為多大？（2）如果地理南、北極和地磁北、南極是重合的，那么在赤道上空磁場(chǎng)的豎直分量是多大？在極地上空地磁場(chǎng)的 水平分量是多大？解析：本題從矢量角度考查了對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理

28、解。（1）因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度大小為 B，與水平方向的夾角為 T,所以地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量和豎直分量分別為:（2）在赤道上空，因?yàn)?r - ?'，故有七二；在極地上空，因?yàn)?一匸，故有''z'。答案：（1）'訂'''總結(jié)升華：、二一門(mén)一（2）：宜一''（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成與分解應(yīng)該遵守矢量的平行四邊形法則。（2）為了描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱，我們引入了磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)新的物理量，對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度要領(lǐng)的學(xué)習(xí)可以結(jié)合電場(chǎng)強(qiáng)度的 定義來(lái)加深理解。11、長(zhǎng)10 cm的通電直導(dǎo)線，通過(guò) 1 A的電流，在磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向都一樣的空間（勻強(qiáng)磁場(chǎng)

29、）中某處受到的磁場(chǎng)力為 0.4 N，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為（）A 等于4 TB 大于或等于4 TC 小于或等于4TD 上述說(shuō)法都錯(cuò)誤解析：本題較深層次地考查了對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式E丄-的理解。式中電流應(yīng)為垂直于磁場(chǎng)方向的電流。題目中沒(méi)有給出導(dǎo)線如何放置，若導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，則由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式得出。若導(dǎo)線放置時(shí)沒(méi)有與磁場(chǎng)垂直，此時(shí)受磁場(chǎng)力為0.4 N，若把此導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直放置時(shí)，受到的磁場(chǎng)力將大于0.4 N，根8 F據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式-匸可知，此處磁感應(yīng)強(qiáng)度將大于4 T,所以答案應(yīng)選 B。答案：B總結(jié)升華：據(jù)給定的磁場(chǎng)力（或磁感應(yīng)強(qiáng)度）求出磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁場(chǎng)力），應(yīng)理解公式 二 成立的條件。12

30、、下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說(shuō)法中，正確的是（）A 某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)力的方向B .小磁針N極受磁場(chǎng)力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C 垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D .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)方向解析：本題考查對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的理解。磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向，磁場(chǎng)方向也就 是小磁針N極受力的方向。但電流受力的方向不代表磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)方向。答案：BD總結(jié)升華：(1) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和小磁針N極受力方向相同，但絕非電流的受力方向；(2) 磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向是確定的，和小磁針、

31、電流的存在與否無(wú)關(guān)。13、 關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，下列說(shuō)法中正確的是()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，也是一種客觀存在的物質(zhì)B.磁感線可以形象地描述各磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針?lè)旁谠擖c(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致C .磁感線總是從磁鐵的 N極出發(fā)，至U S極終止的D .磁感線可以用細(xì)鐵屑來(lái)顯示，因而是真實(shí)存在的解析：條形磁鐵內(nèi)部磁感線從S極到N極，C不正確，磁感線是為了形象描述磁場(chǎng)而假設(shè)的一組有方向的閉合的曲線，實(shí)際上并不存在，所以選項(xiàng)D不正確；磁場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)，所以選A正確；磁感線上每一點(diǎn)切線方向表示磁場(chǎng)方向，磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，

32、小磁針靜止時(shí)北極受力方向和北極指向均為磁場(chǎng)方向，所以選項(xiàng)B正確。答案：AB總結(jié)升華：磁場(chǎng)是一種客觀存在的特殊物質(zhì)，磁感線雖是假想的閉合的曲線，但可形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。 應(yīng)注意兩者的區(qū)別與關(guān)系。14、如圖所示，放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時(shí)N極指向右，試判定電源的正、負(fù)極。電盍解析：小磁針N極的指向即為該處的磁場(chǎng)方向，所以螺線管內(nèi)部磁感線由b。根據(jù)安培定則可判斷出電流由電源的c端流出，d端流入，故電源c端為正極，d端為負(fù)極。答案：c為正極 d為負(fù)極誤區(qū)警示：不要錯(cuò)誤地認(rèn)為螺線管b端吸引小磁針的 N極就相當(dāng)于條形磁鐵的 S極，關(guān)鍵要分清螺線管內(nèi)、外部磁感線的方向。15、關(guān)于磁通量

