內容要求磁場、磁感應強度、磁感線Ⅰ通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向Ⅰ安培力、安培力的方向Ⅰ勻強磁場中的安培力Ⅱ洛倫茲力、洛倫茲力的方向Ⅰ洛倫茲力的公式Ⅱ帶電粒子在勻強磁場中的運動Ⅱ質譜儀和回旋加速器Ⅰ由上表對近幾年高考試題分析不難看出，帶電粒子在磁場運動以及復合場問題綜合性較強，覆蓋考點較多，在現今的理綜試題中是一個熱點，因此在今后的高考無論是物理單科還是綜合考試，與洛倫茲力、電場力、重力有關的力電綜合題型為考試內容的出題的幾率都會很高，且以大型綜合題為主．高考命題中，采用本章的基礎知識與科學技術成果相結合，物理模型與生產生活實際相結合，是近年來命題的新思路．磁場這一章在電磁學乃至整個高中物理階段都占據著相當重要的地位，它是學好下一章電磁感應的基礎，在復習本章時要注意以下問題．1．重視并加強對基本概念、基本規(guī)律的學習，在學習中要注意與電場進行類比學習、類比記憶．同時更應該注意它們之間的區(qū)別．2．注意總結、歸納a．全章學完之后，要在頭腦中建立起來基本知識框架，形成網絡，最好自己先獨立完成全章的基礎知識歸納．b.歸納題型、總結解題方法．本章的題目很多，但如果透過現象看本質，好多題實質是一樣的，屬于一類題，如果我們總結出解決這類題的解題方法，再適當地加以強化訓練，一定會取得較好的效果，但開始一定要按總結出的方法一步一步地進行，熟練之后才可靈活應用，切不可操之過急，我們把這個過程叫作“先死而后活”，全章學完之后頭腦里裝的不是一個一個的題而是若干個題型的解題方法．課時1磁場及其對電流的作用知識點一磁場——知識回顧——1．磁場的基本特點磁場對放入其中的磁體、電流和運動電荷有

的作用．2．磁場的方向在磁場中的任一點，小磁針的

受力的方向，亦即小磁針靜止時

所指的方向，就是那一點的磁場方向．磁場力N極N極3．磁感線的特點磁感線是為形象地描述磁場的強弱和方向而引入的一系列假想的曲線，是一種理想化的模型．它有以下特點：(1)磁感線某點切線方向表示該點的磁場方向，磁感線的

，表示磁場的強弱．(2)磁感線是

的，外部N→S，內部S→N.(3)任意兩條磁感線不相交．疏密閉合4．幾種典型磁場(1)條形磁體和蹄形磁體的磁場(如圖1)：圖1(2)直線電流的磁場：無磁極，非勻強，距導線越遠處磁場

，畫法如圖2所示．圖2越弱(3)環(huán)形形電流流的磁磁場：：兩側側是N極和S極，離離圓環(huán)環(huán)中心心越遠遠，磁磁場，畫法法如圖圖3所所示．．圖3越弱(4)通電電螺線線管的的磁場場：兩兩端分分別是是N極和S極，管管內是是磁場，，磁感感線方方向由由S極指向向N極，管管外為為磁場，，磁感感線由由N極指向向S極，畫畫法如如圖4所示示．圖4越弱非勻強強5．安安培定定則(1)直線線電流流和環(huán)環(huán)形電電流及及通電電螺線線管的的磁場場磁感感線的的方向向可(2)對于通電直導線，可用

握住導線，大拇指指向

方向，彎曲的四指指向

的方向．(3)對于環(huán)形電流和通電螺線管，則用彎曲的四指指向

環(huán)繞的方向，右手大拇指指向螺線管

的磁感線的方向．安培右手電流磁感線環(huán)繞繞電流軸線上——要點深深化——磁感線和電電場線比較較磁感線電場線相似點引入目的都是為了形象描述場而引入的假想線，實際不存在疏密都能定性描述場的強弱切線方向都是表示該點場的方向相交不能相交(電場中無電荷空間不相交)不同點閉合曲線，外部N→S，內部S→N起始于正電荷，終止于負電荷特別提醒沒有畫出磁磁感線或電電場線的地地方并不表表示那里沒沒有磁場或或電場存在在．—基礎自測測——如圖5所示示，放在通通電螺線管管內部中間間處的小磁磁針，靜止止時N極指向右，，試判斷電電源的正負負極．圖5解析：小磁針N極的指向即即為該處的的磁場方向向，所以螺螺線管內部部磁感線由由a→b.根據安培培定則可判判斷出電流流由電源的的c端流出，d端流入，故故c端為正極，，d端為負極．．答案：c端為正極，，d端為負極知識點二磁感應強度度——知識回回顧——1．磁感應應強度(1)定義義：在磁場場中垂直磁磁場方向的的通電導線線，受到的(2)表達式：B＝

