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[方法点拨](1)一般步骤：画轨迹，定圆心，求半径或圆心角；(2)注意“运动语言”与“几何语言”间的翻译，如：速度对应圆周半径；时间对应圆心角、弧长或弦长等；(3)掌握一些圆的几何知识，如：偏转角等于圆心角；同一直线边界，出射角等于入射角等．1．(带电粒子在单边界磁场中的运动)(多选)A、B两个离子同时从匀强磁场的直边界上的P、Q点分别以60°和30°(与边界的夹角)射入磁场，又同时分别从Q、P点穿出，如图1所示．设边界上方的磁场范围足够大，下列说法中正确的是()图1A．A为正离子，B为负离子B．A、B两离子运动半径之比为1∶ 3 C．A、B两离子速率之比为1∶ 3 D．A、B两离子的比荷之比为2∶1 2．(带电粒子在单边界磁场中的运动)(多选)如图2所示，在一单边有界磁场的边界上有一粒子源O，沿垂直磁场方向，以相同速率向磁场中发出了两种粒子，a为质子(11H)，b为α粒子(42He)，b的速度方向垂直于磁场边界，a的速度方向与b的速度方向之间的夹角为θ＝30°，两种粒子最后都打到了位于磁场边界位置的光屏OP上，则()图2A．a、b两粒子转动周期之比为2∶3B．a、b两粒子在磁场中运动时间之比为2∶3C．a、b两粒子在磁场中运动的轨道半径之比为1∶2D．a、b两粒子打到光屏上的位置到O点的距离之比为1∶23．(带电粒子在三角形边界磁场中的运动)(多选)如图3所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为＋q ，质量为m (不计重力)，从点P 经电场加速后，从小孔Q 进入N 板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外，CD 为磁场边界上的一绝缘板，它与N 板的夹角为θ＝30°，孔Q 到板的下端C 的距离为L ，当M 、N 两板间电压取最大值时，粒子恰好垂直打在CD 板上，则下列说法正确的是( )图3A ．两板间电压的最大值U m ＝qB 2L 22mB ．CD 板上可能被粒子打中区域的长度x ＝23L C ．粒子在磁场中运动的最长时间t m ＝πm qBD ．能打到N 板上的粒子的最大动能为q 2B 2L 218m4．(带电粒子在矩形边界磁场中的运动)如图4所示，在边长ab ＝1.5L ，bc ＝3L 的矩形区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，在ad 边中点O 处有一粒子源，可以垂直磁场向区域内各个方向发射速度大小相等的同种带电粒子．若沿Od 的方向射入的粒子从磁场边界cd 离开磁场，该粒子在磁场中运动的时间为t 0，圆周运动半径为L ，不计粒子的重力和粒子间的相互作用．下列说法正确的是( )图4A ．粒子带负电B ．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4t 0C ．粒子的比荷为πBt 0D ．粒子在磁场中运动的最长时间为2t 05.图5中虚线PQ 上方有一磁感应强度大小为B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外．O 是PQ 上一点，在纸面内从O 点向磁场区域的任意方向连续发射速率为v 0的粒子，粒子电荷量为q 、质量为m .现有两个粒子先后射入磁场中并恰好在M 点相遇，MO 与PQ 间夹角为60°，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则下列说法正确的是( )图5A ．两个粒子从O 点射入磁场的时间间隔可能为2πm 3qBB ．两个粒子射入磁场的方向分别与PQ 成30°和60°角C ．在磁场中运动的粒子离边界的最大距离为m v 0qBD ．垂直PQ 射入磁场中的粒子在磁场中的运行时间最长6．如图6所示，边界OA 与OC 之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA 上有一粒子源S .某一时刻，从S 平行于纸面向各个方向以某一速率发射出大量比荷为q m的同种正电粒子，经过一段时间有大量粒子从边界OC 射出磁场．已知磁场的磁感应强度大小为B ，∠AOC ＝60°，O 、S 两点间的距离为L ，从OC 边界射出的粒子在磁场中运动的最短时间t ＝2πm 3qB，忽略重力的影响和粒子间的相互作用，则粒子的速率为( )图6A.qBL 2mB.qBL mC.3qBL 2mD.3qBL m7.如图7所示，边长为l 的正六边形abcdef 中，存在垂直该平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B .a 点处的粒子源发出大量质量为m 、电荷量为＋q 的同种粒子，粒子的速度大小不同，方向始终垂直ab 边且与磁场垂直．不计粒子的重力，当粒子的速度为v 时，粒子恰好经过b 点．下列说法正确的是( )图7A ．速度小于v 的粒子在磁场中运动时间为πm 2qBB ．