1、【考綱下載】 1磁場、磁感應強度、磁感線 () 2磁通量 () 3通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向 () 4安培力、安培力的方向 () 5勻強磁場中的安培力 () 6洛倫茲力、洛倫茲力的方向 () 7洛倫茲力公式 () 8帶電粒子在勻強磁場中的運動 () 9質(zhì)譜儀和回旋加速器 (),【考情上線】 1縱觀近幾年高考，涉及本章知識點的題目年年都有，考查次數(shù) 最多的是與洛倫茲力有關的帶電粒子在勻強磁場或復合場中的 運動，其次是與安培力有關的通電導體在磁場中的加速或平衡 問題 2本章知識常與電場、恒定電流以及電磁感應、交變電流等章節(jié) 知識廣泛聯(lián)系綜合考查，是高考的熱點 3本章知識與生產(chǎn)、生活、現(xiàn)代科

2、技聯(lián)系密切，如質(zhì)譜儀、回旋 加速器、粒子速度選擇器、等離子體發(fā)電機、電磁流量計等高 科技儀器的理解及應用相聯(lián)系，在復習中應做到有的放矢,一、磁場及其描述 1定義：磁場是磁體、電流周圍存在的一種特殊物質(zhì) 2方向：磁場中任一點小磁針N極所受 的方向 為該點的磁場方向 3磁場的基本性質(zhì)：磁場對放入其中的磁體、電流和運 動電荷都有磁場力的作用,磁場力,磁場強弱,靜止,特斯拉,5磁感線：在磁場中人為地畫出一系列曲線，使曲線 上每一點的切線方向都跟這點的 的方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線磁感線的疏密程度表示磁場的 ,磁感應強度,強弱,二、幾種常見的磁場 1條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(如圖811),圖811

3、,2地磁場 地球的磁場與條形磁鐵的磁場相似，其主要特點有三個： (1)地磁場的 在地理南極附近， 在地理北極附近 (2)地磁場B的水平分量(Bx)總是從地理 指向 ；而豎 直分量(By)則南、北半球相反，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，磁場強弱 相同，且方向水平向北,N極,S極,南極,北極,3幾種電流周圍的磁場分布,越弱,越弱,4勻強磁場 (1)定義： 處處相同的磁場 (2)磁感線特點：勻強磁場的磁感線為間隔相同的平行直線， 如圖812所示,強弱、方向,圖812,(3)常見例子： 距離很近的兩個異名磁極之間的磁場(邊緣部分除外) 相隔

4、一定距離的兩個平行放置的通電線圈中間區(qū)域的磁場 5磁通量 (1)公式： . (2)單位：韋伯(韋)，符號：Wb,1 Wb1 Tm2. (3)適用條件：勻強磁場； S是垂直磁場并在磁場中的有效面積,BS,圖813,三、安培力的大小和方向 1安培力的大小 如圖813所示： (1)F . (2)磁場和電流垂直時：F . (3)磁場和電流平行時：F0.,BILsin,BIL,2安培力的方向 (1)用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂 直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)讓磁感線從掌心進入，并使四指指向 的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受 的方向 (2)安培力的方向特點：FB，F(xiàn)I

5、，即F垂直于 決定 的平面,電流,安培力,B、I,安培力的方向垂直于磁感應強度B和電流I所決定的平面，但磁感應強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 如圖814所示，磁場的方向總 沿著 均勻輻射地分布，在 距軸線等距離處的磁感應強度的大 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圈垂直 圖814,線圈,半徑方向,相等,當電流通過線圈時，導線受到安培力的作用，線圈轉動，螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉動，電流越大，安培力就 ，螺旋彈簧的形變也就 I與指針偏角成正比，表盤刻度均勻所以，從線圈偏轉的角度就能判斷通過電流的大小,越大,越大,

