《磁场》复习。
俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助教师更好的完成实现教学目标。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢？小编收集并整理了“《磁场》复习”，仅供参考，欢迎大家阅读。
高中物理粤教版（选修3-1）
第三章《磁场》复习课教学设计
一、教学内容分析
本章涉及的概念多，判断电磁规律的手法多，图象也多，因此相应的选择题难度也较大，在复习时要引导学生善用类比及比较法以加深对知识的理解和掌握；带电粒子在匀强磁场或复合场中的运动是高考的热点内容，是考查频率最高的的知识点之一，且该部分试题多为高考的压轴题，试题构思新颖、综合性强、难度大，且易与现代生产、生活和科技知识紧密联系，是学科内综合及跨学科的要点之一，对学生的空间想象能力，应用数学工具能力，分析综合能力要求高，在复习时应让学生在弄清左手定则的前提下，侧重带电粒子在电磁场中的运动的实例分析，如质谱仪、回旋加速器、流量计等，以达到理论联系实际的目的。
二、学情分析
学生通过新课的学习，已经本章内容有一定的认识。但是由于本章涉及的概念多，判断电磁规律的手法也较多，学生在学习过程中容易混淆，因此在复习时，教师要引导学生善用类比和比较的方法，如磁感线与电场线、磁感强度与电场强度、安培力与电场力、洛伦兹力与安培力的类比与对比，以加深对知识的理解和掌握。而对带电粒子在匀强磁场或复合场中的运动，是重点也是难点，复习中侧重带电粒子在电磁场中的运动的实例分析，如质谱仪、回旋加速器、流量计等，同时注重过程及方法的引导，例如在研究带电粒子在磁场中的圆周运动问题时，引导学生把握“一找圆心，二找半径，三找周期或时间”的规律。
三、教学目标：
（一）知识目标
1．加深理解磁场、磁感应强度及磁通量的概念
2．熟练掌握用左手定则判断安培力的方向，会计算匀强磁场中安培力的大小
3．熟练掌握用左手定则判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小
4．认识磁感线与电场线的异同、会比较安培力与电场力及洛伦兹力的异同
5．带电粒子在匀强磁场中或在复合场中的运动规律分析。
（二）过程与方法
1、列表疏理重要的知识点
2、运用类比法加深对概念的理解，编写快捷记忆口诀，帮助学生区分安培定则及左手定则
3、利用学案导学，讲解与练习相结合
（三）情感态度与价值观、能力培养
1、通过类比各物理概念的联系与区别，让学生体会物理概念的严谨性，不同物理知识之间紧密联系的奥妙，培养在理解物理量时举一反三的能力。
2、通过带电粒子在电磁场中运动的实例分析与练习，让学生体会把力学与电磁学知识成功地综合运用的快乐以及提高学生把理论联系到实际的能力。
四、教学重、难点：物理概念的深刻含义、带电粒子在匀强磁场中或复合场中的运动分析
五、教学策略：
对重要知识点建立框图，力求简明扼要；疏理知识点时把抽象概念多与学生相对
熟悉的知识进行类比，并编写快捷记忆口诀，帮助学生加深理解；利用学案导学，侧重带电粒子在电磁场中的运动实例分析，并注意启发学生思维、讲练结合。
六、教具：多媒体课件，学案，
七、教学过程：
教学环节教师活动学生活动教学目的
（一）梳理基础知识
（二）
整合拓展
一、提出三个基本问题，学生回答后再小结：
1．磁场存在于何处？
2．磁场的基本特性是什么？
3．什么是磁现象的电本质？
二、用PPT演示本章的基础知识：
1、加深学生对磁感应强度及磁感线的理解，讲解磁感线时引导学生与电场线作比较，找异同点。
2、复习安培定则及左手定则，并编记忆口诀帮助学生区分两个定则的用法。
3、复习磁通量及其计算式，安培力及洛伦兹力的大小计算
4、带电粒子在匀强磁场中的运动分析方法及相关的应用实例，并指出在研究带电粒子在磁场中的圆周运动问题，着重把握“一找圆心，二找半径，三找周期或时间”的规律（对于带电粒子在磁场中的圆周运动问题，着重把握“一找圆心，二找半径，三找周期或时间”的规律）
分类型对本章的主要考点进行逐个击破：
类型一安培力的有关应用
1．结合左手定则判断安培力的方向．
2．关于安培力与其他力共同作用于物体的问题，求解中往往结合受力分析、能量守恒等知识．
讲解例1、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3－T－1所示．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
让学生先读题，教师再提示：电流与电流之间的作用力是一种什么力？学生回答：安培力。教师再进一步启发：C点导线受到的是哪些磁场施加的安培力？要判断安培力的方向，就是先判断什么？
学生回答：a和b电流产生的磁场；先判断磁场的方向。
教师再引导：电流产生的磁场方向用什么宝则来判断？
学生回答：安培定则。教师表示赞同然后一边复习安培定则的记忆口诀：“右手指弯如螺线，安培定则判磁向”，一边让学生分别判断a和b电流产生的磁场在C点的方向。
教师设问：现在怎么样判断C受到的安培力方向？
学生回答：左手定则。然后动手完成例1的问题。
教师小结：电流与电流之间的相互作用是通过磁场产生的，所以要先用安培定则判断磁场的方向，再用左手定则判断受力的方向。如果除安培力后，还受到其他的力，一般还要画受力图，结合物体的运动状态，利用牛顿运动定律来求解：引入变式1的训练。
老师巡查学生练习的情况，然后再小结解题的步骤：先判断安培力的方向及列出其计算公式，再画出导线的受力图，结合共点力平衡条件列方程求解。
类型二带电粒子在电磁场中的运动的实例分析
师：用PPT复习质谱仪、回旋加速器及电磁流量计的原理，然后演示相应例题，让学生先思考，老师再讲解分析思路，再让学生完成相应的变式练习，老师巡查学生练习，然后作针对性讲解，以加深学生对带电粒子在电磁场中运动的实例分析方法的理解与熟悉程度
类型三洛伦兹力引起的动态问题
洛伦兹力的大小与带电粒子运动的速度有关，粒子速度的变化会引起洛伦兹力的变化，又会连锁引起摩擦力的变化，这样粒子的受力情况发生变化，因此引起了其运动状态的变化．
教师用PPT演示例2，让学生认真读题，并提示从受力分析开始入手，
再分析小球的运动情况(包括速度和加速度)，要特别注意临界条件，还有动能定理与功能关系的应用。
再让学生动手求解该题，教师巡查学生练习的情况，再针对学生解答中出现的问题进行分析，然后小结求解这类问题的一般方法：
1、先分析研究对象的受力情况，画出受力图
2、再分析对象的运动情况(包括速度和加速度)，要特别注意临界条件
3、不要忘记用动能定理及功能关系帮助解题
类型四带电粒子在复合场中的运动
教师归纳带电粒子在复合场中的运动性质，让学生做笔记
带电粒子在电场和磁场两种场中运动的性质：
(1)在电场中
①当粒子运动方向与电场方向平行时，做匀变速直线运动；
②当粒子垂直于电场方向进入时，做匀变速曲线运动(类平抛运动)；
(2)在磁场中
①当粒子运动方向与磁场方向一致时，不受洛伦兹力作用，做匀速直线运动；
②当粒子垂直于匀强磁场方向进入时，做匀速圆周运动
教师用PPT演示例3，让学生先认真读题，分析粒子的运动过程，老师在与学生一起分析时提示：求解此类问题的一般方法是：借助示意图把物理过程划分为几个阶段，考虑每个阶段的运动特点和所遵循的规律（强调：对于带电粒子在磁场中的圆周运动问题，着重把握“一找圆心，二找半径，三找周期或时间”的规律）。
让学生根据提示动手做题，老师巡查学生练习的情况，然后用PPT演示解答过程，并从中指出学生答题中出现的主要错误。再用PPT展示题目点评。
老师让学生做变式练习，边巡查学生练习的情况，边作出提示。
在学案中回答老师提出的问题，然后边听讲解边思考老师在复习基础知识过程中提出的问题。
学生在教师的引导下思考回答问题，先完成例1，再完成学案中相应的变式练习
在老师的引导下思考解答例2，认真听老师讲解，并做笔记
学生做笔记
学生在教师的引导下思考回答问题，再完成例1，及学案中相应的变式练习