33、的下列說(shuō)法，正確的是()A .磁通量是反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量B .某一面積上的磁通量是表示穿過(guò)此面積的磁感線的總條數(shù)C .在磁場(chǎng)中所取的面積越大，該面上磁通量越大D .穿過(guò)任何圭寸閉曲面的磁通量一定為零解析：磁通量是磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積 S的乘積，即=BS，亦表示穿過(guò)磁場(chǎng)中某面積 S的磁感線的總條數(shù)，只有大小，沒(méi)有方向，是標(biāo)量。由此可知選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。磁通量的大小由 B、S共同決定，所以面積大，不一定大，由此可知選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由于磁感線是閉合曲線，所以只要有磁感線穿入封閉曲面，如一個(gè)球面，則該磁感線必從該曲面穿出，由此可知選項(xiàng)D正確。答案：BD誤區(qū)警示：在該題中誤選 A是因

34、為沒(méi)有理解磁通量是標(biāo)量，它的大小反映穿過(guò)某一面積的磁感線條數(shù)，而在單位 面積上穿過(guò)的磁感線條數(shù)的多少才表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱；如果只注意決定磁通量大小因素之一的面積，忽視另外因素，如磁 感應(yīng)強(qiáng)度及磁場(chǎng)方向和面積間的夾角，將會(huì)誤選C。16、如圖所示線圈平面與水平方向成匸角，磁感線豎直向下，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈面積為S,則穿過(guò)線圈的磁通量= 。I解析：線圈平面abed與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B方向不垂直，不能直接用 =BS計(jì)算，處理時(shí)可以用不同的方法。 方法一：把S投影到與B垂直的方向，即水平方向，如圖中 二 '，丄：',故'了 一：丄：方法二：把B分解為平行于線圈平面的分量和垂直于線圈平面

35、的分量丄'丄,顯然，不穿過(guò)線圈，且_ 廠'，故衛(wèi)= J： 1 '。答案.-1- U-二總結(jié)升華：在應(yīng)用=BS計(jì)算磁通量時(shí)，要特別注意B丄S這個(gè)條件，根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的方法。17、如圖所示，一金屬直桿 MN 紙面向外運(yùn)動(dòng)，可以（）A 將a、e端接在電源正極,B 將b、d端接在電源正極,C 將a、d端接在電源正極,兩端接有導(dǎo)線，懸掛于線圈上方,b、d端接在電源負(fù)極a、e端接在電源負(fù)極b、e端接在電源負(fù)極MN與線圈軸線均處于豎直平面內(nèi)，為使MN垂直D .將a、e端接在交流電源的一端，b、d端接在交流電源的另一端MN垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)，把直桿所在處的X賈"叭X XX

36、 X X X解析：本題主要考查兩個(gè)方面知識(shí)：電流的磁場(chǎng)和左手定則。要求直桿磁場(chǎng)方向和直桿中電流畫(huà)出來(lái)，得A、B正確。若使a、e兩端（或b、d兩端）的電勢(shì)相對(duì)于另一端 b、d （或a、e）的電勢(shì)的高低做同步變化，線圈磁場(chǎng)與電流方向的關(guān)系跟上述兩種情況一樣，故D也正確。答案：ABD總結(jié)升華：安培定則、左手定則往往同時(shí)應(yīng)用。應(yīng)特別注意，安培定則是判斷電流的磁場(chǎng)方向，又稱右手螺旋定 則，而左手定則是用左手判斷電流的受力情況的。18、如圖所示，導(dǎo)線 abe為垂直折線，其中電流為I, ab=be=L ,導(dǎo)線所在的平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,求導(dǎo)線abe所受安培力的大小和方向。解析：方法一

37、：ab段所受的安培力大小 Fab=BIL，方向向右，be段所受的安培力大小 Fbc=BIL，方向向上，所以該導(dǎo)線所受安培力為這兩個(gè)力的合力，如圖所示,'- ' '',方向沿/ abc的角平分線向上。方法二：abc受安培力等效于ac （通有c的電流I）所受的安培力，即 F=BI 廠L,方向同樣由等效電流 ac判 斷為在紙面內(nèi)垂直于 ac斜向上。答案：幾一-方向沿/ abc的角平分線向上總結(jié)升華：對(duì)安培力公式 一匸二王化二&的正確理解是分析本題的關(guān)鍵。本題中既可分段求解，然后求合力，又可 采用等效方法直接求解。兩種方法比較，第二種較簡(jiǎn)單、直觀。19、質(zhì)量為m