经过c 点的粒子在磁场中做圆周运动的半径为lC ．经过d 点的粒子在磁场中运动的时间为πm 4qBD ．速度大于4v 的粒子一定打在cd 边上8．提纯氘核技术对于核能利用具有重大价值，如图8是从质子、氘核混合物中将质子和氘核分离的原理图，x 轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场，初速度为0的质子、氘核混合物经电压为U 的电场加速后，从x 轴上的A (－L,0)点沿与＋x 成θ＝30°的方向进入第二象限(速度方向与磁场方向垂直)，质子刚好从坐标原点离开磁场．已知质子、氘核的电荷量均为＋q ，质量分别为m 、2m ，忽略质子、氘核的重力及其相互作用．图8(1)求质子进入磁场时速度的大小；(2)求质子与氘核在磁场中运动的时间之比；(3)若在x 轴上接收氘核，求接收器所在位置的横坐标．答案精析1．BD [A 向右偏转，根据左手定则知，A 为负离子，B 向左偏转，根据左手定则知，B 为正离子，A 项错误；离子在磁场中做圆周运动，设PQ 的距离为l ，由几何关系可得r ＝l 2sin θ，sin 60°∶sin 30°＝3∶1，则A 、B 两离子的半径之比为1∶3，B 项正确；离子的速率v ＝r ·2θt，时间相同，半径之比为1∶3，圆心角之比为2∶1，则速率之比为2∶3，C 项错误；根据r ＝m v qB 知，q m ＝v Br，因为速度大小之比为2∶3，半径之比为1∶3，则比荷之比为2∶1，D 项正确．]2．BC [由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式T ＝2πm qB可知，a 、b 两粒子转动周期之比T a ∶T b ＝m a q a ∶m b q b＝1∶2，选项A 错误；a 粒子在匀强磁场中运动轨迹对应的圆心角为240°，运动时间为2T a 3，b 粒子在匀强磁场中运动轨迹对应的圆心角为180°，运动时间为T b 2，a 、b 两粒子在匀强磁场中运动的时间之比为t a ∶t b ＝2T a 3∶T b 2＝2∶3，选项B 正确；由q v B ＝m v 2r ，解得r ＝m v qB ，由此可知a 、b 两粒子在匀强磁场中运动的轨道半径之比为r a ∶r b ＝m a q a ∶m b q b ＝1∶2，选项C 正确；a 粒子打到光屏上的位置到O 点的距离为2r a cos 30°＝3r a ，b 粒子打到光屏上的位置到O 点的距离为2r b ，a 、b 两粒子打到光屏上的位置到O 点的距离之比为3r a ∶2r b ＝3∶4，选项D 错误．]3．ACD [M 、N 两板间电压取最大值时，粒子恰好垂直打在CD板上，所以圆心在C 点，CH ＝QC ＝L ，故半径R 1＝L ，又因为q v 1B＝m v 21R 1，qU m ＝12m v 21，U m ＝qB 2L 22m，A 项正确；设轨迹与CD 板相切于K 点，半径为R 2，在△AKC 中 ，sin 30°＝R 2L －R 2，所以R 2＝L 3，因为KC 长等于33L ，所以CD 板上可能被粒子打中的区域的长度x 为HK ：x ＝R 1－KC ＝(1－33)L ，B 项错误；打在QC 间的粒子在磁场中运动的时间最长，均为半个周期，因为T ＝2πm qB，所以t m ＝12T ＝πm qB，C 项正确；轨迹与CD 板相切的粒子是能打到N 板上的粒子中动能最大的，由前面分析可知R 2＝L 3，由R 2＝m v qB 可得v ＝qBL 3m ，所以其动能为12m v 2＝q 2B 2L 218m，D 项正确．]4．D [由题设条件作出以O 1为圆心的轨迹圆弧，如图所示，由左手定则可知该粒子带正电，选项A 错误；由图中几何关系可得sin θ＝32L L ＝32，解得θ＝π3，可得T ＝6t 0，选项B 错误；根据洛伦兹力公式和牛顿第二定律可得T ＝2πm qB ，解得m q ＝3t 0B π，选项C 错误；根据周期公式，粒子在磁场中运动时间t ＝mαqB，在同一圆中，半径一定时，弦越长，其对应的圆心角α越大，则粒子在磁场中运动时间最长时的轨迹是以O 2为圆心的圆弧，如图所示，由图中几何关系，α＝2π3，解得t ＝2t 0，选项D 正确．] 5．A [以粒子带正电为例来分析，先后由O 点射入磁场，并在M 点相遇的两个粒子轨迹恰好组成一个完整的圆，从O 点沿OP 方向入射并通过M 点的粒子轨迹所对圆心角为240°，根据带电粒子在磁场中运动的周期公式可知，该粒子在磁场中的运动时间t 1＝240°360°×2πm qB ＝4πm 3qB ，则另一个粒子轨迹所对圆心角为120°，该粒子在磁场中的运动时间t 2＝120°360°×2πm qB ＝2πm 3qB ，可知，两粒子在磁场中的运动时间差可能为Δt ＝2πm 3qB，A 项正确；射入磁场方向分别与PQ 成30°和60°角的两粒子轨迹所对圆心角之和不是360°，不可能在M 点相遇，B 项错；在磁场中运动的粒子离边界的最大距离为轨迹圆周的直径d ＝2m v 0qB，C 项错；沿OP 方向入射的粒子在磁场中运动的轨迹所对圆心角最大，运动时间也最长，D 项错．]6．