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学年高二物理课件：3.1《磁现象和磁场》（新人教版选修3-1）
学年高二物理课件：3.1《磁现象和磁场》（新人教版选修3-1）
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1．下列哪一位物理学家首先发现了电流的磁场(　　) A．牛顿　　 B．安培　　 C．洛伦兹　　 D．奥斯特 解析：发现了电流的磁场的科学家是奥斯特，故选D项． 答案：D 2．下列关于磁场的说法正确的是(　　) A．最基本性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质 C．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态 D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无 解析：磁场虽看不见、摸不着，但却是客观存在的，不是随人的意志为转移，它是一种特殊的物质形态，最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用． 答案：AC
3．磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是(　　) A．磁体的吸铁性 B．磁极间的相互作用规律 C．电荷间的相互作用规律 D．磁场具有方向性
解析：军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，由磁极间的相互作用就会使水雷中的小磁针发生转动，而发生爆炸，B选项正确． 答案：B
4．铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B，则(　　) A．A、B一定互相吸引 B．A、B一定互相排斥 C．A、B之间可能无磁场力的作用 D．A、B可能互相吸引，也可能互相排斥
解析：小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性的铁棒，故铁棒A可能有磁性，也可能没有磁性；铁棒B能排斥小磁针，说明铁棒B一定有磁性．若A无磁性，当A靠近B时，二者相互吸引．若A有磁性，则A、B两磁体都分别有北极和南极，当它们的同名磁极互相靠近时，互相排斥；当它们的异名磁极互相靠近时，互相吸引．这说明不论A有无磁性，它们之间总有磁场力的作用，故只有D项正确． 答案：D
5．物理实验都需要有一定的控制条件，奥斯特做电流磁效应实验时就应排除地磁场对实验的影响．下列关于奥斯特实验的说法中正确的是(　　) A．该实验必须在地球赤道上进行 B．通电直导线必须竖直放置 C．通电直导线应该水平东西方向放置 D．通电直导线可以水平南北方向放置
解析：地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，地磁场方向是由南向北的，小磁针在地磁场的作用下会自动指向北方，通电导线应该水平南北方向放置，这样小磁针在通电导线周围磁场的作用下指向东西方向，表明电流周围有磁场，通电导线不一定放置在地球赤道上，D选项正确． 答案：D 教材分析 本章是电磁学基础知识的重要部分，建立了磁场的概念，阐明了描述磁场的基本物理量，讨论了磁场对电流及运动电荷的作用规律，揭示了磁现象的电本质．这些都是进一步学习电磁感应、交变电流、电磁振荡和电磁波、原子物理等后续内容必不可少的重要基础，应引起充分的重视． 全章综合解说 本章中的永磁体的磁现象、电流的磁场、磁场对电流的作用等内容，在初中物理中已经初步学过，但本章教材不是初中教材的简单重复，而是在初中对磁现象的描述和定性讨论磁场对电流的作用规律的基础上，提高到定量研究磁场的特性、磁场对电流和运动电荷的作用规律以及认识磁现象的本质．在本章教学中要突出这种由现象到本质、由定性到定量的认识上的飞跃． 本章可分为三部分：第一部分(1～3节)学习磁场的相关知识；第二部分(第4节)研究磁场对电流的作用问题；第三部分(5～6节)探究磁场对运动电荷的作用，研究洛伦兹力在生活中的实际应用．