让学生认识本章的研究重点就是磁场的性质，并对基础知识加深理解。
加强学生对知识重、难点的理解及运用能力
加强学生综合解题能力
让学生加深对带电粒子在复合场中运动的分析方法的理解与掌握。
（四）小结、作业布置教师小结：
1、安培定则与左手定则的区分快捷记忆口诀：
右手指弯如螺线，安培定则判磁向；
左手五指一平面，左手定则判力向。
2、在研究带电粒子在磁场中的圆周运动问题，着重把握“一找圆心，二找半径，三找周期或时间”的规律
作业：1、完成导学案中未完成的题目
2、复习阅读辅助教材，整理基础知识，处理错题
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认真听讲，认真体会，并做笔记
扩展阅读
高考物理考点重点磁场复习
第六课时单元知识整合
本章知识结构
1．磁场的基本的性质从本质上看是对处于磁场中的运动电荷有力的作用。
2．磁场中某点的磁场方向可描述为①小磁针静止时N极的指向；②磁感应强度的方向；③通过该点磁感线的切线方向。
3．磁感线不是真实存在的曲线，而是为了形象描绘磁场而假想的。磁感线的疏密表示磁场的强弱；磁感线的切线方向表示磁场的方向；磁感线是闭合的曲线。地磁场的磁感线大体从地理南极附近出发到达地理北极附近，而内部又大体从地理北极到地理南极。
4．磁感应强度的定义式为B＝，条件为电流的方向和磁场方向垂直。
5．通电螺线管的磁感线分布与条形磁铁的磁感线分布类似，直线电流的磁场的磁感线分布特点是内密外疏的一组同心圆，电流的磁场方向用安培定则来判断。
6．安培力是电流在磁场中的受力，当电流方向和磁场方向垂直时，电流受到的安培力最大，且F＝；当电流方向和磁场方向平行时，电流受到的安培力最小，且F＝；安培力的方向由左手定则来判断。特点是安培力的方向总是垂直于电流方向和磁场方向决定的平面。
7．洛伦兹力是运动电荷在磁场中的受力。当电荷的运动方向和磁场方向垂直时，电荷受到的洛伦兹力最大，且F洛＝；当电荷的运动方向和磁场方向平行时，电荷受到的洛伦兹力最小，且F洛＝；由于洛伦兹力的方向始终与电荷的运动方向垂直，因此洛伦兹力对电荷不做功。
8．带电粒子垂直进入磁场时，在洛伦兹力作用下将做匀速圆周运动。轨道半径R＝，周期T＝。
1．类比与迁移：通过电场与磁场，电场线与磁感线，电场强度与磁感应强度，电场力与洛伦兹力等相关知识和概念的类比，找出异同点，促进正向迁移，克服负迁移，深化新旧知识的学习。
2．空间想象与转化：由于安培力(或洛伦兹力)的方向与磁场方向、电流方向(或运动电荷方向)之间存在着较复杂的空间方位关系，因此要注意空间想象能力的培养，同时要善于选择合理角度将立体图转化为平面视图，以便于分析。
3．几何知识的灵活应用：粒子在有界磁场中的圆周运动问题中圆心的确定，圆心角、半径的确定往往都要用到几何知识，然后根据物理知识求解相关物理量，体现着数理知识的有机结合。
4．假设法：为了探明磁铁的磁场与电流的磁场的关系，安培假设分子周围存在环形电流。每个环形电流使每个分子成为一个小磁铁，从而得出了磁现象的电本质。
5．极限法：带电粒子在复合场中的运动有关动态分析，临界现象等可用极限法辅助分析。
6．判别物体在安培力作用下的运动方向，常用方法有以下四种：
(1)电流元受力分析法：即把整段电流等效为很多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向。
(2)特殊值分析法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置(如转过90°)后再判定所受安培力方向，从而确定运动方向。
(3)等效分析法：环形电流可以等效成条形磁铁、条形磁铁也可等效成环形电流、通电螺线管可等效成很多的环形电流来分析。
(4)推论分析法：①两电流相互平行时无转动趋势，方向相同相互吸引；方向相反相互排斥。②两电流不平行时有转动到相互平行且方向相同的趋势。
知识点一安培定则的应用
【例1】如图所示，两根无限长的平行导线水平放置，两导线中均通以向右的、大小相等的恒定电流I，图中的A点与两导线共面，且到两导线的距离相等，则这两根通电导线在该点产生的磁场的磁感应强度的合矢量（）
A．方向水平向右B．方向水平向左
C．大小一定为零D．大小一定不为零
导示:由安培定则可判断出两电流在A产生的磁场方向相反，又A点与两导线共面，且等距，故在感应强度的合矢量大小一定为零，故选C。
知识点二安培力的计算
【例2】一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示，导线上的电流由左向右流过.当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90°的过程中，导线所受的安培力
A.大小不变，方向也不变
B.大小由零逐渐增大，方向随时改变
C.大小由零逐渐增大，方向不变
D.大小由最大逐渐减小到零，方向不变
导示:安培力F=BILsinθ，θ为导线与磁感应强度方向的夹角，由图可知，θ的变化是由0°增大到900°，所以安培力大小由零逐渐增大，方向不变，故选C。
知识点三复合场中的能量转化
抓住过程中做功的特点和动力学知识进行求解。
【例3】(07海安期终)如图所示，虚线上方有场强为E的匀强电场，方向竖直向下，虚线上下有磁感应强度相同的匀强磁场，方向垂直纸面向外，ab是一根长的绝缘细杆，沿电场线放置在虚线上方的场中，b端在虚线上，将一套在杆上的带正电的小球从a端由静止释放后，小球先作加速运动，后作匀速运动到达b端，已知小球与绝缘杆间的动摩擦系数μ＝0.3，小球重力忽略不计，当小球脱离杆进入虚线下方后，运动轨迹是半圆，圆的半径是/3，求带电小球从a到b运动过程中克服摩擦力所做的功与电场力所做功的比值。
导示:①小球在沿杆向下运动时，受向左的洛仑兹力F，向右的弹力N，向下的电场力qE，向上的摩擦力f。有：
F＝Bqv，N＝F＝Bqv0
∴f＝μN＝μBqv
当小球作匀速运动时，qE＝f＝μBqv0
②小球在磁场中作匀速圆周运动时，
又∴vb＝Bq/3m
③小球从a运动到b过程中，由动能定理得
所以：
知识点四带电粒子在组合场中的多个过程
带电粒子在组合场中的多个运动过程，应针对每个过程特点进行分析，分别找出相应规律解题。
【例4】(07广东卷)如图所示，K与虚线MN之间是加速电场.虚线MN与PQ之间是匀强电场，虚线PQ与荧光屏之间是匀强磁场，且MN、PQ与荧光屏三者互相平行.电场和磁场的方向如图所示.图中A点与O点的连线垂直于荧光屏.一带正电的粒子从A点离开加速电场，速度方向垂直于偏转电场方向射入偏转电场，在离开偏转电场后进入匀强磁场，最后恰好垂直地打在荧光屏上.已知电场和磁场区域在竖直方向足够长，加速电场电压与偏转电场的场强关系为U=Ed，式中的d是偏转电场的宽度，磁场的磁感应强度B与偏转电场的电场强度E和带电粒子离开加速电场的速度关系符合表达式=，若题中只有偏转电场的宽度d为已知量，则：（1）画出带电粒子轨迹示意图；
（2）磁场的宽度L为多少？（3）带电粒子在电场和磁场中垂直于方向的偏转距离分别是多少？
导示:（1）轨迹如图所示：
（2）粒子在加速电场中由动能定理有
粒子在匀强电场中做类平抛运动，设偏转角为，有：，，，，U=Ed
由以上各式解得：θ=45
由几何关系得：离开偏转电场速度为
粒子在磁场中运动，由牛顿第二定律有：qvB=mv2R
在磁场中偏转的半径为：
，
由图可知，磁场宽度L=Rsinθ=d
（3）由几何关系可得：带电粒子在偏转电场中距离为，在磁场中偏转距离为：
1．一根用导线绕制的螺线管，水平放置，在通电的瞬间，可能发生的情况是（）
A.伸长B.缩短C.弯曲D.转动
2．在同一水平面内的两导轨互相平行，相距2m，置于磁感应强度大小为1.2T，方向竖直向上的匀强磁场中，一质量为3.6kg的铜棒垂直放在导轨上，当棒中的电流为5A时，棒沿导轨做匀速直线运动，则当棒中的电流为8A时，棒的加速度大小为________m／s2.