A [由于粒子速率一定，带电粒子在磁场中运动时间最短时，轨迹所对应弦长最短，即弦长d ＝L sin 60°＝32L ，由最短时间t ＝2πm 3qB知粒子运动轨迹所对应圆心角为120°，由几何关系知R sin 60°＝12d ，由洛伦兹力提供向心力，得q v B ＝m v 2R ，解得v ＝qBL 2m，选项A 正确．] 7．B [根据题述“当粒子的速度为v 时，粒子恰好经过b 点”，说明粒子在磁场中运动的轨道半径为l 2，运动时间为半个周期，即t ＝T 2＝πm qB，速度小于v 的粒子在磁场中的运动轨迹仍为半个圆周，其运动时间仍为半个周期，即t ＝T 2＝πm qB，选项A 错误；画出带电粒子经过c 点的运动轨迹(图略)，可知经过c 点的粒子在磁场中做圆周运动的半径为正六边形的边长l ，选项B 正确；画出带电粒子经过d 点的运动轨迹(图略)，可知轨迹所对的圆心角为60°，经过d 点的粒子在磁场中运动的时间为t ＝T 6＝πm 3qB ，选项C 错误；速度大于4v 的粒子，由r ＝m v qB可知，在磁场中运动的轨道半径大于2l ，一定不会打在cd 边上，选项D 错误．]8．(1) 2qU m(2)1∶2 (3)(2－1)L 解析 (1)质子在电场中加速，由动能定理得qU ＝12mv 2 解得v ＝ 2qU m. (2)质子与氘核在磁场中都转过16个圆周，做圆周运动的周期T 1＝2πm qB ，T 2＝2π·2m qB，粒子在磁场中的运动时间t ＝16T ，则t 1∶t 2＝T 1∶T 2＝1∶2. (3)质子在磁场中运动时，由几何知识得r ＝L ，由牛顿第二定律得qvB ＝m v 2r氘核在电场中加速，由动能定理得qU ＝12×2mv 21 在磁场中，由牛顿第二定律得qv 1B ＝2m v 21r 1，解得r 1＝2L 横坐标：x ＝r 1－L ＝(2－1)L .。
第1讲电磁感应现象楞次定律一、单项选择题：在每一小题给出的四个选项中，只有一项为哪一项符合题目要求的。
1．如下列图，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现假设使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，如此此过程中磁通量的改变量的大小是( C )A．3－12BS B．3＋12NBSC．3＋12BS D．3－12NBS[解析] sin θ磁通量与匝数无关，Φ＝BS中，B与S必须垂直。
初态Φ1＝B cos θ·S，末态Φ2＝－B cos θ·S，磁通量的变化量大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|BS(－cos 30°－sin30°)|＝3＋12BS，所以应选C项。
2．(2020·浙江诸暨模拟)有人设计了一种储能装置：在人的腰部固定一块永久磁铁，N 极向外；在手臂上固定一个金属线圈，线圈连接着充电电容器。
当手不停地前后摆动时，固定在手臂上的线圈能在一个摆动周期内，两次扫过别在腰部的磁铁，从而实现储能。
如下说法正确的答案是( D )A．该装置违反物理规律，不可能实现B．此装置会使手臂受到阻力而导致人走路变慢C．在手摆动的过程中，电容器极板的电性不变D．在手摆动的过程中，手臂受到的安培力方向交替变化[解析] D．在手摆动的过程中，线圈交替的进入或者离开磁场，使穿过线圈的磁通量发生变化，因而会产生感应电流，从而实现储能，该装置符合法拉第电磁感应定律，可能实现，选项A错误；此装置不会影响人走路的速度，选项B错误；在手摆动的过程中，感应电流的方向不断变化，如此电容器极板的电性不断改变。
选项C错误；在手摆动的过程中，感应电流的方向不断变化，手臂受到的安培力方向交替变化。
选项D正确。
3.如下列图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且与线圈相互绝缘。
当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向( B )A．向左B．向右C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里[解析] 解法一：当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定如此可知ab边与cd边所受安培力方向均向右，所以线圈所受安培力的合力方向向右，B正确。
第十章磁场[必考要求]1．磁现象和磁场(b)。
2.磁感应强度(c)。
3.几种常见的磁场(b)。
4.通电导线在磁场中受到的力(c)。
5.运动电荷在磁场中受到的力(c)。
知识网络构建规律方法速记1．求解有关磁感应强度问题的关键(1)磁感应强度―→由磁场本身决定。
(2)合磁感应强度―→等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定则)。
2．求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路3．理解洛伦兹力的两点注意(1)判断洛伦兹力方向时，特别区分电荷的正、负，并充分利用F⊥B、F⊥v的特点。