重点难点 本章重点：描述磁场特性的基本物理量——磁感应强度，表达磁场对电流和运动电荷作用规律的基本公式和基本定则——安培力公式、洛伦兹力公式和左手定则． 本章难点：磁感应强度的定义、洛伦兹力公式的导出、带电粒子在匀强磁场中的运动以及带电粒子在复合场中运动问题的分析方法等等，是教学中的难点，在教学中要十分注意讨论问题的逻辑和思想方法． 1．观察与实验是研究电磁学最基本的方法．物理学是一门以实验为基础的学科，研究电磁学现象同样也应该特别注意应用观察与实验的方法，一些磁现象看不见、摸不着，是难于直接观察出来的，我们可以通过磁场的一些效应来认识它．如何根据磁场所产生的各种效应来认识它，当然主要还是通过观察与实验．例如，磁铁可以吸引铁、钴、镍等物体；判断磁体的磁极及磁性的强弱；磁极之间的相互作用规律；铁制物体被磁化等等，都要通过观察与实验来实现．由于洛伦兹力与现代科技联系比较多，也可以利用互联网，多查资料帮助理解质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机、速度选择器的原理和应用． 学习方法指导 2．本章的学习可以通过与前面学过的电场类比从而更好地理解，例如磁场与电场类比，磁感应强度与电场强度类比，磁感线与电场线类比，安培力、洛伦兹力与电场力类比，联系电场知识和力学知识的综合性问题分析，通过这些问题的分析研究培养自己综合运用知识解决实际问题的能力． 3．本章内容由于安培力、洛伦兹力的方向与磁场、电流方向及电荷运动方向间存在着较复杂的空间方位关系，要求学生具有较强的空间想象能力及对物理过程和物理规律的综合分析能力，能看懂有关示意图，并能够借助几何图形进行物理、数学方面的推理和分析． 第1节　磁现象和磁场 1．了解电流的磁效应．了解电流磁效应的发现过程，体会奥斯特发现的重要意义． 2．知道磁场的基本特性．了解地球的磁场． 3．了解我国古代在磁现象方向的研究成果及其对人类文明的影响．关注磁现象在生活和生产中的应用．
要点一　磁现象 1．磁性：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性． 2．磁体：具有磁性的物体叫磁体．
3．磁极：磁体的各个部分磁性强弱不同，磁体上磁性最强的区域叫磁极． (1)两极：任何磁体都有两个磁极，一个叫南极(又称S极)，另一个叫北极(又称N极)． (2)磁极间的相互作用规律 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．磁极之间不相互接触也能发生力的作用，如图所示．
任何一个磁体都有两个磁极，无论怎样分割磁体，磁极总是成对出现，不存在磁单极．
要点二　电流的磁效应 1．奥斯特实验 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现：导线通电后，其下方与导线平行的小磁针发生偏转，如图所示．
2．奥斯特实验的意义：发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系． 3．电流的磁效应 通电导体的周围有磁场，即电流的周围有磁场，电流的磁场使放在导体周围的磁针发生偏转，磁场的方向跟电流的方向有关．这种现象叫做电流的磁效应．
奥斯特实验证明了电流周围产生磁场，本来是没有条件的，但实际实验时必须考虑地磁场的影响，让通电导线沿南北方向放置，磁场方向与地磁场方向尽量不一致，效果明显．
要点三　磁场 1．定义：存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质．磁极和磁极间、磁极和电流间、电流和电流间的作用都是通过磁场来传递的． 2．对磁场的理解 磁场的 存在 磁极的周围和电流的周围都存在磁场 磁场的 性质 对放入其中的磁体或通电导线产生力的作用 磁场的 客观性 磁场虽然不是由分子、原子组成的，但是它和常见的其他物体一样，是一种客观存在的物质 磁场的 方向性 磁场是有方向的．所谓磁场的方向就是小磁针在磁场中其北极受力的方向，即小磁针静止时其北极所指的方向
自然界有两种基本的物质形态：实物和场． (1)实物即具体的、有形的物质形态，由物质粒子组成． (2)场是物质的另一种存在形态，和实物一样也是一种客观存在物，具有质量、能量、动量等物质的基本属性．