3．(07全国卷）如图所示，在坐标系Oxy的第一象限中在在沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E。在其它象限中在在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，A是y轴上的一点，它到坐标原点O的距离为h；C是x轴上的一点，到O点的距离为l，一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域，继而通过C点进入磁场区域，并再次通过A点，此时速度方向与y轴正方向成锐角。不计重力作用。试求：
（1）粒子经过C点时速度的大小和方向；
（2）磁感应强度的大小B。
参考答案
1．B
2．a=2m／s2
3．（1）粒子经过C点时的速度方向与x轴的夹角为α，则
（2）
第二章磁场（复习学案）
一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备，作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，有效的提高课堂的教学效率。你知道怎么写具体的教案内容吗？急您所急，小编为朋友们了收集和编辑了“第二章磁场（复习学案）”，相信您能找到对自己有用的内容。
第二章磁场（复习学案）
第一节指南针与远洋航海
第二节电流的磁场
例1、把一条导线（南北方向）平行地放在小磁针的上方，给导线中通入电流。问将发生什么现象？
例2、如图所示，在通有恒定电流的螺线管内有一点P，过P点的磁感线方向一定是：（）
A．从螺线管的N极指向S极；
B．放在P点的小磁针S极受力的方向；
C．静止在P点的小磁针N极指的方向；
一、选择题
1、首先发现电流磁效应的科学家是()
A.安培B.奥斯特C.库仑D.麦克斯韦
2、正在通电的条形电磁铁的铁心突然断成两截，则两截铁心将（）
A．互相吸引．B．互相排斥．C．不发生相互作用．D．无法判断．
3、如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（）
A．向右飞行的正离子．B．向左飞行的正离子．
C．向右飞行的负离子．D．向左飞行的负离子．
1、如图所示，环形导线的A、B处另用导线与直导线ab相连，图中标出了环形电流磁场的方向，则C和D接电源正极的是______，放在ab下方的小磁针的________极转向纸外.
2、如图所示所在通电螺丝管内部中间的小磁针，静止时N极指向右端，则电源的c端为________极，螺线管的a端为_________极．
3、如图所示，可以自由转动的小磁针静止不动时，靠近螺线管的是小磁针_________极，若将小磁针放到该通电螺线管内部，小磁针指向与图示位置时的指向相___________（填“同”或“反”）．
3、在下面如图所示的各图中画出导线中通电电流方向或通电导线周围磁感线的方向．其中（a）、（b）为平面图，（c）、（d）为立体图．
第三节磁场对通电导线的作用
1．下列说法正确的是（）
A．磁场中某处磁感强度的大小，等于长为L，通以电流I的一小段导线放在该处时所受磁场力F与乘积IL的比值．
B．一小段通电导线放在某处如不受磁场力作用，则该处的磁感应强度为零．
C．因为B＝F／IL，所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力F的大小成正比，与IL的大小成反比．
D．磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关．
2．两条导线AB和CD互相垂直，如图所示，其中的AB固定，CD可自由活动，两者相隔一小段距离，当两条导线分别通以图示方向的电流时，垂直纸面向里看导线CD将（）
A．顺时针方向转动，同时靠近AB．
B．逆时针方向转动，同时靠近AB．
C．顺时外方向转动，同时远离AB．
D．逆时针方向转动，同时远离AB．
5．如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点．棒的中部处于方向垂直纸面向里的句强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时是线上有拉力．为了使拉力等于零，可以：()
A．适当减小感应强度．
B．使磁场反向．
C．适当增大电流强度．
D．使电流反向．
1、通电导体在磁场中要________的作用，它受力的方向跟________方向和________方向有关，而且这个力的方向既跟________方向垂直，又跟________方向垂直．
第四节磁场对运动电荷的作用
第五节、磁性材料
典型例题
例1、运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做。
例2、试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.