(2)计算洛伦兹力大小时，公式F＝qvB中，v是电荷与磁场的相对速度。
4．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法题组一磁现象、几种常见的磁场1．关于磁场，下列说法正确的是( ) A．磁场和电场一样，是客观存在的物质B．无论在何处，小磁针的指向就是磁场的方向C．地球是一个大磁体，地磁场的N极在地理的北极附近D．磁极与磁极、磁极与电流之间的相互作用是通过磁场发生的，而电流与电流之间的相互作用是通过电场发生的解析磁场和电场都是客观存在的物质，是物质的另外一种形态，所以A正确；自由小磁针静止时北极的指向才是磁场方向，故B错；地磁场的N极在地理的南极附近，故C错；磁体之间、磁体与电流之间以及电流与电流之间的作用都是通过磁场发生的，故D错。
答案 A2．小磁针放置在匀强磁场中，小磁针静止时的指向正确的是( )解析小磁针静止时，N极的指向与该处的磁感应强度方向相同，选项B正确。
答案 B3．电流的磁效应揭示了电与磁的关系。
若直导线通有方向垂直纸面向外的恒定电流，则电流的磁感线分布正确的是 ( )答案 D4．关于磁通量，下列说法中正确的是 ( ) A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感应强度越大C．通过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D．磁通量就是磁感应强度解析磁通量是标量，没有方向，故A错；由Φ＝BS知Φ是由B和S两个因素决定的，Φ大，有可能是S较大造成的，所以认为磁通量越大，磁感应强度越大是错误的，故B 错；由Φ＝BS⊥知，当线圈平面与磁场平行时，S⊥＝0，Φ＝0，但磁感应强度B不一定为零，故C对；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故D错。
作业27磁场对运动电荷的作用A组基础达标微练一洛伦兹力的理解与计算1.(浙江温州联考)显像管原理的示意图如图所示,当没有磁场时,电子束将打在荧光屏正中的O点,安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转。
设垂直纸面向里的磁场方向为正方向,若要使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点,下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是( )2.科学家曾预言,自然界存在只有一个磁极的磁单极子,磁单极子N的磁场分布如图甲所示,它与如图乙所示正点电荷Q的电场分布相似。
假设磁单极子N和正点电荷Q均固定,有相同的带电小球分别在N和Q附近(图示位置)沿水平面做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )A.从上往下看,图甲中带电小球沿逆时针方向运动B.从上往下看,图甲中带电小球沿顺时针方向运动C.从上往下看,图乙中带电小球沿顺时针方向运动D.从上往下看,图乙中带电小球沿逆时针方向运动微练二带电粒子在有界匀强磁场中的运动3.(多选)(浙江杭州模拟)如图所示,a、b是直线上间距为4d的两点,也是半圆直径的两个端点,c位于ab上,且l ac=d,直线上方存在着磁感应强度大小为B、垂直于半圆平面的匀强磁场(未画出),其中半圆内部没有磁场。
一群比荷为k的同种带电粒子从ac之间以相同的速率垂直于ab射入圆弧区域,所有粒子都能通过b点,不计粒子间的相互作用和粒子的重力,则( )A.粒子的速率为2dBkB.粒子的速率为dBkC.从c点射入的粒子在磁场中运动的时间为2π3kBD.从c点射入的粒子在磁场中运动的时间为4π3kB4.(浙江丽水模拟)如图所示,虚线MN的右侧有垂直纸面向里的匀强磁场,在图示平面内两比荷相同的带正电粒子a、b从MN上的同一点沿不同方向射入匀强磁场后,又从MN上的同一点射出磁场。
已知a粒子初速度的方向垂直虚线MN,粒子的重力和粒子间的相互作用忽略不计,则下列描述两粒子速度大小的关系图像正确的是( )微练三带电粒子在磁场中运动的临界和多解问题5.真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示。
学习资料单元质检十磁场（时间:45分钟满分：100分）一、单项选择题（本题共5小题,每小题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求）1.两个回路中的电流大小均为I，方向如图所示.圆弧导线中的电流在圆心产生的磁感应强度与其半径成反比，直线电流在其延长线上的磁感应强度为零.则关于图中a、b两点的磁感应强度B a、B b 的大小关系和方向的判断正确的是（)A。
B a〉B b，a点磁感强度的方向垂直纸面向里B.B a<B b，a点磁感强度的方向垂直纸面向外C。
B a<B b，b点磁感强度的方向垂直纸面向里D。