要点四　地磁场 1．如图所示，地球的周围存在磁场，地球实际上就是一个巨大的磁体，它也有两个磁极，地磁南极和地磁北极． 2．地球的地理两极与地磁两极的位置关系：地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近． 3．磁偏角：磁场的南北两极与地理的南北两极不重合，我们把地轴与磁轴之间的夹角称为磁偏角．磁偏角的数值在地球上不同的地点是不同的，而且，地球的磁极在缓慢地移动，磁偏角也在缓慢地变化． 4．地磁场的分布和条形磁体磁场的分布近似；两极附近地磁场最强． 5．在地球赤道平面上，地磁场的方向都是由南向北且方向水平(平行于地面)；在地表，小磁针的南极指向地理南极，这就是我们通常所说的指南针．
地球上不同的地点地磁场的方向不同，水平分量由南指向北，竖直分量在南半球竖直向上，在北半球竖直向下，因此当涉及到地磁场方向的问题时，要注意明确在地球上的位置． 　　　　下列关于磁场的说法中，正确的是(　　) A．只有磁铁周围才存在磁场 B．磁场是假想的，不是客观存在的 C．磁场只有在磁极与磁极、磁极和通电导线发生作用时才产生 D．磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的
1 对磁场的理解
【解析】　磁铁和电流周围都有磁场，A错误；磁场是一种客观存在的物质，B、C错误；磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的，D正确． 【答案】　D
【方法总结】 所有的磁作用都是通过磁场发生的．磁场与电场一样，都是场物质．它不是以微粒形式存在的，而是以一种“场”的形式存在；虽然我们看不见它，也摸不着它，但我们可以通过一些方法和手段来感受到它的存在． 　　　　　　　　　　以下说法正确的是(　　) A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的 B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的 C．磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的 D．磁场和电场是同一种物质
变式训练 1-1
解析：电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极间，还是电流与电流间、磁极与电流间，都有相互作用的磁场力．磁场的基本性质是对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用；而电场最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其自身的特点．所以只有A正确． 答案：A 　　　　地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是(　　) A．①②④　　　　　 B．②③④ C．①⑤　 D．②③
对地磁场的理解 【解析】　地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其特点主要有： (1)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近． (2)地磁场的水平分量总是从地理南极指向北极，而竖直分量则南北相反，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，磁场的强度相等，且方向水平向北．故正确答案为D． 【答案】　D
【方法总结】 对地磁场理解的三大误区： (1)将地理南北极与地磁场的南北极混淆，误将地理南极(或北极)当做地磁场的南极(或北极)． (2)误认为地理两极与地磁场的两极重合．事实上，两者并不重合，地磁场的两极在地理两极的附近． (3)误认为地球上各点的磁场方向都是和地面平行的，事实上除赤道外，南北半球的磁场都有竖直分量． 　　　　　　　　　　王爷爷退休后迷上了信鸽比赛，他饲养的信鸽小雪通体雪白，血统优秀，多次在“放飞—返回”比赛中获第一名．不知道让多少人羡慕！王爷爷也很得意，为奖励小雪，王爷爷给它戴上一个非常漂亮的磁性头套．这样做对小雪在比赛中将(　　) A．不会影响它的导航 B．不利于它的导航 C．有助于它的导航 D．不能确定是否会影响它的导航 变式训练 2-1
解析：地球周围存在地磁场，信鸽靠磁场的方向来飞行，给信鸽戴上一个非常漂亮的磁性头套，磁铁产生的磁场干扰了信鸽的飞行方向，不利于它的导航，B选项正确． 答案：B
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＞＞＞有一通电金属导线在赤道上方，东西方向水平放置，电流方向向东，..