基础练习
一、选择题
1、如图中表示磁场B，正电荷运动方向和磁场对电荷作用力F的相互关系图，这四个图中画得正确的图是（其中B、F、V两两垂直）（）
2、下列说法正确的是（）
A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用．
B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零．
C．洛伦兹力即不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的动量．
D．洛伦兹力对带电粒子永不做功．
3、一束电子从上向下运动，在地球磁场的作用下，它将：（）
A．向东偏转．B．向西偏转．
C．向南偏转．D．向北偏转．
5、把磁铁靠近铁棒，铁棒会被磁化，这是由于：（）
A．铁棒两端出现电荷
B．铁棒受到磁铁的吸引力
C．铁棒内的分子电流取向杂乱无章造成的
D．铁棒内的分子电流取向大致相同造成的
高考物理知识网络磁场复习教案
一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，高中教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助授课经验少的高中教师教学。高中教案的内容具体要怎样写呢？为了让您在使用时更加简单方便，下面是小编整理的“高考物理知识网络磁场复习教案”，欢迎您参考，希望对您有所助益！
第十一章磁场
本章重点研究了磁场产生的本质、磁场的描述和磁场力的性质。研究了磁场对电流、对运动电荷的作用特点，以及电流、运动电荷在磁场或复合场中所处状态和它们的运动。通过本章的学习，同学们能够进一步巩固和加深对力学、电学等基本规律的理解，加强力、热、电、磁知识的联系，有效地提高综合运用知识分析、推理以及解决实际问题的能力。
知识网络
产生运动电荷永磁体
通电导体安培定则
磁感应强度大小、方向
描述磁感线假想曲线、模型
磁通量
磁场
对电流的作用安培力
性质
对运动电荷的作用洛仑兹力
带电粒子在磁场中的圆周运动半径、周期
应用
带电粒子在复合场中的运动质谱仪、速度选择器、磁流体发电机
专题一磁场及描述磁场的基本概念
【考点透析】
一、本专题考点：本专题为Ⅰ类要求。
二、理解和掌握的内容
1．磁现象的电本质磁体周围的磁场和电流周围的磁场一样，都是由运动电荷产生的。
2．磁场的方向、磁感线、电流的磁场（安培定则）
（1）磁场的方向：规定在磁场中的任意一点，小磁针北极所受磁场力的方向，就是该点磁场的方向。
（2）磁感线：在磁场中画一系列有向曲线，这些曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。
（3）直线电流的磁场：磁感线为以导线为圆心的同心圆，其方向用安培定则判定：右手握住通电导线，大拇指指向电流方向，其余四指指向磁感线的环绕方向；离通电导线越远，磁场越弱。环形电流的磁场和通电螺线管的磁场：与条形磁铁相似，方向也可以用安培定则判定：右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向为螺线管的N极。
3．磁感强度：磁场最基本的性质是对放入其中的电流或运动电荷有力的作用。电流垂直于磁场时磁场力最大，平行时磁场力等于零。
在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场力F与电流强度I和导线长度L的乘积的比值叫做该处的磁感强度。定义式为：B=F/IL，磁感强度的方向就是该点的磁场的方向。
匀强磁场：如果某个区域内磁感强度的大小处处相等，方向相同，那么，这个区域的磁场就是匀强磁场。如：两个较大的异名磁极之间（除了边缘以外）、长螺线管内部（除了两端以外）都可以看作匀强磁场。匀强磁场中的磁感线是平行等间距的。
4．磁通量：穿过某一面积的磁感线条数，就叫做穿过这个面积的磁通量。磁通量是标量。定义式为：ф=BSsinθ，θ为面积S与磁感强度B之间的夹角，此式只适用于匀强磁场。磁通量的单位是韦伯（Wb）。
注意：穿过某一面积的磁通量与线圈的匝数无关；磁通量随磁感线从不同方向穿过面积时正负符号不同；计算磁通量时要用和磁通。
【例题精析】
例1关于磁通量的说法正确的是（）
A．磁通量是反映磁场强弱的物理量
B．某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数
C．在磁场中所取的面积越大，穿过该面的磁通量一定越大
D．穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零
解析：磁通量是磁感强度与垂直磁场方向的面积的乘积，它可以理解为穿过磁场中某面积的磁感线的总条数，但并不表示磁场的强弱和方向，故A错；可以假想一个条形磁铁，外面套有两个线圈去比较磁通量，从而判断出B正确，也要注意和磁通的问题和磁场与面积是否垂直等因素，故C错；因为磁感线是闭合曲线，所以D正确。
例2将一块边长为a的立方体导体均匀拉长为直径为d的细圆柱后再组成闭合回路，将其置于磁感强度为B的匀强磁场中时，穿过这个回路的最大磁通量是多少？
解析：要使穿过该回路的磁通量最大，一方面要使磁场方向垂直回路平面；另一方面回路面积应该最大，所以将立方体拉成细圆柱导线以后应该围成一个圆形回路。
因为导体拉伸过程中体积不变，由此可以通过数学方法求得回路最大面积S，进一步求出最大磁通量。
设边长为a的立方体均匀拉长为直径为d的细圆柱导线后总长度为L，围成的圆形半径为R，面积为S，由题意有：
a3=πL（d/2）2
L=2πR
S=πR2
以上三式联立可解得S=4a6/π3d4
代入φ=BSsinθ，得回路的最大磁通量为φM=4Ba4/π3d4。
【能力提升】
Ⅰ知识与技能
1．由磁感强度的定义式B=F/IL可知（）
A．磁感强度与通电导线受到的磁场力F成正比，与电流强度和导线的长度的乘积成反比
B．磁感强度的方向与F的方向一致
C．磁感强度由磁场本身决定，与通电导线无关
D．磁感强度是标量，没有方向
2．下列说法正确的是（）
A．奥斯特实验证明了电磁感应现象
B．磁铁周围的磁场和电流的磁场一样，本质上都是由运动电荷产生的
C．电荷与电荷之间的相互作用一定是通过磁场来发生的
D．使用安培定则时，大拇指一定指向磁场方向
3．磁感强度的单位为T，下面的单位与1T不相等的为（）
A．1Wb/m2
B．1kg/（As2）
C．1Ns/（Cm）
D．1V/（sm2）
4．如图11-1所示的四面体OABC，处在OX方向的匀强磁场中，下列关于穿过各个面的磁通量的说法不正确的是（）
A．穿过AOB的磁通量为零
B．穿过ABC的磁通量和穿过BOC的相等
C．穿过AOC的磁通量为零
D．穿过ABC的磁通量大于穿过BOC的磁通量
Ⅱ能力与素质
5．如图11-2所示，两个同心放置的金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两个圆环的磁通量的大小关系为（）
A．a的较大
B．b的较大
C．一样大
D．无法确定
6．如图11-3所示为一个通电螺线管，内部放置一个小磁针，则稳定时小磁针的N极指向（）
A．左侧
B．右侧
C．垂直纸面向里
D．垂直纸面向外
7．如图11-4所示，在通有反向电流的两条平行导线所分出的a、b、c三个区域中，合磁场为零的区域是（）
①只可能出现在b区
②可能出现在a、c区域中的某一个区域
③可能同时出现在a区域和c区域
④有可能没有合磁场为零的区域
A．①②正确
B．②③正确
C．②④正确
D．只有②正确
8．在磁感强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S，匝数为N的线圈，如图11-5所示，将线圈从图示位置绕着ad旋转1800角，则在此过程中，穿过线圈的磁通量的变化量为（）
A．0
B．2BS
C．2NBS
D．NBS
【拓展研究】
9．19世纪20年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是（）
A．由西向东垂直磁子午线
B．由东向西垂直磁子午线
C．由南向北沿着磁子午线
D．由赤道线两极沿着磁子午线
（已知：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线。）
10．超导是当今高科技的热点，当一块磁铁靠近超导体时，超导体会产生强大的电流，对磁体有排斥作用。这种作用可以使磁体悬浮空中，磁悬浮列车采用了这种技术。
（1）超导体产生强大的电流，是由于（）
A．超导体中磁通量很大
B．超导体中磁通量变化率很大
C．超导体电阻较大
D．超导体电阻较小
（2）磁悬浮的原理是（）
A．超导体电流的磁场方向与磁体磁场方向相同
B．超导体电流的磁场方向与磁体磁场方向相反