B a>B b,b点磁感强度的方向垂直纸面向外2.如图所示,半径为R、质量为m的半圆形导线框用两根绝缘细线悬挂，静止时直线边水平,导线框中通有沿顺时针方向的电流，图中水平虚线为匀强磁场的上边界线，匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导线框向里，处于磁场区域的导线框对应的圆心角为120°,此时每根细线的拉力大小为F1。
现保持其他条件不变,将虚线下方的磁场移至虚线上方,使虚线为匀强磁场的下边界,此时每根细线的拉力大小为F2。
则导线框中的电流大小为（）A。
3FF B。
3FFC。
3(F1-F2)FπF D。
6(F1-F2)FπF3.(2020云南玉溪开学考试)如图所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。
一带电粒子a（不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O'点（图中未标出）穿出。
若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出,则粒子b(）A。
穿出位置一定在O'点下方B。
穿出位置一定在O’点上方C.运动时,在电场中的电势能一定减小D.在电场中运动时,动能一定减小4.如图所示为等腰直角三角形匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B。
2021届高中物理一轮复习基础知识手册第十章磁场含答案第十章磁场知能图谱磁场实验描述：小磁针或电流检验物理量描述：磁感应强度描述方法直观描述：磁感线方向的描述：安培定则磁场的描述条形磁体的磁场蹄形磁体的磁场通电直导线的磁场常见磁场环形电流的磁场通电螺线管的磁场磁现象的电本质地磁场运动电荷产生的磁场磁电式电表的原理对电流的作用――安培力大小：F＝BIL 方向：用左手定则判断磁场的作用大小：F＝Bqv 对运动电荷的作用――洛伦兹力方向：用左手定则判断粒子速度选择器质谱仪磁场的应用磁流体发电机回旋加速器一、磁场的产生、描述及电本质知识能力解读知能解读（一）磁场1.定义：磁体或电流周围存在的一种特殊物质。
2.基本性质：对放入其中的磁体和电流有力的作用。
磁体与磁体、电流与磁体、电流与电流之间都是通过磁场发生作用的。
3.产生：（1）磁体能产生磁场；（2）电流能产生磁场。
4.方向：小磁针静止时N极的指向或小磁针N极的受力方向就是该点的磁场方向。
知能解读（二）电流的磁效应――奥斯特实验奥斯特通过实验发现，水平电流在小磁针的正上方或正下方，且电流方向沿南北方向时，小磁针产生明显偏转，如图所示。
说明：奥斯特实验首次揭示了电与磁之间的联系。
知能解读（三）地磁场1.定义：地球是一个巨大的磁体，地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫做地磁场。
2.地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个（1）地磁场的N极在地球的南极附近，S极在地球的北极附近；地理的两极与地磁场的两极并不重合，其磁感线分布如图所示。
（2）在地球周围，地磁场磁感应强度B的水平分量Bx总是从地球南极指向地球北极，而竖直分量By在南半球向上，在北半球向下。
（3）在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北。
3.磁偏角：水平放置的小磁针的指向跟地理子午线之间有一个交角，这个交角叫做磁偏角。
知能解读（四）磁感应强度1.定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F根电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做在该处的磁感应强度。
第十章电磁感应第一讲电磁感应定律楞次定律考点一电磁感应现象的理解和判断例1、现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图连接。
下列说法中正确的是（）。
A: 电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B: 线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间，电流计指针均不会偏转C: 电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，电流计指针静止在中央零刻度D: 电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转多维练透考点二楞次定律的理解与应用例2、多维练透1、如图所示,一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中,若要使圆环中产生如箭头所示方向的感应电流,下列方法可行的是()A、使匀强磁场均匀增大B、使圆环绕水平轴ab如图转动C、使圆环绕水平轴cd如图转动D、保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动2、如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。