38、=0.02 kg的通電細(xì)桿ab置于傾角為匸一亠 的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度d=0.2 m,桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.4，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖所示?，F(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭，試求出為使桿 ab靜止不動(dòng)，通過(guò)ab桿的電流范圍為多少？毘十比一腮g 創(chuàng) 11日二0- wag cos 4- 0解析：桿ab中的電流為a到b,所受的安培力方向平行于導(dǎo)軌向上。當(dāng)電流較大時(shí)，導(dǎo)體有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所 受靜摩擦力向下；當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大時(shí)，磁場(chǎng)力為最大值F1,此時(shí)通過(guò)ab的電流最大為Imax;同理，當(dāng)電流最小時(shí)，應(yīng)該是導(dǎo)體受向上的靜摩擦力，此時(shí)的安培力為F2,電

39、流為Imin。正確地畫(huà)出兩種情況下的受力圖，由平衡條件列方程求解。根據(jù)第一幅受力圖列式如下:鞏一旳gwinB 島=0= 0解上述方程得：lmax=0.46 A。根據(jù)第二幅受力圖，得：解上述方程得：Imin=0.14 A。答案：0.14 A W IW 0.46 A總結(jié)升華：(1) 必須先將立體圖轉(zhuǎn)換為平面圖，然后對(duì)物體進(jìn)行受力分析，要注意安培力方向的確定。最后根據(jù)平衡條件或 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)列出方程。(2) 注意靜摩擦力可以有不同的方向，因而求解結(jié)果是一個(gè)范圍。八、洛倫茲力運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力叫做洛倫茲力。1 洛倫茲力與安培力的關(guān)系(1) 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀解釋

40、。電流是帶電粒子定向運(yùn)動(dòng)形成的，通電導(dǎo)線 在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力(安培力)的作用，提示了帶電粒子的定向運(yùn)動(dòng)的電荷數(shù)。F七-(2) 大小關(guān)系：，式中的N是導(dǎo)體中的定向運(yùn)動(dòng)的電荷數(shù)。2. 洛倫茲力的方向左手定則伸開(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)，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向正 電荷運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向。負(fù)電荷受力的方向與正電荷 受力的方向相反。3. 洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小用公式'/"' - 1來(lái)計(jì)算，其中為電荷速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角。(1) 當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直

41、時(shí)：F=qvB ;(2) 當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行時(shí)：F=0;(3) 當(dāng)電荷在磁場(chǎng)中靜止時(shí)：F=0。4. 洛倫茲力公式 F=qvB的另一種推導(dǎo)設(shè)導(dǎo)體內(nèi)單位長(zhǎng)度上自由電荷數(shù)為n,自由電荷的電荷量為q,定向移動(dòng)的速度為 v,設(shè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)線中的自由電荷在t時(shí)間內(nèi)全部通過(guò)截面 A，如圖所示，設(shè)通過(guò)的電荷量為Q,有Q=nqL=nq vt。安培力可以看作是作用在每個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷上的洛倫茲力的合力，這段導(dǎo)線中含有的運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)目為nL,所以洛倫茲I 又因?yàn)?，?。5洛倫茲力的方向(1) 洛倫茲力的方向可由左手定則判定，決定洛倫茲力方向的因素有三個(gè)：電荷的電性(正、負(fù))、速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。

42、當(dāng)電荷一定即電性一定時(shí)，其他兩個(gè)因素中，如果只讓一 個(gè)因素的方向相反，則洛倫茲力方向必定相反；如果同時(shí)讓兩個(gè)因素的方向相反，則洛倫茲力方向?qū)⒉蛔儭?2) 在電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，由左手定則可知，洛倫茲力的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直，即洛倫茲力垂直于v和B兩者決定的平面。(3) 電荷運(yùn)動(dòng)的方向 v和B不一定垂直，但洛倫茲力一定垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和速度v的方向。6 應(yīng)用洛倫茲力公式應(yīng)注意的問(wèn)題(1) 公式F=qvB僅適用于v丄B的情況，式中的 v是電荷相對(duì)于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度。(2) 當(dāng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向相同或相反，即v與B平行時(shí)，由實(shí)驗(yàn)可知，F(xiàn)=0。所以只有當(dāng)v與B