C．超导体是磁体处于失重状态
D．超导体产生的磁力比磁体的重力大
专题二磁场对电流的作用
【考点透析】
一、本专题考点：磁场对通电直导线的作用，安培力左手定则均为Ⅱ类要求。
二、理解和掌握的内容
1．安培力的大小：F=BILsinθ，θ表示电流与磁感强度的夹角。当θ等于900时，安培力最大；当θ等于00或者1800时，安培力等于零。
2．安培力的方向由左手定则判断：安培力的方向始终垂直磁感强度和电流决定的平面。
3．实验室常用的电流表是磁电式仪表。这种仪表的磁铁和铁芯之间有一个均匀、辐向分布的磁场，这种磁场能够保证通电线圈无论转到什么位置，线圈平面都跟磁场方向平行。于是使得磁力矩的大小只跟电流的大小有关，而跟线圈的位置无关，即磁力矩正比于电流强度。因为弹簧（发条）扭转所产生的反力矩与线圈转过的角度成正比，所以，当两个力矩平衡时，电流正比于表针转过的角度。
【例题精析】
例1如图11-6所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，现给导线通以垂直纸面向里的电流。则通电后与通电前相比较（）
A．磁铁对桌面的压力减小，桌面对磁铁的摩擦力为零
B．磁铁对桌面的压力减小，桌面对磁铁的摩擦力不为零
C．磁铁对桌面的压力增大，桌面对磁铁的摩擦力为零
D．磁铁对桌面的压力增大，桌面对磁铁的摩擦力不为零
解析：如图11-7所示，画出一条通过导线处的磁感线，导线处的磁
场方向水平向左，由左手定则可知，电流受到的安培力方向竖直向上。
根据牛顿第三定律知，电流对磁铁的反作用力方向竖直向下，所以，磁
铁对桌面的压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用。故选C。
思考拓宽：如果长直导线放的位置不是磁铁的正上方，结果又如何？
例2如图11-8所示，在原子反应堆中抽动液态金属或者在医疗
器械中抽动血液等导电液体时，常常使用电磁泵。某种电磁泵的结构
示意图如图所示，把装有液态钠的矩形截面导管（导管是环形的，图
中只画出了其中的一部分）水平放置于匀强磁场中，磁场的磁感强度为B，方向与导管垂直。电流强度为I的电流按图示的方向横向穿过液态钠而且电流方向与磁感强度方向垂直。设导管的截面高为a，宽度为b，导管有长为L的一部分置于磁场中。由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动力而不断地沿着管子向前推进。整个系统是密封的，只有金属钠本身流动，其余部件都是固定不动的。
（1）在图中标出液态钠受磁场驱动力的方向。
（2）假设在液态钠不流动的条件下，求导管横截面上由于受到磁场驱动力的作用而形成的附加压强P与上述各个量之间的关系式。
（3）假设液态钠中每个自由电荷所带的电量为q，单位体积内参与导电的自由电荷数n，求在横穿液态钠的电流I的方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速率。
解析：（1）磁场驱动力的方向沿着导管水平向里且与B、I垂直。
（2）由安培力的计算公式得液态钠所受的磁场力为F=BIa
在垂直于导管横截面方向上所产生的附加压强P=F/S=F/ab
带入得：P=BI/b
（3）由电流强度I=Q/t
在时间t内通过的总电量Q=nqBLVt
所以，参与导电的自由电荷定向移动的平均速率V=I/nqbL
【能力提升】
Ⅰ知识与技能
1．两根固定的平行长直导线a、b中通以等大的同向电流，导线c与a、b在同一平面内，位于中心线OO1一侧，如图11-9所示。当导线c中通以与a、b中反向的电流后，若c能自由运动，则其运动的情况是（）
A．向a靠近
B．向b靠近
C．停在中心线OO1处
D．在中心线OO1处附近左右振动
2．如图11-10所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡。P为水平放置的导线的截面。导线中导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为N1；当导线中通电流时，磁铁对斜面的压力为N2，此时弹簧的伸长量减小了，则（）
A．N1〈N2，P中电流方向向外
B．N1=N2，P中电流方向向外
C，N1〉N2，P中电流方向向内
D．N1〉N2，P中电流方向向外
3．如图11-11所示的天平可以用来测定磁感强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场的方向垂直纸面，当线圈中通有电流I（方向如图所示）时，在天平的左右两端各放上质量分别为m1、m2的砝码，此时天平平衡。当电流反向时（大小不变），右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知磁场的方向和磁感强度大小为（）
A．向里；mg/2NIL
B．向外；mg/2NIL
C．向里；mg/2IL
D．向外；mg/2IL
4．如图11-12所示，两个相同的轻质铝环套在一个光滑的绝缘圆柱体上，两个铝环中通有大小不同但方向相同的电流，则两个铝环的运动情况正确的是（）
A．都绕着圆柱体转动
B．彼此相向运动，而且加速度大小相等
C．彼此相向运动，而且电流大的加速度大
D．两个铝环向两边分开，而且加速度大小相等
5．有一段长为L的通电直导线，每米长度中有N个自由电荷，每个自由电荷的电量都为q，它们定向移动的速率为V，现在加一个匀强磁场，方向垂直导线，磁感强度为B，则磁场对这段导线的安培力大小为（）
A．NqVLB
B．NqBL/V
C．Qvb/NL
D．QVBL/N
Ⅱ能力与素质
6．如图11-13所示，在倾角为300的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的通电直导线，电流大小为I，方向向外。
（1）能使导线静止在斜面上的磁感强度最小为多大？方向如何？
（2）如果加一个水平向右的匀强磁场能使导线静止，此时磁感强度大小为多少？
7．如图11-14所示，宽度为L=0.25m的“U”形金属框架上连有一个电池（电动势12V，内阻不记）和一个滑动变阻器，框架与水平面的夹角为300。在垂直框架方向上放有一个质量为200g的导体棒，导体棒与框架之间的动摩擦因数为√3/6，整个装置放在磁感强度为0.8T，方向垂直框架斜向上的匀强磁场中。假设导体棒与框架之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，而且其余部分电阻均不计，g=10m/S2。求：滑动变阻器的阻值在什么范围内，导体棒能够静止在框架上？
【拓展研究】
8．根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮。其原理是把待发射的炮弹（导体）放在磁场中的两个平行导轨上，给导轨通以较大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿着导轨加速运动，并且以某一速度发射出去，如果想提高某种电磁炮的发射速度，理论上可以怎么办？（增大磁感强度、增大电流
延长导轨长度。）
专题三磁场对荷的作用
【考点透析】
一、本专题考点：磁场对运动电荷的作用，洛仑兹力，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周均为Ⅱ类要求。
二、理解和掌握的内容
1．磁场对运动电荷的作用力——洛仑兹力
（1）大小：f=BqV其中V与B垂直
（2）方向：左手定则判断。四指指向正电荷的运动方向，磁场方向垂直穿过手心，伸开的拇指指向受力方向。
2．带电粒子以速度V垂直磁场进入匀强磁场后，做匀速圆周运动。
半径：R=mv/qB
周期：T=2πm/qB
3．洛仑兹力不做功
4．洛仑兹力与安培力的关系
安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现，洛仑兹力是安培力的微观解释。
5．在研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律时，着重把握“一找圆心，二找半径，三找周期”的规律。
（1）圆心的确定：因为洛仑兹力指向圆心，根据洛仑兹力垂直速度方向，画出粒子的运动轨迹上任意两点（一般是入射点和出射点）的洛仑兹力方向，沿着两个洛仑兹力画出延长线，两个延长线的交点即为圆心。或者利用圆心位置必定在圆中一根弦的中垂线上。
（2）半径的确定：利用相关几何知识作图计算。
（3）粒子在磁场中运动时间的确定：利用圆心角与弦切角的关系进行计算。
（4）注意圆周运动中有关对称规律。
【例题精析】
例1如图11-15所示，一束电子（电量为e）以速度V垂直磁场射入磁感强度为B、宽度为D的匀强磁场中，穿过磁场时电子的速度方向与原来射入的方向之间的夹角为300,则电子的质量为多少?穿过磁场的时间是多少?