.(3)矢量性：方向為該點的磁場方向，即通過該點的磁感線的切線方向．(4)單位：特斯拉(T)．2．勻強磁磁場(2)特點①勻強磁場中的磁感線是疏密程度相同的、方向相同的平行直線．②距離很近的兩個異名磁極之間的磁場和通電螺線管內部的磁場(邊緣部分除外)，都可以認為是勻強磁場．處處相等處處相同——要點深深化——磁感應強度度的理解1．磁感應應強度是由由比值法定定義的，磁磁場中某位位置的磁感感應強度的的大小及方方向是客觀觀存在的，，由磁場本本身的性質質決定，與與放入的直直導線的電電流I的大小、導導線的長短短即L的大小無關關，與通電電導線受到到的力也無無關，即便便不放入載載流導體，，它的磁感感應強度也也照樣存在在．因此不不能說B與F成正比，或或B與IL成反比．2．磁感應應強度B是矢量，遵遵守矢量分分解、合成成的平行四四邊形定則則．注意磁磁感應強度度的方向就就是該處的的磁場方向向，并不是是該處通電電導線的受受力方向．．——基礎自自測——關于磁感應應強度B，下列說法法中正確的的是()A．磁場中中某點B的大小，跟跟放在該點點的試探電電流元的情情況有關B．磁場中中某點B的方向，跟跟放在該點點的試探電電流元所受受磁場力方方向一致C．在磁場場中某點的的試探電流流元不受磁磁場力作用用時，該點點B值大小為零零D．在磁場場中磁感線線越密集的的地方，磁磁感應強度度越大答案：D知識點三磁場對電流流的作用力力——安培培力——知識回回顧——1．安培力力的方向(1)安培培力：通電電導線在磁磁場中受的的力．實驗驗表明安培培力的方向向與、都有關系．．(2)左手手定則：伸伸開左手磁場方向電流方向垂直電流的方向向拇指2．安培培力的大大小(1)當當磁場與與電流時，安培(2)當磁場與電流平行時，即磁場方向與電流方向相同或相反時，安培力為零．垂直特別提醒醒牢記安培培力的方方向既跟跟磁感應應強度方方向垂直直又跟電電流方向向垂直．．思考：閉閉合通電電線圈在在勻強磁磁場中所所受安培培力為多多少？任意形狀狀的閉合合線圈在在勻強磁磁場中所所受安培培力的矢矢量和為為零，但但不一定定會處于于靜止狀狀態(tài)．——要點點深化———1．應用用公式F＝BIL時應注意意哪些問問題？(1)B與L垂直；(2)式式中L是有效長長度．①彎曲導導線的有有效長度度L等于在垂垂直磁場場平面內內的投影影長度兩兩端點所所連直線線的長度度(如圖圖6所示示)，相相應的電電流方向向沿L由始端流流向末圖6②對于任任意形狀狀的閉合合線圈，，其有效效長度均均為零，，所以通通電后在在勻強磁磁場中受受到的安安培力的的矢量和和為零．．(3)B并非一定定是勻強強磁場，，但一定定是導線線所在處2．安培培力做功功的實質質——能能量的傳傳遞(1)安培力力做正功：是是將電源的能能量傳遞給通通電導線或轉轉化為導線的的動能或其他他形式的能．．(2)安培力力做負功：是是將其他形式式的能轉化為為電能，或儲儲存或再轉化化為其他形式式的能．——基礎自測測——(2010··上海高考)如圖，長為2l的直導線折成成邊長相等，，夾角為60°的V形，，并置于與其其所在平面相相垂直的勻強強磁場中，磁磁感應強度為為B.當在該導線線中通以電流流強度為I的電流時，該該V形通電導導線受到的安安培力大小為為()A．0B．0.5BIlC．BIlD．2BIl圖7解析：V形導線兩部部分的受力情情況如圖8所所示．其中F＝BIl，V形導線受受到的安培力力應為這兩個個力的合力，，大小為F合＝2Fcos60°°＝BIl，故C項正確確．答案：C圖8知識點四磁電式電流表表——知識回顧顧——1．基本組成成部分：磁鐵鐵和放在磁鐵鐵兩極之間的的．線圈2．工作原理理：如圖9所示，，磁場的方向向總沿著均勻輻射地分分布，在距軸軸線等距離處處的磁感應強強度的大小總總是的，保證B的大小不發(fā)生生變化，且安安培力的方向向與線圈垂直直．圖9徑向當電流通過線線圈時，導線線受到安培力力的作用，線線圈轉動，螺螺旋彈簧變形形，反抗線圈圈的轉動，電電流越大，安安培力就，螺旋彈簧的的形變也就．I與指針偏角θ成正比，表盤盤刻度(均勻、不均3．優(yōu)、缺點：優(yōu)點是