6、3優(yōu)、缺點：優(yōu)點是精確度高，能測出很弱的電流； 缺點是線圈的導線很細，允許通過的電流很弱,1下列關于磁感應強度大小的說法中正確的是 () A通電導線受磁場力大的地方磁感應強度一定大 B通導導線在磁感應強度大的地方受力一定大 C放在勻強磁場中各處的通電導線，受力大小和方向處 處相同 D磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線受 力的大小和方向無關,解析：因為磁場中某點的磁感應強度的大小和方向由磁場本身決定，與通電導線的受力及方向都無關，故A錯誤，D正確因為通電導線在磁場中受力的大小不僅與磁感應強度有關，而且與通電導線的取向有關，故B錯誤對C選項雖然勻強磁場中磁感應強度處處相等，但當導線在各個

7、位置的方向不同時，磁場力是不同的(導線與磁場垂直時受磁場力最大，與磁場平行時受磁場力為零)，而C中沒有說明導線在各個位置的取向是否相同，故C錯誤,答案：D,2(2011沈陽模擬)如圖815所示為一種利用電磁原 理制作的充氣泵的結構示意圖其工作原理類似打點計時器當電流從電磁鐵的接線柱a流入，吸引小磁鐵向下運動時，以下選項中正確的是 (),圖815,A電磁鐵的上端為N極，小磁鐵的下端也為N極 B電磁鐵的上端為S極，小磁鐵的下端也為S極 C電磁鐵的上端為N極，小磁鐵的下端為S極 D電磁鐵的上端為S極，小磁鐵的下端為N極,解析：當電流從a端流入電磁鐵時，據(jù)右手螺旋定則，判斷出電磁鐵的上端為S極，此時能

8、吸引小磁鐵向下運動，故說明小磁鐵的下端為N極故正確答案為D.,答案：D,3一根容易形變的彈性導線，兩端固定導線中通有電 流，方向如圖816中箭頭所示當沒有磁場時，導線呈直線狀態(tài)；當分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強磁場時，描述導線狀態(tài)的四個圖示中正確的是 (),圖816,解析：電流與磁場平行放置時不受磁場力，選項A錯誤；電流與磁場垂直放置時，由左手定則知選項D正確,答案：D,4如圖817，用兩根相同的細繩 水平懸掛一段均勻載流直導線MN， 電流I方向從M到N，繩子的拉力均 為F.為使F0，可能達到要求的方 法是 () 圖817 A加水平向右的磁場 B加水平向左的磁場 C加垂直

9、紙面向里的磁場 D加垂直紙面向外的磁場,解析：若F0，則F安mg0，故安培力方向必豎直向上，由左手定則知磁場方向為垂直紙面向里，故C正確,答案：C,5如圖818所示，PQ和MN為 水平、平行放置的金屬導軌， 相距1 m，導體棒ab跨放在導軌 上，棒的質(zhì)量為m0.2 kg，棒的 中點用細繩經(jīng)滑輪與物體相連， 圖818 物體的質(zhì)量M0.3 kg，棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為0.5，勻強磁場的磁感應強度B2 T，方向豎直向下，為了使物體勻速上升，應在棒中通入多大的電流？方向如何？(g10 m/s2),解析：導體棒ab受力如右圖所示，由平衡條件： FNmg BILFfMg0 又FfFN 聯(lián)立得I2 A，

10、由左手定則知電流方向由ab.,答案：2 Aab,對磁感應強度的理解,4磁感應強度B與電場強度E的比較,關鍵一點 (1)電場強度的方向和電荷受力方向相同或相反，而磁感應 強度的方向和電流元受力方向垂直 (2)電荷在電場中一定受靜電力作用，而電流在磁場中不一 定受安培力,如圖819所示，在a、 b、c三處垂直于紙面放置三根長直通 電導線，電流大小相等，a、b、c是等 圖 819 邊三角形的三個頂點，a處電流在三角形中心O點產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小為B，求O處的磁感應強度,思路點撥首先求出a、b、c三根導線電流在O處各自形成的磁場的磁感應強度的大小和方向，然后利用平行四邊形定則進行合成,解析由于O