解析：电子在磁场中运动，只在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，因此确定圆心的位置，求出半径的大小是解题的关键。
过入射点A作初速度的垂线AC，连接出射点B和入射点A，作其中垂线交AC于点O，即为圆心。用几何知识算出半径为R=2d。
设电子在磁场中的运动时间为t，由eVB=mV2/R
由运动学公式：S=Vt
S=2πR=VT
T=T/12
得：m=2eBd/V
t=πd/3V
例2．如图11-16所示，在XOY平面上，a点坐标为（0，L），平面内一边界通过a点和坐标原点O的圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。有一个电子（质量为m，电量为e）从a点以初速度V平行X轴正方向射入磁场区域，在磁场中运动，恰好从X轴正方向上的b点（图中未标出），射出磁场区域，此时速率方向与X轴正方向的夹角为600，求：
（1）磁场的磁感强度
（2）磁场区域的圆心的坐标
（3）电子在磁场中运动的时间
解析：电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，从a点射入，b点射出磁场区域，所以所求磁场区域的边界通过了a、b、O三点。电子的运动轨迹如图虚线所示，其对应的圆心在O2点。令aO2=bO2，由几何知识得：
R2=（R-L）2+（Rsin600）2
而R=mv/Be
所以，R=2L，B=mV/2eL
电子在磁场中的飞行时间
t=600T/3600=2πL/3V。
由于与圆O1的圆心角aOb=900，所以直线ab为圆形磁场的直径，故磁场区域的圆心O1的坐标为：X=L/2，Y=L/2。
【能力提升】
Ⅰ知识与技能
1．在赤道处沿东西方向放置一根通电直导线，导线中电子定向运动的方向是由东向西，则导线受到地球磁场的作用力的方向为（）
A．向上
B．向下
C．向北
D．向南
2．一个带电粒子，沿着垂直于磁场的方向射入一个匀强磁场，粒子的一段径迹如图11-17所示，径迹上的每一小段都可以近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减少（电量不变）。从图中情况可以确定（）
A．粒子从a到b，带正电
B．粒子从b到a，带正电
C．粒子从a到b，带负电
D．粒子从b到a，带负电
3．如图11-18所示，平行直线ab和cd之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。现分别在ab上某两点射入带正电的粒子M和N，而且M、N的速度方向不同，但与ab的夹角均相等，两粒子都恰好不能穿过边界线cd。如果两粒子质量都为m，电量都为q，两粒子从射入到cd的时间分别为t1和t2，则下列不正确的为（）
A．t1+t2=πm/qB
B．t1+t2=πm/2qB
C．M粒子的初速度大于N粒子的初速度
D．M粒子的轨迹半径大于N粒子的轨迹半径
4．如图11-19所示，在实线所示的圆形区域内有方向垂直圆面向里的匀强磁场，从边缘的A点有一束速率各不相同的质子沿着半径方向射入磁场区域，这些质子在磁场中的运动（）
A．运动时间越长，其轨迹越长
B．运动时间越长，其圆心角越小
C．运动时间越短，射出磁场时的速率越小
D．运动时间越短，射出磁场时速度的方向偏转得越小
5．如图1-20所示，L1和L2为两平行的虚线，L1的上方和L2的下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L2上。带电粒子从A点以初速度V与L2成300角斜向上射出，经过偏转后正好经过B点，经过B点的速度方向也斜向上，不计重力，则下列说法正确的是（）
A．带电粒子经过B点时的速度不一定与在A点的速度相同
B．如果将带电粒子在A点时的速度变大（方向不变），则它仍能经过B点
C．如果将带电粒子在A点的速度方向改为与L2成600角斜向上，它就不一定经过B点了
D．此粒子一定带正电
6．如图11-21所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核（无外层电子）发生某种核变化后产生的两种运动粒子在匀强磁场中的运动轨迹，着可能是（）
A．原子核发生了β衰变
B．原子核发生了α衰变
C．半径较大的圆为反冲核的轨迹
D．反冲核顺时针旋转
Ⅱ能力与素质
7．两个相同的带电粒子，以不同的初速度从P点沿着垂直匀强磁场的方向，而且与直线MN平行的方向射入磁场中，通过a点的速度V1与MN垂直；通过b点的粒子速度V2与MN成600角（如图11-22所示），则它们的速率了之比V1：V2为（）
A．3：2
B．2：3
C．1：2
D．2：1
8．如图11-23所示，在x轴上方存在着垂直与纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，在原点O有一个离子源向X轴上方的各个方向发射出质量为m，电量为q的正离子，速率都为V，对那些在XY平面内运动的离子，在磁场中可能达到的最大X=（），最大Y=（）。
9．一圆形的垂直纸面向里的匀强磁场，如图11-24所示，bc为直径，
弧ab为圆周的1/3，有两个不同的带电粒子从a点射入，速度方向垂直bC线，粒子甲打在b点，粒子乙打在c点。如果甲、乙进入磁场的速度之比为1：，则它们在磁场中运动的时间之比为（）
10．如图11-25所示，在某装置中有一匀强磁场，磁感强度为B，方向
垂直与XOY所在的纸面向外。某时刻正在坐标（L0，0）处，一个质子沿着Y轴的负方向进入磁场，同时，在坐标（-L0，0）处，一个α粒子进入磁场，速度方向垂直磁场。不考虑质子与α粒子的相互作用。设质子的质量为m，电量为e。
（1）如果质子经过坐标原点O，那么它的速度为多大？
（2）如果α粒子与质子在坐标原点相遇，那么α粒子的速度为多大？
专题四带电粒子在复合场中的运动
【考点透析】
一、本专题考点：本专题为Ⅱ类要求。
二、理解和掌握的内容
1．带电粒子在复合场中的运动的基本分析
（1）复合场在这里指的是电场、磁场和重力场并存或其中某两种场并存的情况。此时必须同时考虑带电粒子所受电场力、洛仑兹力和重力等。
（2）当带电粒子在复合场中所受的合外力为零时，粒子将静止或做匀速直线运动。
（3）当带电粒子在复合场中所受的合外力充当向心力时，粒子将做匀速圆周运动。
（4）当带电粒子在复合场中所受的合外力的大小、方向不断变化时，粒子将做曲线运动。
（5）关于粒子重力问题，要看具体问题而定。
2．电场力和洛仑兹力的比较
（1）带电粒子在电场中始终受到电场力；在磁场中不一定受到洛仑兹力
（2）电场力的大小与粒子速度无关；洛仑兹力受速度制约
（3）匀强电场中带电粒子所受电场力为恒力，匀强磁场中带电粒子所受洛仑兹力为变力。
（4）电场力可以改变速度大小和方向，洛仑兹力只能改变速度方向，不能改变速度大小，电场力可以对带电粒子做功，洛仑兹力不会做功。
【例题精析】
例1如图11-26所示，在X0Y平面内，有E=12N/C的匀强电场和B=2T的匀强磁场。一个质量为m=4.0×10-5Kg、电量q=2.5×10-5C的正电微粒，在XOY平面内做直线运动到原点O时，撤去磁场，经过一段时间后，带电微粒运动到X轴上的P点。
求：（1）PO之间的距离。
（2）带电微粒由O到P的时间。
（3）带电微粒到达P点的速度大小。
解析：由题意可知，微粒在空间的直线运动只能是重力、电场力、洛仑兹力的合力为零的匀速直线运动。所以方向关系如图所示。撤去磁场后，从O到P将做类平抛运动，由tanα=Eq/mg，BqV=解得α=370，V=10m/S；再由平抛知识得出t=1.2S，则OP=Vt/cos370=15m，从O到P由EqOP=mVP2/2–mV2/2，解得VP=18m/S。
思考拓宽：带电体进入混合场后，根据受到的重力、电场力、洛仑兹力的特点以及相关联系判断运动状况。若三力平衡，则一定做匀速直线运动；若重力与电场力平衡，一定做匀速圆周运动；若合力不为零而且与速度方向不垂直，就做复杂的曲线运动。但是洛仑兹力不做功，就可以用能量守衡定律后动量守衡定律解题。
例2如图11-27所示，玻璃管内抽成真空，阴极K加热后能发射电子。电子在K、A之间被加速后通过小孔A，沿着两极板正中央前进时打到荧光屏的中央，形成一个光点O，C、D为电容器的两个极板，在其间可以产生匀强电场，在电容器间有垂直纸面向里的匀强磁场。若电容器的极板成为L，极板间距为d，电容器右边缘到荧光屏的距离为S，电子从阴极K射出时的初速度很小。