金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。
现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向3、如图所示,同一平面内,三个闭合金属圆环1、2、3同心放置,下列说法正确的是A.给圆环1通一恒定电流,圆环2的磁通量小于圆环3的磁通量B.给圆环3通一恒定电流,圆环1的磁通量大于圆环2的磁通量C.给圆环2通一变化电流,圆环1和圆环3的感应电流方向始终相同D.给圆环1通一变化电流,圆环2和圆环3的感应电流方向始终相反考点三楞次定律推论的应用例3、多维练透1、考点四左手定则、右手定则、楞次定律、安培定则的综合应用例4、多维练透1、如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c 中将有感应电流产生且被螺线管吸引（）。
第25讲 磁场的描述 磁场对电流的作用教学目标1. 知道磁场、磁感应强度、磁感线2. 能判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向3. 了解安培力、安培力的方向 ，会计算匀强磁场中的安培力 重点：匀强磁场中安培力的受力分析、方向判断以及计算 难点：匀强磁场中安培力的受力分析、方向判断以及计算知识梳理一、磁场1．磁场的方向：（1）磁感线在该点的切线方向;（2）规定在磁场中任意一点小磁针北极的受力方向（小磁针静止时N 极的指向）为该点处磁场方向。
（3）对磁体：外部(N →S)，内部(S →N)组成闭合曲线；这点与静电场电场线(不成闭合曲线)不同。
（4）电流产生的磁场方向用安培左手定则判断 2．地磁场的磁感线分布特点：要明确三个问题：(磁极位置? 赤道处磁场特点?南北半球磁场方向?)（1）地球是一个巨大的磁体、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； （2）地磁场的分布和条形磁体磁场分布近似；（3）在地球赤道平面上，地磁场方向都是由北向南且方向水平（平行于地面）； 3．磁感应强度（1）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，所受的安培力F 跟电流I 和导线长度L 之乘积IL 的比值叫做磁感应强度，定义式为ILFB=。
（条件是匀强磁场，或非匀强磁场中L 很小，并且L ⊥B ） 磁感应强度是矢量，其方向就是磁场方向。
单位是特斯拉，符号为T ，1T=1N/(A ∙m)=1kg/(A ∙s 2) （2）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，磁场中某处磁感应强度的大小由磁场自身性质来决定。
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；某处合磁场可以依据问题求解的需要分解为两个分磁场；磁场的分解与合成必须遵循矢量运算法则。
思考：通过画出两者（教师可见内容）思考：简单分析以下几种情景的物体运动状态，假设传送带足够长．（教师可见内容）（1）若若（2）若思考：请自行推导以下情景的物块跟木板静止释放瞬间各自的加速度大小．（教师可见内容）①将物块跟木板看作一个整体：②将物块隔离分析，物块能获得的最大加速度为：思考：试推导动碰静模型中两球的末速度，并分析质量对末速度的影响．（教师可见内容）由动量守恒与机械能守恒：得：思考：弹簧模型中，若两物体质量相等，在什么状态下达到最大弹性势能，是多少？（教师可见内容）当、共速时：①动量守恒：②弹簧弹性势能最大：思考：（教师可见内容）最高点：思考：请用反冲模型解决下述问题设喷出气体后火箭的速度为动量守恒定律，可得思考：人船模型中，人、船的位移分别为多大？（教师可见内容）由动量守恒定律，有联立解思考：试着推导流过导体电流的微观表达式．设导体长流定义思考：电源电动势与导体两端的电压（电势差）有何区别？（教师可见内容）电动势是对电源而说的，它就是电源将单位正电荷从负极经电源内部移到正极时，非静电力所做的功。
电压是对一般电路而说的，即某段电路两端的电压，也就是单位正电荷，从电路中某点沿电路思考：（教师可见内容）解答：斜率不代表电阻，斜率为，电阻的倒数闭合电路欧姆定律思考：请写出闭合电路欧姆定律表达式；思考：（教师可见内容）在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比：公式：（1）当外电路断开时，作出闭合电路路端电压与电流（（教师可见内容）闭合电路中外电压即路端电压，当电源接入回路时，电源两端的电压即路端电压（不等于电动势）．根据公式标，得到闭合电路路端电压与电流（图像中，纵截距表示电源电动势，横截距表示短路电流，斜率表示电源内阻短思考：动态电路问题之前重点讲过的解题口诀是什么？具体代表的含义是？（教师可见内容）口诀：串反并同串反并同：就是和滑动变阻器串联的电阻上的电压、电流、电功率变化趋势和滑动变阻器电阻值变化趋势相反，和滑动变阻器并联的电阻上的电压、电流、电功率和滑动变阻器电阻值变化思考：直流电路中电容有哪些性质？（教师可见内容）（1）：电路突变时（开关闭合（2）：电路稳定时，电容视作电压表．思考：如何通过电表示数判断电路的故障？（教师可见内容）主要通过电流表、电压表示数的变化去判断。