43、不平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷才受洛倫茲力。當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向夾角為丁時(shí)，電荷所受洛倫茲力的計(jì)算公式為：F=Bqvsi。(3) 當(dāng)v=0時(shí)，F(xiàn)=0。即磁場(chǎng)對(duì)靜止的電荷無(wú)作用力，磁場(chǎng)只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力。這與電場(chǎng)對(duì)其中的靜止電荷 或運(yùn)動(dòng)電荷總有電場(chǎng)力作用是不同的。7 洛倫茲力與安培力、電場(chǎng)力有何區(qū)別和聯(lián)系(1) 洛倫茲力與安培力的關(guān)系 洛倫茲力是單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動(dòng)的自由電荷受到的洛倫茲力的宏 觀表現(xiàn)； 盡管安培力是自由電荷定向移動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，但也不能認(rèn)為安培力就簡(jiǎn)單地等于所有定向移 動(dòng)電荷所受洛倫茲力的和，一般只有當(dāng)導(dǎo)體靜止時(shí)才能這樣認(rèn)為； 洛倫

44、茲力恒不做功，但安培力卻可以做功。可見(jiàn)安培力與洛倫茲力既有緊密相關(guān)、不可分割的聯(lián)系，也有顯著的區(qū)別。(2) 洛倫茲力與電場(chǎng)力的比較這兩種力是帶電粒子在兩種不同的場(chǎng)中受到的力，反映了磁場(chǎng)和電場(chǎng)都有力的性質(zhì)，但這兩種力的區(qū)別也是十分 明顯的。洛倫茲力電場(chǎng)力作用對(duì)象僅在運(yùn)動(dòng)電何的速度方向與 B不平行時(shí)，運(yùn) 動(dòng)電何才受到洛倫茲力帶電粒子只要處在電場(chǎng)中， 一疋受到電場(chǎng) 力大小、方向F=qvBsin日，方向與B垂直，與v垂直，用左手疋則判斷F=qE , F的方向與 E冋向或反向特點(diǎn)V洛倫茲力永不做功電場(chǎng)力可做正(或負(fù))功九、電視機(jī)顯像管的工作原理1 .構(gòu)造電視機(jī)顯像管由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈和熒光屏三部分組成，

45、如圖所示。2.原理陰極發(fā)射電子，經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)線圈(偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)和電子運(yùn)動(dòng)方向垂直)電子受洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)后的 電子打在熒光屏上，使熒光屏發(fā)光。3 掃描在電視機(jī)顯像管的偏轉(zhuǎn)區(qū)有兩對(duì)線圈，叫做偏轉(zhuǎn)線圈，偏轉(zhuǎn)線圈中通入大小、方向按一定規(guī)律變化的電流，分別 在豎直方向和水平方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其方向、強(qiáng)弱都在不斷地變化，因此電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)就像下圖那樣 不斷移動(dòng)，這種電視技術(shù)叫做掃描。4.工作過(guò)程，所以我電視機(jī)顯像管發(fā)射電子，在加速電場(chǎng)中被加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，電子束在熒光屏上掃描。 電子束從最上一行到最下一行掃描一遍，叫做一場(chǎng)，電視機(jī)中每秒要進(jìn)行50場(chǎng)掃描，加上人的“

46、視覺(jué)暫留”們感到整個(gè)熒光屏都在發(fā)光。十、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1運(yùn)動(dòng)軌跡帶電粒子(不計(jì)重力)以一定的速度v進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中：(1) 當(dāng)v/ B時(shí)，帶電粒子將做勻速直線運(yùn)動(dòng)；(2) 當(dāng)v丄B時(shí)，帶電粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；(3) 當(dāng)v與B的夾角為0(9* 0°, 90°, 180 °)時(shí)，帶電粒子將做等螺距的螺旋線運(yùn)動(dòng)。2 軌道半徑和周期(v丄B時(shí)) 如圖所示，帶電粒子以速度 荷量為q。v垂直磁場(chǎng)方向入射，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m,所帶的電(1)軌道半徑：由于洛倫茲力提供向心力，則有Vm 一，得到軌道半徑(2)周期：由軌道半徑與