（1）若磁场的磁感强度B，当调整电容器上的偏转电压到U0时，电子束恰好能匀速通过电磁场区域，打到荧光屏上的O点。则能通过电磁场区域的电子的速度多大？
（2）将电场撤去，只保留磁场，则电子飞入磁场后在极板间做圆周运动，
经过时间t后从磁场的右方飞出打到荧光屏上。若电子的质量为m，电量为e，则电子在离开磁场时速度偏离原来方向的角度多大？
（3）将电场撤去，保留磁场，适当调节磁场的强度，使电子紧靠电容器的下极板边缘飞出磁场，打到荧光屏上的P点，求OP之间的距离。
解析：（1）电子做匀速运动，受洛仑兹力f与电场力F等大反向，
f=Evb
f=Ee=EU/d
因为f=F，所以eVB=eU0/d
V=U0=/Bd
（2）电子在磁场中的运动时间为t=αT/2Π
α为电子速度的偏转角，即电子的运动轨迹所对的圆心角。
周期T=2Πm/eB
所以α=2Πt/T=eBt/m
（3）由几何知识可知：r2=L2+（r–d/2）2
解得r=（4L2+d2）/4d
又根据三角形相似得出：Y=4SLd/（4L2-d2）
所以，OP=Y+d/2=4SLd/（4L2–d2）+d/2
【能力提升】
Ⅰ知识与技能
1．如图11-28所示是电视机显象管的偏转线圈示意图，它由绕在磁环上的两个相同的线圈串联而成，线圈中通有方向如图所示的电流。当电子束从磁环中心由里向外射出时，它将（）
A．向上偏转
B．向下偏转
C．向左偏转
D．向右偏转
2．A、B两种离子化合物只含M、N两种元素，A、B中M元素的质量分数分别为30.4%和25.9%，若A中M、N两离子以相同动量进入同一匀强磁场，半径之比为1：2，则B中M、N两离子以相同动量进入匀强磁场时，半径之比为（）
A．1：5
B．190：87
C．152：435
D．3：4
3．如图11-29所示，空间的某一区域内存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从D点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3的大小，则（粒子重力忽略不计）（）
A．t1=t2=t3
B．t2t1t3
C.t1=t2t3
D.t1=t3t2
4.如图11-30所示,一束正离子从S点沿水平方向射出,在没有电场、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点O，若同时加上电场和磁场后，正离子束最后打在荧光屏上坐标系的第Ⅲ象限中，则所加电场E和磁场B的方向可以是（不计离子重力及其相互作用力）（）
A．E向上，B向上
B．E向下，B向下
C．E向上，B向下
D．E向下，B向上
5．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图11-31所示，抛物线的方程是y=x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y=a的直线（图中虚线所示）。一个质量为m的小金属块从抛物线上y=b处（ba）以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是（）
A．mgb
B.v2/2
C.mg（b-a）
D.mg（b-a）+mv2/2
6．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图11-32所示，离子源S可以发出各种不同的正离子束，离子从S出来时速度很小，可以看作是静止的。离子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，并沿着半圆周运动而到达照相底片上的P点，测得P点到入口处S1的距离为X（）
①若离子束是同位素，则X越大，质子质量越大
②若离子束是同位素，则X越大，质子质量越小
③只要X相同，则离子质量一定相同
④只要X相同，则离子质量之比一定相同
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
Ⅱ能力与素质
7．如图11-33所示，两个水平放置的平行极板之间有正交的匀强电场和匀强磁场。有三个带有同种电荷的带电粒子，以不同的速度从A点沿着极板的中心线射入。第一个粒子沿着AB做直线运动，打在O点。不计重力。则下列说法中不正确的是（）
A．粒子可能带正电，也可能带负电
B．若都是带正电，则第二个粒子入射的速度最大，第三个粒子入射的速度最小
C．若都是带负电，则第二个粒子入射的速度最大，第三个粒子入射的速度最小
D．若都是带负电，则通过场区后，第二个粒子的动能增大，第三个粒子的动能减小
8．如图11-34所示，一个质量为m、电量为q的小金属滑块以某一速度沿着水平放置的绝缘板运动，整个装置所在的空间存在着匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，匀强电场沿着水平方向。滑块与绝缘板之间的动摩擦因数为μ，滑块从A到B是匀速运动，到达B点时与提供电场的电路开关相碰，使电路断开，因而电场立即消失，碰撞使滑块的动能减少为原来的1/4。滑块碰撞后从B点返回到A点的运动恰好是匀速运动，已知滑块从B点到A点所需时间为t，AB长为L。
求：（1）匀强磁场的磁感强度大小。
（2）匀强电场的电场强度大小
（3）滑块在整个过程中克服摩擦力做的功。
9．将氢原子中电子的运动看作是绕氢核做匀速圆周运动，这时在研究电子运动的磁效应，可将电子的运动等效为一个环形电流，环的半径等于电子的轨道半径R。现对一个氢原子加上一个外磁场，磁场的磁感强度大小为B，方向垂直电子的轨道平面。这时电子运动的等效电流用I1来表示。再将磁场反向，但磁场的磁感强度大小不变，这时电子运动的等效电流用I2来表示。假设在加上外磁场以及外磁场反向时，氢核的位置、电子运动的轨道平面以及半径都不变，求外磁场反向前后电子运动的等效电流之差等于多少？（用m和e表示电子的质量和电量）
10．1998年6月2日，由我国科学家丁肇中主持研制的阿尔法磁谱仪有“发现号”航天飞机搭载升空，用来探测宇宙中是否有反物质和暗物质，该探测仪的核心部件----永久磁铁由中国科学院电工研究所设计制造。
反物质与原物质具有相同的质量数，而电荷种类相反。如H、n、e等物质对应的反物质分别为H、n、e，反原子核由反质子和反中子组成，根据反粒子和相应粒子的质量相同而电荷相反，故可以用下列方法探测：
简化原理如图11-35所示，设图中个粒子或反粒子沿着垂直于匀强磁场B的方向（OO1）进入磁谱仪时速度相同，而且氢原子核在OX轴上的偏转位移X0恰为其轨道半径r的一半，试预言反氢核和反氦核的轨迹和在X轴上的偏转位移X1和X2。
如果预言正确，那么当人们观测到这样的轨迹，就证明已经探测到了反氢核和反氦核。
效果验收
1.下列关于磁通量的说法，正确的是（）
A在磁场中穿过某一面积的磁感线的条数，就叫做这个面积的磁通量。
B.在磁场中垂直穿过某一面积的磁感线的条数，就叫做这个面积的磁通量。
C.在磁场中某一面积与该处的磁感强度的乘积，叫做磁通量。
D.在磁场中垂直某一面积的磁感线的条数与该面积的比值叫做磁通量。
2.磁场中某区域的磁感线，如右图11-36所示，则（）
A.a、b两处的磁感强度的大小不等Ba＞Bb
B.a、b两处的磁感强度的大小不等Ba＜Bb
C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
3.如图11-37所示，一束质量、速度和电量不同的正离子垂直射入匀强电场和匀强磁场相互垂直的区域里（图中A），结果发现有些离子保持原来的运动方向未发生偏转。这些离子进入另一匀强磁场中（图中C），又分裂为几束，这些离子的（）
A.电量一定不同
B.质量一定不同
C.速度一定不同
D.荷质比一定不同
4.如图11-38所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动，l与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中错误的是（）
A.液滴一定做匀速直线运动
B.液滴一定带正电
C.电场线方向一定斜向上
D.液滴有可能做匀变速直线运动
5.如图11-39所示，ab为一载流直导线，可在空间移动，电流方向如图所示，现置于一螺线管上方并与螺线管轴线平行，当螺线管中通有图示电流时，导线ab的运动情况是（）