思考：电源功率与电源输出功率的公式各是什么？（教师可见内容）推导外电阻变化时，电源输出功率最大的条件，以及电源最大输出功率．（教师可见内容）（1）电源的输出功率（外电路消耗的电功率）：（2）外电路为纯电阻电路时：（3）结论（如图）：时，电源的输出功率最大，；出的增大输出功率减小；的增大输出功率增大；内电阻变化、外电阻不变时，电源输出功率最大的条件是什么？（教师可见内容）此时内阻取最小值，电源输出功率最大．思考：研究电源输出功率变化的关键？（教师可见内容）找出外电路电阻与内阻之间的关系，根据输出功率与电阻之间的关系判断．13.电动机求解含有电动机相关题目时，应该注意的问题有哪些？（教师可见内容）电动机属于非纯电阻电路，因此计算电流、电功、电功率时不能使用欧姆定律以及与之相关的变形公式．本讲内容大纲一、磁场、磁感应强度甲图中前后面的同性磁极间距较小，同性磁极相互斥力大，容易脱落甲图中前后面的异性磁极间距较小，异性磁极相互引力大，不容易脱落乙图中前后面的同性磁极间距较大，同性磁极相互斥力小，不容易脱落乙图中前后面的异性磁极间距较大，异性磁极相互引力小，容易脱落磁力玻璃擦是目前很时尚的玻璃清洁器，其原理是利用异性磁极的吸引作用可使外面的一片跟着1．由图示可知，甲图中前后面的同性磁极间距较小，同性磁极相互斥力大，容易脱落，故．异性磁极间距较小，异性磁极相互引力大，越不容易脱落，故B 错误；．由图示可知，乙图中前后面的同性磁极间距较大，同性磁极相互斥力小，不容易脱落，2在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有思考：磁感应强度大小的定义以及计算？磁感应强度的方向怎么确定？（教师可见内容）B.顺时针，D.逆时针，已知地磁场的水平分量为3已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离成反比．如图所示，两板平行长直导线相距为，通以大小、方向均相同的电区间内磁感应强度随变化的图线可能是（）4C通过右手螺旋定则判断通电直导线周围的磁场方向，可知：无限靠近左边通电直导线处磁感应强度为正无穷大（垂直于直面向里），无限靠近右边通电直导线处磁感应强度为负无穷大（垂直于直面向外），中点处磁感应强度刚好为零．故选C．磁感线思考：列出磁感线所具有的特点．（教师可见内容）在磁场中画出一系列曲线，可以描述磁感应强度的大小和方向，曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度方向一致，这样的曲线叫做磁感线．注意：思考：画出地球周围地磁场分布（方向）．5小明有一个磁浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁性，让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来，其构极，则线圈的上端为极，根据右手螺端为电源的负极，故A错误，B错．若增加环绕软铁的线圈匝数，从而增加线圈的磁场，导致玩偶飘浮的最大高度增加，故C6如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧．闭合电路后，不计其它磁场的影响，小磁针静止时极，因此左侧小磁针静止时极指向思考：常见电流（通电直导线、环形电流、通电螺线管）周围所产生的磁场判断方法并作图．（教师可见内容）判断方法：安培定则7如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线8某课外探究小组用如图所示实验装置测量学校所在位置的地磁场的水平分量，9如图所示，两根互相平行的长直导线10如图所示，三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分11如图所示，当开关闭合时，在螺线管上方的一根小软铁棒被磁化，左端为极．螺线管的左端为极，右端为极，电源的左端为正极，右端为负极．由安培定则，可判断出螺线管的左端为极，右端为极，电源的左端为正极，右端为负思考：求解磁通量时需要注意正负，正负号代表方向吗？（教师可见内容）磁通量在数值上等于穿过某横截面的磁感线的条数．磁通量为标量，为了计算方便，有了“正”“负”之分．任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入时磁通量为正，则从反面穿入时磁通量为负．12如图所示，匀强磁场的磁感应强度为D.如图所示放置，匀强磁场方向向右上方，平面水平放置时通过线圈的磁通量为角时，穿过线圈反面，则其的磁通13如图所示，半径为的虚线范围内有匀D.