有一通电金属导线在赤道上方，东西方向水平放置，电流方向向东，它受到地磁场的作用力方向为（　　）A．向东B．向西C．向上D．向下
题型：单选题难度：中档来源：不详
地球磁场的南北极和地理的南北极相反，因此在赤道上方磁场方向从南指向北，依据左手定则可得安培力方向向上，故ABD错误，C正确．故选C．
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据魔方格专家权威分析，试题“有一通电金属导线在赤道上方，东西方向水平放置，电流方向向东，..”主要考查你对&&磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则，磁场，地磁场&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
现在没空？点击收藏，以后再看。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则磁场，地磁场
&安培力与洛伦兹力:
通电导线在安培力作用下运动方向的判定方法:
要判定通电导线在安培力作用下的运动，首先必须清楚导线所在位置磁场的分布情况，然后才能结合左手定则准确判定导线的受力情况，进而确定导线的运动方向。常用的方法如下： 1．电流元法 (1)同一磁场中的弯曲导线把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判定每段电流元受力的方向，然后判定整段导线所受合力的方向,从而确定导线的运动方向，如在图中，要判定导线框abcd的受力可将其分为四段来判定，若将导线框换作导线环时，可将其分为多段直线电流元。 (2)不同磁场区域中的直线电流当直导线处于不同的磁场区域中时，可根据导线本身所处的物理情景，将导线适当分段处理，如图甲中，要判定可自由运动的通电直导线AB在蹄形磁铁作用下的运动情况时，以蹄形磁铁的中轴线OO’为界，直导线在OO’两侧所处的磁场截然不同，则可将AB以OO’为分界点分为左右两段来判定。 2．特殊位置法因电流所受安培力的方向是垂直于电流和磁场所决定的平面的，虽然电流与磁场之间夹角不同时电流所受安培力大小不同，但所受安培力的方向是不变的 (要求电流从平行于磁场的位置转过的角度不超过 180。)。故可通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判定其所受安培力的方向，从而确定其运动方向。如在上图甲中，初始位置磁场在平行于电流方向上的分量对电流无作用力，但一旦离开初始位置，此磁场分量就会对电流产生作用力，如上图乙所示。但此分量对电流在转动过程中作用力的方向不方便判定．可将此导线转过90。，此时电流方向与该磁场分量方向垂直，用左手定则很容易判定出受力方向，如上图丙所示， 3．等效法 (1)从磁体或电流角度等效环形电流可以等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。将环形电流与小磁针相互等效时，它们的位置关系可以认为是小磁针位于环形电流的中心处，N、S极连线与环面垂直，且N、S极与电流方向遵从安培定则。如在图中，两通电圆环同心，所在平面垂直，要判定可自南转动的圆环，I2的运动情况，可将其等效为一小磁针。 (2)从磁感线分布情况的角度等效根据要判定的电流或磁体所在处的磁感线分布，将其所在处的磁场等效为某一能够在该处产生类似磁场的场源电流或磁体，然后再用电流之间或磁体之间相互作用的规律来判定。如在图中，导线AB所在处的磁感线分布与位于其下方与纸面垂直的通电直导线在该处产生的磁感线类似(注意是类似而不是相同)，所以可以将蹄形磁铁等效为一通电直导线进而进行判定。 4．结论法当两电流之间或两等效电流之间发生相互作用时，可利用电流之间相互作用的规律直接判定，只是同前所述，此法应慎用。 (1)两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥； (2)两不平行的直线电流互相作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势。 5．转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受的合力及运动方向。如在图中要判定磁铁所受电流的作用力，可以分析磁铁对电流的作用力。安培力作用下力学问题的解决方法:
由于安培力的方向总是垂直于电流方向与磁场方向决定的平面，即F一定垂直于B和I，但B和I不一定垂直。因此涉及安培力的问题常呈现于三维空间中，要解决这类问题，需从合适的方位将立体图改画为二维平面图，再通过受力分析及运动情况分析，结合平衡条件或牛顿运动定律解题。磁场：
发现相似题
与“有一通电金属导线在赤道上方，东西方向水平放置，电流方向向东，..”考查相似的试题有：
36165815514316255034807334149794740考点一：基本概念及规律
2．磁场的方向的规定：①&&&&&&&&
二．磁感线
1.什么叫磁感线?对磁感线有何要求？
2.熟记几种常见磁场的磁感线的分布：“内外有别”
练习：请画出条形磁体、直线电流、环形电流、通电螺线管的磁感线的分布？
思考：有人说：“磁感线总是从北极出发，回到南极”对吗？“同名磁极相互排斥，异名磁极相互”不完全正确，你怎么看？
说明：①电流产生的磁场
安培定则:电流与磁场间的方向关系.