47、周期之間的關(guān)系說(shuō)明：-可得周期r -由公式知，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，其軌道半徑跟運(yùn)動(dòng)速率成正比。要注重對(duì)軌道半徑的組合理解和變式理解，例如(P是帶電粒子的動(dòng)量,m-為比荷的倒數(shù))由公式-'Z知，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，周期跟軌道半徑和運(yùn)動(dòng)速率均無(wú)關(guān)，而與比十一、質(zhì)譜儀1質(zhì)譜儀的作用及工作過(guò)程質(zhì)譜儀是利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)控制電荷運(yùn)動(dòng)的精密儀器，它是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具。其結(jié)構(gòu)如甲圖所示，容器 A中含有電荷量相同而質(zhì)量有微小差別的帶電粒子。經(jīng)過(guò)S1和S2之間的電場(chǎng)加速，它們進(jìn)入磁場(chǎng)將沿著不同的半徑做圓周運(yùn)動(dòng)，打到照相底片的不同地方，在底片上形

48、成若干譜線狀的細(xì)條，叫做質(zhì)譜線，每一條譜 線對(duì)應(yīng)于一定的質(zhì)量。從譜線的位置可以知道圓周的半徑，如果再已知帶電粒子的電荷量，就可以算出它的質(zhì)量，這 種儀器叫做質(zhì)譜儀。+q、質(zhì)量為 m,兩板間電壓為U、粒子出電場(chǎng)后垂直進(jìn)入磁qU = r-。粒子出電場(chǎng)時(shí)，速度。在勻強(qiáng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得求出該粒子的比荷（電荷量與質(zhì)量之比）- 匚"。若粒子電荷量q也未知，通過(guò)質(zhì)譜儀可以十二、回旋加速器1 直線加速器（多級(jí)加速器）如圖所示，電荷量為 q的粒子經(jīng)過(guò)n級(jí)加速后，根據(jù)動(dòng)能定理獲得的動(dòng)能可以達(dá)到Ek=q（U1+U2+U3+Un）。這種多級(jí)加速器通常叫做直線加速器，目前已

49、經(jīng)建成的直線加速器有幾千米甚至幾十千米長(zhǎng)。各加速區(qū)的兩板之間用獨(dú) 立電源供電，所以粒子從 P2飛向P3、從P4飛向P5時(shí)不會(huì)減速。粒干I丨i I i IK二圾三圾只頸2.回旋加速器利用電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的加速作用和磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的偏轉(zhuǎn)作用來(lái)獲得高能粒子，這些過(guò)程在回旋加速器的核心部 件一一兩個(gè)D形盒和其間的窄縫內(nèi)完成，如圖所示。（1）磁場(chǎng)的作用：帶電粒子以某一速度垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，并在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期和速率、半徑均無(wú)關(guān)（昭），帶電粒子每次進(jìn)入 D形盒都運(yùn)動(dòng)相等的時(shí)間（半個(gè)周期）后平行電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)中加速。D形盒正對(duì)截面的勻（2） 電場(chǎng)的作用：回旋加速器的兩個(gè)D形盒之

50、間的窄縫區(qū)域存在周期性變化的并垂直于兩 強(qiáng)電場(chǎng)，帶電粒子經(jīng)過(guò)該區(qū)域時(shí)被加速。（3）交變電壓：為了保證帶電粒子每次經(jīng)過(guò)窄縫時(shí)都被加速，使之能量不斷提高，須在窄縫兩側(cè)加上跟帶電粒子 在D形盒中運(yùn)動(dòng)周期相同的交變電壓。v =,得 1,若D形盒的半徑為R,（4）帶電粒子的最終能量當(dāng)帶電粒子的速度最大時(shí)，其運(yùn)動(dòng)半徑也最大，由牛頓第二定律' 則r=R，帶電粒子的最終動(dòng)能說(shuō)明：由上式可以看出，要使粒子射出的動(dòng)能Ekm增大，就要使磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及D形盒的半徑R增大,而與加速電壓 U的大小無(wú)關(guān)（U豐0）?！綟T20、質(zhì)子（-）和門(mén)粒子（'）從靜止開(kāi)始經(jīng)相同的電勢(shì)差加速后垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)