如图，面积为14注意磁通量有正负之分，当转过一定角度后，磁感线开始从另一个面进入了．D.如图所示，矩形金属线框与通有恒定电流的长直导线处在同一平面内．当沿与导线平行的方向）15C由题，通电直导线产生稳定的磁场，离导线越远磁场越弱，磁感线越疏；当沿与导线平行的方向运动时，到电流的距离没有变化，所以穿过的磁通量不随时间变化．故选C ．16如右图所示，在空间直角坐标系，所以在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流及分子电流，分子电流使每个物质微粒成为微小的思考：说明什么是磁化，并利用分子电流假说解释磁化现象．（教师可见内容）磁化：是指在受磁场的作用下，材料中磁矩排列时取向趋于一致而呈现出一定的磁性的现象；构成磁体的分子内部存在一种环形电流小磁体，两侧相当于两个磁极．通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生17安培的分子环形电流假说不可以用来解释（18安培对物质具有磁性的解释可以用如图所示的情景来表示，那么（甲图代表了被磁化的铁棒的内部情况 B.乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况磁体在高温环境下磁性不会改变D.磁体在高温环境下磁性会加强两通电导体间有相互作用的原因 B.通电线圈产生磁场的原因安培的分子环流假设，可用来解释（）19我们知道：电流周围有磁场．图所示为环形电流周围磁场的分布情况．根据电磁学理论可知，半20世纪发明的一种仪器，它可以利用小磁针的偏转来测量电流．图为其结构处，放一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针（带有分度盘）．线圈未通电流时，小磁针稳定后所指方向与地磁场水平分量的方向一致，调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一竖直平面内．给角．已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量电流的本质是电荷的定向运动，电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产生磁场．如运动，这将在与速度垂直的方向上、与点电荷相点产生磁场．请你利用上面电流产生磁场的规律，自己构建模型，求出该点电有．由题可知，可得．电流强度为、半径为的环形电流，可以看作是由速率沿半径为的圆周做同方向定向运动而形成．思考：如何求弯曲导线放入磁场中时的安培力大小？（教师可见内容）弯曲导线的有效长度，所以闭合通电线圈在匀强磁场中，受到安培力的矢量和一定为零．如图所示，甲、乙、丙三段导线的形状和长度不等，但两端点21如图，长为（教师可见内容）电流大小为，电流方向沿逆时针方向电流大小为，电流方向沿逆时针方向如图所示，在天花板下用细线悬挂一半径为22要使悬线拉力为零，则圆环通电后受到的安培力方向向上，BCD 错误．如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为23，方向沿纸面向下，方向沿纸面向下如图所示，匀强磁场的磁感应强度为24来等效代替，根据，可知大小为思考：安培力方向的判断方法？（教师可见内容）思考：假设你站在地球赤道上，手里抓着一根沿着东西方向放置的长为一米的通电导线，试估算只利用地磁场，通多大电流可以把你刚好从地面提起（不考虑磁偏角，结果保留一位有效数字，（教师可见内容）解答：地球周围产生的磁场大小约为力大小等于重力，很显然这么大的电流是很难达到的，所以利用地磁场把人提起来的方式是不现实的．，方向水平向左，方向水平向右如图所示，三根长为25，作出磁感应强度的合成图：根据力的平行四边形定则，结合几何的菱形关系，则有：安培力方向水平向左，大小为故选B ．与边垂直，指向左边边垂直，指向右边与边平行，竖直向上边平行，竖直向下在等边三角形的三个顶点、、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．过点的导线所受安培力的方向（26处产生的磁场方向垂直于向下，点的导线所受安培力的方向与边垂27选项：选项：选项：选项：28如图所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环，可沿轴线）当电流通过线圈时，导线受安培力作用，线圈左右两边受安培力方向相反，线圈发生转动；）磁场沿半径方向，无论线圈转到哪个方向，都与磁场方向垂直，表盘刻度均匀；）灵敏度高，可测很弱的电流，但是线圈导线很细，只能通过很小的电流．29演绎式探究的薄圆盘（厚度不计）．在圆盘圈，则整个圆盘在圆心的同心细圆环，取其中一个圆环进行研究（图若将这个圆环取出来，并将它展开，可以近似看作是一个宽度为的长方形（图丁），，则圆环所带的电量为．．整个圆盘在点的磁感应强度大小为30已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度D.。