安培定则Ⅰ：&&&&
安培定则Ⅱ：
②地磁场的说明
ⅰ、地磁场的N（S）极在地球南（北）极附近；
ⅱ、地磁场的水平分量总是从南极指向北极,而竖直分量在南半球向上,在北半球向下；
ⅲ、在赤道平面(中性面)上, 距离地球表面相等的各点磁感应强度相等,方向水平；
练习：&&&&&&&&&&&&
1．关于地磁场，下列说法正确的是（ ）
A．地球是一个巨大的磁体，地磁N极在地理南极附近，S极在地理北极附近
B．地磁场在地表附近某处，有两个分量，水平分量指向地理北极附近，竖直分量一定竖直向下
C．若指南针放在地心，则它的N极指向地球北极
D．若指南针放在地心，则它的N极指向地球南极
2．下列描述哪些是正确的（ ）
A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止
B．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的北极
C．磁感线的方向就是磁场方向
D．两条磁感线空隙处不存在磁场
3. 磁场中某区域的磁感线如图3-26所示．则（ &）
A．a、b两处磁感强度大小不等，Ba＞Bb．
B．a、b两处磁感强度大小不等，Ba＜Bb．
C．同一小段通电导线放在a处时受力一定比b处时大．
D．同一小段通电导线放在a处时受力可能比b处时小
4．如图所示，一束带电粒子沿水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸外偏转，这一带电粒子束可能是（&&&&
A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的正离子束&&
C．向右飞行的负离子束 D．向左飞行的负离子束
5. (07广东)磁体之间的相互作用是通过磁场发生的。对磁场认识正确的是
A.磁感线有可能出现相交的情况
B.磁感线总是由N极出发指向S极
C.某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时N极所指方向一致
D.若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，则该区域的磁感应强度一定为零
1．一束电子流沿水平面自西向东运动, 在电子流的正上方一点P,
由于电子运动产生的磁场在P点的方向上为(&&
A．竖直向上
&&&&B．竖直向下
C．水平向南&&
&&D．水平向北
如果设想地磁场是由地球内部的环形电流形成的，那么，这一环形电流的方向应该是（&&&
A．由东向西&& B．由西向东
C．由南向北&& D．由北向南
考点二：磁感应强度（描述磁场力的性质的矢量）
1．定义：&&&&&&&&&
&&2．定义式：B＝F/IL。
3．对定义式的理解：
①定义式中反映的F、B、I方向关系为：B&I，F&B，F&I，则F垂直于B和I所构成的平面。
②定义式可以用来量度磁场中某处磁感应强度，不决定该处磁场的强弱；
③磁感应强度是矢量，其矢量方向是小磁针在该处的北极受力方向，与安培力方向是垂直的。
④如果空间某处磁场是由几个磁场共同激发的，则该点处合磁场（实际磁场）是几个分磁场的矢量和；
例1：关于磁感应强度，下列说法正确的是（&&&&
A、磁感应强度只是描述磁场强弱的物理量
B、由B=F/IL可知，某处磁感应强度大小与放入该处通电导线的I与L乘积成反比
C、通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度不一定为零
D、放置在磁场中，1m长的导线，通过1A的电流，受到的力为1N，该处的磁感应强度就是1T
例2：在纸面上有一个等边三角形ABC，其顶点处都通有相同电流的三根长直导线，导线垂直于纸面放置，电流方向如图39-A10所示，每根通电导线在
三角形的中心O产生的磁感应强度大小为B，则中心O处的磁感应强度大小为&&&&&&&
.若C点处的电流方向反向，则O点处的磁感应强度大小为&&&&&
，方向为&&&&&&&&&&
（0；2Bo；垂直于OC指向左下方）
练习：&&&&&&&&&&
1．关于磁感强度，下列说法正确的是（&&&
A．磁感强度表示磁场的强弱&&&&&&&&&
B．磁感线密的地方，磁感强度大
C．空间某点的磁感强度方向就是该点的磁场方向
D．磁感强度方向就是通电导线在磁场中受力方向
2．一根导线长0.2m，通过3A的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是6&10－2N，则该处的磁感应强度B的大小是&&&&&&&
&T，如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是&&&&&&&
有一小段通电导线长1cm，电流强度为5A，把它置入磁场中某点，受到的安培力为0.1N，则该点的磁感应强度（&&
&&&&&&&&&&
B．B≤2T&&&&&&
&&&&&&&&&&
D．以上情况都有可能
4.如图39-A1所示，两个半径相同、粗细相同、互相垂直的圆形导线圈，可以绕通过公共的轴线xx&自由转动，分别通以相等的电流，两线圈中电流在圆心处产生总磁感应强度为B，当两线圈转动而达到平衡时，圆心O处的磁感应强度大小是（&&
5.（07上海）取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（&
B．0.5B&&&&
　　D．2 B