高，能測出很弱的電流；缺點是線圈的導線很細，允許通過的電流

．越大越大均勻靈敏度很弱——基礎自測測——關于磁電式電電流表內的磁磁鐵和鐵芯間間的矩形線圈圈與磁場的關關系，下列說說法中正確的的有()A．通電線圈旋轉的角度不同，它所在位置的磁感應強度大小也不同B．不管通電線圈轉到什么位置，它所在位置的磁感應強度大小都相等C．通電線圈旋轉的角度不同，它的平面與磁感線的夾角也不同D．不管通電線圈轉到什么位置，它的平面都與磁感線相平行答案：BD題型一安培定則的應應用及磁感應應強度的疊加加[例1]若若三根平行長長直導線中通通有大小相等等、方向相同同的電流，且且分別垂直地地通過一等邊邊三角形ABC的三個頂點(如圖10所所示)，每根根通電直導線線在三角形的的中心O處的磁感應強強度大小為________．圖10[解析]直流電流的磁磁場是以直線線電流為中心心的一組同心心圓，故中心心O點處三個直線線電流的磁場場方向如圖11所示，由由于對稱性，，它們互成120°角，，由于它們的的大小相等，，根據矢量合合成特點可知知它們的合矢矢量為零．[答案]零圖11題后反思空間中磁場疊疊加，在某一一點的磁場方方向即該點的的磁感應強度度的方向只有有一個，即合合磁場方向，，應用平行四四邊形定則來來求．變式1—1兩兩根通電的的長直導線平平行放置，電電流分別為I1和I2，電流的方向向如圖12所所示，在與導導線垂直的平平面上有a、b、c、d四點，其中a、b在導線橫截面面連接的延長長線上，c、d在導線橫截面面連線的垂直直平分線上．．則導體中的的電流在這四四點產生的磁磁場的磁感應應強度可能為為零的是()A．a點B．．b點C．c點D．d點圖12解析：I1和I2的磁場方向分分別為逆時針針和順時針方方向，那么c、d兩點的磁場方方向不可能相相反，由c、d兩點的磁感應應強度不可能能為零，故C、D錯誤．．當I1大于I2時，b點的磁感應強強度可能為零零；I1小于I2時，a點的磁感應強強度可能為零零，選項A、、B正確．答案：AB題型二安培力作用下下導體的運動動問題[例2]如如圖13甲所所示，導線ab固定，導線cd與ab垂直且與ab相隔一段距離離，cd可以自由移動動，試分析cd的運運動動情情況況．．圖13[分分析析]cd如何何運運動動取取決決于于ab導體體產產生生的的磁磁場場對對cd的安安培培力力方方向向，，所所以以弄弄清清ab形成成的的磁磁場場的的分分布布情情況況是是解解題題的的關關鍵鍵．．[解解析析]首先先分分析析固固定定導導線線ab的磁磁感感線線的的分分布布情情況況，，如如圖圖13乙乙所所示示(用用安安培培定定則則)，，然然后后再再用用左左手手定定則則分分析析cd導線線在在磁磁場場中中的的受受力力方方向向，，可可以以發(fā)發(fā)現[答案]