51、做圓周運(yùn)動(dòng)，則這兩個(gè)粒子的動(dòng)能之比 Ek1 : Ek2=，軌道半徑之比r1 : r2=，周期之比T1 : T2=思路點(diǎn)撥：本題考查了帶電粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。解析：粒子在電場(chǎng)中加速時(shí)，只有電場(chǎng)力做功，由動(dòng)能定理得qU = -mv7 2故 Ek1 : Ek2= (q1U):(q2U) =q1 : q2=1O的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，貝U'又由牛頓第二定律，粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為271m粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期答案：1 : 21 :'：1 : 2總結(jié)升華：理解粒子的動(dòng)能與電場(chǎng)力做功之間的關(guān)系，掌握粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期公式 是解決此題的關(guān)鍵。2

52、1、一個(gè)負(fù)離子，質(zhì)量為 m,電荷量大小為 q,以速率v垂直于屏S經(jīng)過(guò)小孔0射入存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)的真空室中，如 圖甲所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的方向與離子的運(yùn)動(dòng)方向垂直，并垂直于圖中紙面向里。(1)求離子進(jìn)入磁場(chǎng)后到達(dá)屏 S上時(shí)的位置與 0點(diǎn)的距離。(2) 如果離子進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)位置 P，證明：直線 0P與離子入射方向之間的夾角解析:(1)離子的初速度與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直，在洛倫茲力作用下，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)圓半徑為r，則據(jù)牛頓第二定律可得:= mr尸，解得如圖乙所示，離子回到屏S上的位置A與0點(diǎn)的距離為：A0=2r，所以-。(2)當(dāng)離子到位置P時(shí)，圓心角:22如圖所示，一束電子(電荷量為 方

53、向與電子原來(lái)入射方向的夾角為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)速度30°，則電子的質(zhì)量是 ，穿入磁場(chǎng)的時(shí)間是 解析：電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，只受洛倫茲力作用，故其軌跡是圓弧的一部分，又因?yàn)镕洛丄v,故圓心在電子穿入和穿出磁場(chǎng)時(shí)受到洛倫茲力方向的交點(diǎn)上，如圖中0點(diǎn)。由幾何知識(shí)可知，；二 所對(duì)圓心角匕-, OB為半徑r。r=d/ sin30° =2 d,又由 r=mv / Be 得m=2dBe / v。由于匚-所對(duì)圓心角是30。，因此穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間，由于，故12答案：二匸j.總結(jié)升華：對(duì)帶電粒子的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的求解，關(guān)鍵是畫(huà)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡，

54、利用幾何知識(shí)找出圓心及相應(yīng) 的半徑，從而找到圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角。23 一磁場(chǎng)寬度為L(zhǎng) ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,如圖所示，一電荷質(zhì)量為 m，帶電荷量為一q，不計(jì)重力，以一速度（方向如圖） 射入磁場(chǎng)。若不使其從右邊界飛出，則電荷的速度應(yīng)為多大？思路點(diǎn)撥：這是一道帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的極值問(wèn)題。若要粒子不從左邊界飛出，則當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)，半徑 最大，此時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，即軌跡恰好和右邊界相切。解析：由幾何關(guān)系可求得最大半徑r，即"一丄.所以由牛頓第二定律得 Bqv=mv2 / r 。所以,_ Sqr _ BqL幡嗨（1 + cos刃答案:0<v<EqL戰(zhàn)（1+GOW幼總結(jié)升華：解答此類問(wèn)題的關(guān)鍵是畫(huà)出粒子的軌跡，定出圓心，并根據(jù)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的初始條件和射出條件找到極值（邊界）條件。確定半徑時(shí)要用到幾何知識(shí)，且根據(jù)邊角關(guān)系來(lái)確定。24、如圖甲所示，在 x軸的上方（y0）存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。在原點(diǎn)O有一個(gè)離子源向x軸上方的各個(gè)方向發(fā)射出質(zhì)量為m,電荷量為q的正離子，速率都為v，對(duì)那些在xy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的離子，在磁場(chǎng)中可能到達(dá)的最大值為x=, y=。2Ry*V 1 p甲