[06上海卷]如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r．现测得a点磁感应强度的大小为B，则去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为&&&&&
，方向&&&&&&
．（B/2，垂直两导线所在平面向外）
考点三：安培力
1．定义：磁场对通电导线的作用力。〈通电导线〉
思考：有人说：“通电导线放在磁场中，就要受安培力作用”你怎么看？
2．安培力的大小：F＝BIL
思考：简要说明公式的使用条件及各字母所代表的物理量？
3．安培力的方向：左手定则
例1：如图39-B5所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为（&&
A．BIL& B．BIdcosθ
&C．BId/sinθ
D．BIdsinθ
思考：若AB是一弯曲的弹簧如何？指出的方向？
例2：（08宁夏卷）在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。过c点的导线所受安培力的方向
A.与ab边平行，竖直向上B.与ab边平行，竖直向下
C.与ab边垂直，指向左边D.与ab边垂直，指向右边
典型问题一：判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动问题
分析方法：①电流元分析法；②特殊位置法；③等效分析法；④利用平行电流相互作用分析法；
例3：如图所示，两条导线互相垂直，但两条导线之间相隔一段很小的距离，其中导线AB是固定的，导线CD能自由活动，当直流电按图中所示方向通入两条导线时，导线CD将（&&&
A、顺时针转动，同时靠近AB
B、逆时针转动，同时离开AB
C、顺时针转动，同时离开AB
D、逆时针转动，同时靠近AB
典型问题二．通电导体在磁场中受到安培力作用平衡或运动问题
关键：认真分析研究对象的受力情况，并能选择适当的角度将空间图形转化为平面受力图。
例4：在倾角为α的光滑斜轨上，置有一通有电流I，长为L，质量为m的导体棒，如图所示：
①欲使棒静止在斜轨上，所加匀强磁场的磁感强度B的最小值为多少？方向如何？②欲使棒静止在斜轨上，且对斜轨无压力，所加匀强磁场B的大小是多少？方向如何？
典型问题三：力电综合
例5：如图所示，电源电动势E=2V，r=0.5Ω，竖直导轨电阻可略，金属棒的质量m=0.1kg，R=0.5Ω，它与导轨动摩擦因数μ=0.4，有效长度为0.2m，靠在导轨外面，为使金属棒不动，我们施一与纸面夹角300与导线垂直且向里的磁场（g=10m/s2）.求：此磁场是斜向上还是斜向下？B的范围是多少？
（斜向下，3T≤B≤16.3T ）
练习：&&&&&&&&&&&
1.如图表示放在匀强磁场里通电直导线的几种情况：磁场B=0.60T，导线长L=50cm，导线中电流I=4A，其它条件见图．标出图中各种情况中导线所受安培力的方向，并计算它的大小．
2．试证明：同向平行电流相互吸引，异向平行电流相互排斥。
3．如图所示，边长分别为ab=3cm，bc=4cm，ac=5cm的直角三角形导线框通以图示方向的电流，电流大小I=2A，放置于B=1T的匀强磁场中，求各边所受的安培力及整体所受的安培力．
思考：分析结果，你有什么启发？
4．如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A，导线A与螺线管垂直。已知导线A中的电流方向垂直于纸面向里。开关S闭合后，导线A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是
A．水平向左 B．水平向右C．竖直向下 D．竖直向上
如图所示，把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈通以图所示方向的电流时，线圈将怎样运动？
6. 如图A-11-50-13所示，将一根长为
的直导线，由中点折成直角形放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线平面与磁感线垂直，当导线中通以电流I后，磁场对导线的作用力大小为（　　）
(07广东)如图，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F。为使F＝0，可能达到要求的方法是
A.加水平向右的磁场& B.加垂直纸面向里的磁场
C.加水平向左的磁场& D.加垂直纸面向外的磁场
9.如图所示，一根通有电流I1的长直导线在通有电流I2的矩形线圈的平面内，导线固定，线圈将会出现下列哪种运动？
A、向着导线转动；&&&&
B、向着导线平动；
C、绕轴OO&转动；&&&&
D、绕轴NN&转动
10．如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点，三条导线中通入的电流大小相等、方向垂直纸面向里；通过直导线产生磁场的磁感应强度B=kI/r，I为通电导线的电流大小，r为距通电导线的垂直距离，k为常量；则通电导线R受到的磁场力的方向是
A．垂直R，指向y轴负方向
B．垂直R，指向y轴正方向
C．垂直R，指向x轴负方向
D．垂直R，指向x轴正方向
11.（05上海）通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上，通有如图所示的电流时，通电直导线A受到水平向＿＿＿的安培力作用．当A．B中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线A所受到的安培力方向水平向＿＿＿＿．