11、aObOc，所以在各 電流等大的前提下，各處的電流在O點 的磁感應強度大小也都為B，根據(jù)安培 定則，各電流在O處的磁感應強度應垂 直于各點和O的連線，如圖所示，由圖中幾何關系知Ba與Bb夾角為120，所以根據(jù)平行四邊形定則，a、b在O處的合磁感應強度為B，方向水平向右，所以O處的總磁感應強度大小為2B，方向平行ab連線向右,答案2B，方向平行ab連線向右,在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應分清“因”和“果”在判定直線電流的磁場方向時，大拇指指“原因”電流方向，四指指“結果”磁場繞向；在判定環(huán)形電流的磁場方向時，四指指“原因”電流繞向，大拇指指“結果”環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向.,學

12、 之 用 1在北京地區(qū)進行如下實驗：一個可以在水平面內(nèi)自由 轉動的小磁針，在地磁場作用下保持靜止，一根直導線位于小磁針的北方，豎直放置，且通有豎直向上的電流，已知地磁場的水平分量為B1，長直導線的電流形成的磁場在小磁針處的磁感應強度為B0，則小磁針的N極將 (),答案：D,對磁通量的理解,師 之 說 1BS的含義 BS只適用于磁感應強度B與面積S垂直的情況當S與垂直于B的平面間的夾角為時，則有BScos.可理解為B(Scos)，即等于B與S在垂直于B方向上分量的乘積；也可理解為(Bcos)S，即等于B在垂直于S方向上的分量與S的乘積如圖8110甲所示,圖8110,2面積S的含義 S不一定是某個

13、線圈的真正面積，而是線圈在磁場范圍內(nèi)的面積如圖8110乙所示，S應為線圈面積的一半 3多匝線圈的磁通量 多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關，因為不論線圈匝數(shù)多少，穿過線圈的磁感線條數(shù)相同，而磁感線條數(shù)可表示磁通量的大小,4合磁通量求法 若某個平面內(nèi)有不同方向和強弱的磁場共同存在，當計算穿過這個面的磁通量時，先規(guī)定某個方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負，平面內(nèi)各個方向的磁通量的代數(shù)和等于這個平面內(nèi)的合磁通量,關鍵一點 (1)磁通量是標量，其正、負值僅表示磁感線是正向還是反 向穿過線圈平面 (2)同一線圈平面，如果正向穿過平面的磁感線條數(shù)與反向 穿過平面的條數(shù)一樣多，則0.,如圖8111所示，

14、邊 長為100 cm的正方形閉合線圈置于 勻強磁場中，線圈ab、cd兩邊中點 連線OO的左右兩側分別存在方向 圖8111 相同、磁感應強度大小各為B10.6 T，B20.40 T的勻強磁場，若從上往下看，線圈逆時針方向轉過37時，穿過線圈的磁通量改變了多少？線圈從初始位置轉過180時，穿過線圈平面的磁通量改變了多少？,思路點撥根據(jù)磁通量的定義，分別求出轉動前后通過線圈abcd的磁通量，再求出磁通量的改變量,答案0.1 Wb1.0 Wb,求解磁通量時，當B與S不垂直時，可用兩個方法求合磁通量：一是分解B，用垂直于S的分量B求；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BS投影

15、求.,學 之 用 2如圖8112所示，有兩個同心放 置且共面的金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿 過圓心且與兩環(huán)面垂直，比較通過 兩環(huán)的磁通量a、b，則 () 圖 8112 Aab Bab Cab D不能確定,解析：由于磁感線是閉合曲線，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，且在磁體外部的磁感線分布在磁體的周圍較大的空間又由于穿過圓環(huán)a、b的磁通量均為內(nèi)外，因此線圈面積越大，磁感線抵消得越多，合磁通量越小，故b環(huán)的磁通量較小A項正確,答案：A,安培力作用下通電導體運動方向的判定,師之說 1基本思路 判定通電導體在安培力作用下的運動或運動趨勢，首先必須弄清楚導體所在位置的磁場磁感線分布情況，