cd導線順時針轉動的同時向ab導線平移．題后后反反思思判斷斷通通電電導導線線或或線線圈圈在在安安培培力力作作用用下下的的運運動動方方向向問問題題，，可可根根據據問問題題的的需需要要靈靈活活選選用用直直線線電電流流元元分分析析法法、、特特殊殊位位置置分分析析法法等等方方法法．．變式式2——1如圖圖14所所示示，，把把一一重重力力不不計計的的通通電電直直導導線線水水平平放放在在蹄蹄形形磁磁鐵鐵兩兩極極的的正正上上方方，，導導線線可可以以自自由由轉轉動動，，當當導導線線通通入入圖圖示示方方向向電電流流I時，，導導線線的的運運動動情情況況是是(從從上上往往下下看看)()A．．順順時時針針方方向向轉轉動動，，同同時時下下降降B．．順順時時針針方方向向轉轉動動，，同同時時上上升升C．．逆逆時時針針方方向向轉轉動動，，同同時時下下降降D．．逆逆時時針針方方向向轉轉動動，，同同時時上上升升圖14解析析：：首先先用用電電流流元元法法：：把把直直線線電電流流等等效效為為AO′、、O′O、OB三段段(O′O段極極短短)電電流流元元，，由由于于O′O段電電流流方方向向與與該該處處磁磁場場方方向向相相反反，，所所以以不不受受安安培培力力作作用用；；AO′段段電電流流元元所所在在處處的的磁磁場場方方向向傾傾斜斜向向上上，，根根據據左左手手定定則則可可知知其其所所受受安安培培力力方方向向垂垂直直于于紙紙面面向向外外；；OB段電電流流元元所所在在處處的的磁磁場場方方向向傾傾斜斜向向下下，，同同理理可可知知其其所所受受安安培培力力方方向向垂垂直直紙紙面面向向里里．．綜綜上上可可知知導導線線將將順順時時針針轉轉動動(俯俯視視)．．然后后應應用用特特殊殊位位置置法法：：把把導導線線轉轉過過90°°的的特特殊殊位位置置來來分分析析，，根根據據左左手手定定則則判判得得安安培培力力方方向向向向下下，，故故導導線線在在順順時時針針轉轉動動的的同同時時向向下下運運動動．．答案：A題型三安培力作作用下的的平衡問問題[例3]如圖圖15所所示，在在磁感應應強度B＝1.0T，，方向豎豎直向下下的勻強強磁場中中，有一一個與水水平面成成θ＝37°°角的導導電滑軌軌，滑軌軌上放置置一個可可自由移移動的金金屬桿ab.圖15已知接在在滑軌中中的電源源電動勢勢E＝12V，內內阻不計計．ab桿長L＝0.5m，，質量m＝0.2kg，桿與與滑軌間間的動摩摩擦因數數μ＝0.1，滑軌軌與ab桿的電阻阻忽略不不計．求求：要使使ab桿在滑軌軌上保持持靜止，，滑動變變阻器R的阻值在在什么范范圍內變變化？(g取10m/s2，sin37°°＝0.6)[解析]分析畫出出ab桿在恰好好不下滑滑和恰好好不上滑滑這兩種種情況下下的受力力分析，，如圖16所示示．圖16題后反思思(1)解解決有關關通電導導體在磁磁場中的的平衡問問題，關關鍵是受受力分析析，只不不過比純純力學中中的平衡衡問題要要多考慮慮一個安安培力．．(2)把把立體圖圖改畫成成平面圖圖，標明明方向(如B的方向、、I的方向等等)是畫畫好受力力分析圖圖的關鍵鍵．(3)由由于安培培力、電電流I、磁感應應強度B的方向之之間涉及及到三維維空間，，所以在在受力分分析時要要善于把把立體圖圖轉化成成平面圖圖．變式3——1水水平面上上有電阻阻不計的的U形導軌NMPQ，它們之之間的寬寬度為L，M和P之間接入入電動勢勢為E的電源(不計內內阻)．．現垂直直于導軌軌擱一根根質量為為m，電阻為為R的金屬棒棒ab，并加一一個范圍圍較大的的勻強磁磁場，磁磁感應強強度大小小為B，方向與與水平面面夾角為為θ且指向右右斜上方方，如圖圖17所所示，問問：圖17(1)當當ab棒靜止時時，受到到的支持持力和摩摩擦力各各為多少少？(2)若若B的大小和和方向均均能改變變，則要要使ab棒所受支支持力為為零，B的大小至至少為多多少？此此時B的方向如如何？解析：從b向a看側視圖圖如圖18所示示．(1)水水平方向向：F＝Fasinθ①豎直方向向：FN＋FAcosθ＝mg②圖181．(2009·全全國卷ⅠⅠ)如圖19，一段段導線abcd位于磁感感應強度度大小為為B的勻強磁磁場中，，且與磁磁場方向向(垂直直于紙面面向里)垂直．．線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流經導線的的電流為I，方向如圖中中箭頭所示．．導線段abcd所受到的磁場場的作用力的的合力()圖19答案：A圖202．為了培養(yǎng)小明明的觀察與思思考能力，一一天中午當物物理教師的爸爸爸和小明一一起利用手邊邊的器材：一一根松弛的導導體線圈、導導線、電池及及電鍵連接成成的電路如圖圖20所示．．試問當閉合合電鍵后，小小明將會觀察察到線圈發(fā)生生的現象是()A．縱向收縮縮，徑向膨脹脹 B．．縱向伸長，，徑向收縮C．縱向伸長長，徑向膨脹脹 D．．縱向收縮，，徑向收縮答案：A3．如圖21所示，有兩