12.在两个倾角均为的光滑斜面上，放有一个相同的金属棒，分别通以电流I1和I2，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图39-A11中(a)、(b)所示，两金属棒均处于平衡状态，则两种情况下的电流强度的比值I1：I2为多少？（1/cosα）
1.如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，旋转一根长为L，质量为m，通过电流I的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为（　　）
A． ，方向垂直斜面向下
B． ，方向垂直水平面向上
C． ，方向竖直向下
D． ，方向水平向右
2.（绵阳06二诊）如图所示，两根平行放置的长直导线a、b载有大小都为1A、方向相反的电流，a受到b的磁场力的大小为F1，今在a、b所在平面内距a、b相等距离的位置上平行于a、b放置另一长直导线c，c中电流大小为2A，与a中电流方向相同，a和b受到c的磁场力的大小都为F2．下列关于导线a、b受磁场力的合力大小和方向的判断，正确的是
A．a导线受到磁场力的合力大小为F1+F2，方向向左
B．b导线受到磁场力的合力大小为F1+F2，方向向左
C．a导线受到磁场力的合力大小为F2－F1，方向向右
D．b导线受到磁场力的合力大小为F2－F1，方向向右
3．如图，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.21kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N恒力，g取10m/s2.则
A．木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动
B．滑块开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀加速直线运动
C．最终木板做加速度为2 m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动
D．最终木板做加速度为3 m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动
4．如图39-A12所示，两平行光滑倾斜导轨相距为20cm，倾角θ=45°，金属棒MN的质量为l0g，电阻R=8Ω，匀强磁场的磁感应强度B方向竖直向下，大小为0.8T，电源电动势为l0V，内阻r=1Ω，当电键s闭合时，MN处于平衡，求：变阻器R的取值为多少?(g=10m/s2)
5．如图39-A13所示，水平放置的光滑平行金属导轨，相距为l，导轨所在水平面距地面高度为h，导轨左端与电源相连，右端放有质量为m的静止的金属棒，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度为B.当电键闭合后，金属棒无转动地做平抛运动,落地点的水平距离为S，求：电路接通的瞬间，通过金属棒的电量有多少？（
考点四：磁场对运动电荷的作用（洛仑兹力）
1．定义：磁场对运动电荷的作用力。
2．大小：（公式略）当v∥B时，F＝0；当v&B时，F最大，最大值Fmax＝qvB〈适用条件∶v&B〉
3．方向：用左手定则判定；& 4．与安培力的关系；
典型问题一：洛仑兹力的方向判断（略）
典型问题二：带电粒子在匀强磁场中的直线运动
例1：如图所示，光滑斜面固定在水平面上，斜面倾角为θ，磁感强度为B的匀强磁场垂直纸面向里，有一质量为m，带电量为q的滑块，从某一时刻起，在斜面上由静止开始滑下，到某一位置离开斜面（设斜面足够长）求：①滑块带何种电荷？②滑块在斜面上运动的最大速度是多少？
思考：如果上题所带的电荷性质相反试分析滑块运动情况。
2．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动
1〉几个基本公式：
2〉解题基本思路：定圆心，画轨迹草图，求半径，找回旋角，求运动时间。
①圆心的确定：已知圆弧上任意两点的速度方向确定圆心；已知圆弧上某一点的速度方向和该段圆孤的弦（或该圆弧上的两点）也确定圆心。
②半径的计算：利用几何知，求解圆轨迹的半径。
③运动时间的求解。由α＝ωt可知t＝α/ω＝αT/2π。
情境一：单直线边界磁场（如图1观察找规律）
例2：（05全国Ⅲ，16分）图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B
。一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域，最后到达平板上的P 点。已知B ．v以及P 到O的距离l
．不计重力,求此粒子的电荷q与质量m 之比。
情境二：平行直线边界磁场（如图2观察找规律）
长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是：
A．使粒子的速度v&BqL/4m；
B．使粒子的速度v&5BqL/4m；
C．使粒子的速度v&BqL/m；
D．使粒子速度BqL/4m&v&5BqL/4m。
情境三：矩形边界磁场（如图3观察找规律）
情境四：圆形边界磁场（如图4观察找规律）
例4：（06天津18分）在以坐标原点 O为圆心、半径为 r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为