16、然后利用左手定則準確判定導體的受力情況，進而確定導體的運動方向或運動趨勢的方向,2常用方法,關鍵一點 (1)在應用左手定則時，磁感線不一定垂直穿過手心，但四 指一定指向電流方向，大拇指一定要垂直于磁場方向和電流方向決定的平面 (2)某些導體在安培力作用下可能會出現(xiàn)平動與轉動同時發(fā) 生的情況，這時就可以應用特殊位置法,如圖8113所示，把 一重力不計的通電直導線水平放在蹄 形磁鐵兩極的正上方，導線可以自由 轉動，當導線通入圖示方向電流I時， 導線的運動情況是(從上往下看)() 圖 8113 A順時針方向轉動，同時下降 B順時針方向轉動，同時上升 C逆時針方向轉動，同時下降 D逆時針方向轉動，同時

17、上升,思路點撥首先明確常見磁場的磁感線分布情況，然后取“電流元”，用左手定則判定其受力方向，特別注意電流旋轉后，有了垂直于紙面的分量而導致向下受力,解析(1)電流元法 如圖所示，把直線電流等效 為AO、OO、OB三段(O O段極短)電流元，由于OO 段電流方向與該處磁場方向平 行，所以不受安培力作用；AO 段電流元所在處的磁場方向傾斜向上，根據(jù)左手定則可知其所受安培力方向垂直于紙面向外；OB段電流元所在處的磁場方向傾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直于紙面向里綜上可知導線將以OO段為軸順時針轉動(俯視),(2)特殊位置法 把導線轉過90的特殊位置來分析，根據(jù)左手定則判得 安培力方向向下，故導

18、線在順時針轉動的同時向下運動 綜上所述，選項A正確,答案A,判斷通電導線(或線圈)在安培力作用下的運動方向時，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，還可以應用“轉換研究對象法”，即假設導線固定不動，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動方向，再根據(jù)實際情況，將結論反過來即可.,學 之 用 3將一個質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細 線吊起來，在其附近放一條形磁 鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個 平面內(nèi)，且通過圓環(huán)中心，如圖 圖 8114 8114所示，當圓環(huán)中通以順時針方向的電流時，從上往下看 () A圓環(huán)順時針轉動，靠近磁鐵 B圓環(huán)順時針轉動，遠離

19、磁鐵 C圓環(huán)逆時針轉動，靠近磁鐵 D圓環(huán)逆時針轉動，遠離磁鐵,解析：該通電圓環(huán)相當于一個垂直于紙面的小磁針，N極在內(nèi)，S極在外，根據(jù)同極相互排斥，異極相互吸引，可得C項正確,答案：C,安培力的大小和做功情況分析,師 之 說 1安培力公式的說明 (1)可把安培力公式寫為FBsinIL(為B與I方向夾角)，即 相當于只有與L垂直的磁感應強度的分量對電流產(chǎn)生安 培力 (2)L是有效長度，即為在垂直磁感應強度方向的投影長 度,2通電導線在安培力作用下的平衡和加速運動 (1)確定研究對象，對研究對象進行受力分析 (2)畫出受力平面圖 (3)依據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程 3安培力做功的實質(zhì)：能量的轉化

20、 (1)安培力做正功：是將電源的電能轉化為導線的動能或轉 化為其他形式的能 (2)安培力做負功：是將其他形式的能轉化為電能后或儲存 或轉化為其他形式的能,關鍵一點 (1)對導線進行受力分析時，注意將三維立體圖轉變?yōu)槎S 平面圖畫受力圖 (2)通電導線在磁場中的平衡及加速運動問題的處理方法與 純力學問題一樣，無非是有安培力參與作用,思路點撥先根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流I，進而求出安培力當F安mgsin時，F(xiàn)f靜沿導軌向下，當F安mgsin時，F(xiàn)f靜沿導軌向上，最后由力的平衡條件列式求解,解析金屬棒受到四個力作用： 重力mg，垂直框面向上的支持力 FN，沿框面向上的安培力F安，沿 框面的靜摩擦力Ff靜金屬棒靜止在 框架上時，F(xiàn)f靜的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分兩種情況考慮