B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x轴的交点 A处以速度
v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与 y轴的交点 C处沿+y方向飞出。 ①请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m ；（ ）
②若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为 ，该粒子仍从
A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 60°角，求磁感应强度 多大？此次粒子在磁场中运动所用时间
t是多少？（ ）
练习：&&&&&&&
1.（08广东理科基础）电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是
A．速率越大，周期越&&&
B．速率越小，周期越大
C．速度方向与磁场方向平行　　　　　　
D．速度方向与磁场方向垂直
2.（08广东卷）1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形合D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是
A．离子由加速器的中心附近进入加速器
B．离子由加速器的边缘进入加速器
C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场中获得能量
3.（08广东卷）带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是
A．粒子先经过a点，再经过b点
B．粒子先经过b点，再经过a点
C．粒子带负电&&&&&&&&
D．粒子带正电
4.（08成都一诊）三个速度不同而质量相同的一价离子，从长方形区域的匀强磁场上边缘平行于磁场边界射入磁场，它们从下边缘飞出时的速度方向见右图。以下判断正确的是（）
A．三个离子均带负电
B．三个离子均带正电
C．离子1在磁场中运动的轨道半径最大
D．离子3在磁场中运动的时间最长
5．(07广东)如图6，在阴极射管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会
A.向上偏转&
&&&&&&&B.向下偏转
C.向纸内偏转
&&&&&&D.向纸外偏转
6．如图所示，一束电子以速度v垂直于磁场射入磁感强度B、宽度d的匀强磁场中，穿过磁场时电子的速度方向与原来射入方向的夹角是30°，则电子的质量是多少？穿过磁场的时间是多少？
7.[06北京卷]20.如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为I2&若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上。两个微粒所受重力均忽略。新微粒运动的
A.轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t
B.轨迹为pc,至屏幕的时间将大于t
C.轨迹为pb，至屏幕的时间将等于t
D.轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t
8．一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。（
，（0， ））
1．如图所示，的圆形区域里，匀强磁场方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场。这些质子在磁场中（&&&
A、运动时间越长，其轨迹对应的圆心角越大
B、运动时间越长，其轨迹越长
C、运动时间越短射出磁场区域时速度越小
D、运动时间越短射出磁场区域速度的偏向角越小
2.简述速度选择器，质谱仪的原理？
[06全国卷I].图中为一“滤速器”装置示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选
电子仍能够沿水平直线OO'运动，由O'射出。不计重力作用。可能达到上述目的的办法是
A.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里
B.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里
C.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外
D.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外
4.（08乐山二诊）如图所示，在y & 0 的空间中存在着沿y
轴正方向的匀强电场，在y & 0
的空间中存在垂直xOy平面向里的匀强磁场．一个带负电的粒子（质量为m ，电荷量为q
，不计重力）, 从y轴上的P ( 0 , l ）点以平行于x
轴的初速度v0射人电场，经过x 轴上的N ( 2l ,
0 ) 点．求：
①粒子经过N 点时的速度大小和方向．（ ，与x轴正向成450）
②已知粒子第一次离开磁场时恰好通过坐标原点，则粒子在磁场中运动的时间为多少？（ ）
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