A.a端向里，b端向外，并远离螺线管
B.a端向里，b端向外，并靠近螺线管
C.a端向外，b端向里，并远离螺线管
D.a端向外，b端向里，并靠近螺线管
6.如图11-40所示，绝缘细线下悬挂一个带正电的小球，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，沿圆弧AOB来回摆动，不计空气阻力，A、B为所能达到的最高点，O为平衡位置，比较小球在摆动过程中由A→O与由B→O两种情况，下列说法错误的是（）
A.所用时间tAO=tBO
B.摆过最低点时的速率vAO=vBO
C.摆过最低点时，细线的张力TAO＞TBO
D.摆过最低点时，细线的张力TAO＜TBO
7.如图11-41所示，质量为m、电量为q的带正电的物体，在磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的水平面运动，则下列结论正确的是（）
A.物体速度由v减小到零所用时间等于mv/μ（mg+qBv）
B.物体速度由v减小到零所用时间小于mv/μ（mg+qBv）
C.若另加一个电场强度为μ（mg+qBv）/q，方向水平向左的匀强电场，则物体做匀速运动
D.若另加一个电场强度为μ（mg+qBv）/q，方向竖直向上的匀强电场，则物体做匀速运动
8.如图11-42所示A为带正电的小物块，B是一个不带电的绝缘物块，A、B叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉B物块，使A、B一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段（）
①A、B一起运动的加速度减小
②A、B一起运动的加速度增大
③A、B物块间的摩擦力减小
④A、B物块间的摩擦力增大
A.①③
B.②④
C.①④
D.②③
9．如图11-43所示，在虚线所示宽度范围内，用场强为E的匀强电场可使以初速度v0垂直电场方向入射的某种正离子偏转θ角，在同样宽度范围内若改用方向垂直纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过磁场区域偏转角也为θ角，匀强磁场的磁感强度应是()
10.如图11-44所示，两平行金属板间的匀强磁场磁感强度B与匀强电场E的方向垂直，一质量为m、带电量为q的负离子以速度v从M处垂直于正极板射入平行板内，运动方向发生偏转，当偏转角90O时，离子与正极板相距d，此时离子所受洛沦兹力的大小为()方向为()（离子重力不计）
11.如图11-45所示，质量为m=10-4kg的小球，放在绝缘的水平面上，小球带电量为q=2х10-4C，小球与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，外加匀强电场E=5V/m，匀强磁场磁感应强度B=2T，方向如图，小球由静止开始运动，小球的最大加速度为（）可能达到的最大速度为（）。
12.一个带负电的小球，电量为2.0х10-2C，质量为4.0х10-6kg，如图11-46所示小球以500m/s的速度沿OO‘方向射入并穿过匀强电场区域，发生侧移OA=2cm，穿过电场后的动能为0.6J，不计小球受到的重力，要使这个小球穿过电场区域时不发生偏转，可在这个区域内加一个方向与速度方向垂直的匀强磁场。试在图中标出磁场的方向，并求出磁感强度的大小。
13.如图11-47所示，足够长的绝缘斜面与水平面间的夹角为θ（sinθ=0.6），放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E=50V/m，方向水平向左，磁场方向垂直纸面向外。一个带电量为+4.0х10-2C，质量为0.4kg的光滑小球，以初速v0=20m/s从斜面底端A冲上斜面，经过3s离开斜面，求磁场的磁感应强度，（取g=10m/s2）
14.如图11-48所示，静止在负极板附近的带负电的微粒m1在MN间突然加上电场时开始运动，水平匀速的击中速度为零的中性粒子m2后，粘合在一起恰好沿一段圆弧运动N极板上，如果m1=9.995х10-7kg，带电量为1х10-8C，电场强度E=103V/m，磁感强度B=0.5T，求m1击中m2时的高度，m1击中m2前瞬时速度，m2的质量及m1和m2粘合体做圆弧运动的半径
15.如图11-49所示，水平向右的匀强电场E=4V/m，垂直纸面向里的匀强磁场B=2T质量m=1g带正电的小物块A，从M点沿绝缘粗糙的竖直档板无初速滑下，滑行0.8m到N点时离开档板做曲线运动，在P点时小物块瞬时受力平衡，此时速度与水平方向成450，若P与N的高度差为0.8m，求（1）A沿档板下滑过程中摩擦力所做的功，（2）P与N的水平距离。
16．如图11-50所示，在相距为d=0.02m的两平行金属板间加上600V的电压，在N板附近有一质量为10-3g，带负电
q=-3х10-6c的粒子，无初速的经电场加速后眼沿P进入匀强磁场，偏转后粒子打至Q点，已知PQ=0.4m，（忽略重力作用）求
（1）匀强磁场的磁感应强度B多大？
（2）带电粒子由N至Q总历时多少？
17.如图11-51所示，为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道的半径为R，均匀辅向电场场强为E磁场磁感强度为B，试计算
（1）为使电量为q、质量为m的离子，从静止开始经加速电场加速后沿图中的虚线通过静电分析器，加速电场的电压至少为多大？
（2）离子由O点进入磁分析器后，最终打在乳胶片上的位置A，距入射点O多远？
（3）若有一群带电离子，从静止起经加速电场加速，又经静电分析器和磁分析器后落在同一点A，问该群带电离子有什么共性？
第十一章磁场参考答案
专题一1．C2.B3.D4.D5.A6.A7.C8.B拓展研究1.B2.D,B
专题二1.D2.D3.A4.B5.A6.mg/2IL,垂直斜面向上;mg/IL,水平向右.
7.1.6Ω—4.8Ω
专题三1.A2.B3.B4.D5.B6.A7.C8.2mV/Bq,2mV/Bq9．-1
10.BeL0/2m,BeL0/4m
专题四1.A2.C3.C4.D5.D6.B7.C8.mgt/qL;3μmg/q;3μmgL.9.Be2/2Πm.
10.X1=-(2r–2rcosθ);X2=-(2-/2)r
效果验收
（1）A（2）B（3）D（4）D（5）C（6）C（7）A（8）Ecosθ/v0
（9）竖直向上（10）8m/s210m/s
（11）B的方向垂直纸面向里，大小为0.5T（12）5T
（13）h=100mv=1m/sm2=5х10-10kgr=200m（14）-6х10-3J0.6m
（15）B=100T，t=1.11х10-2S
（16）U=ER/2要求带电离子同为正离子，荷质比相同
磁场
第十二章磁场
第一单元磁场基本性质
知识目标：
一、磁场
1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的基本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用．
2、磁现象的电本质：所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．
二、磁感线
为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线．
1．疏密表示磁场的强弱．
2．每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感应强度的方向．
3．是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极．磁线不相切不相交。
4．匀强磁场的磁感线平行且距离相等．没有画出磁感线的地方不一定没有磁场．
5．安培定则：姆指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个同心圆，每点磁场方向是在该点切线方向
*熟记常用的几种磁场的磁感线：
【例1】根据安培假说的物理思想：磁场来源于运动电荷．如果用这种思想解释地球磁场的形成，根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实．那么由此推断，地球总体上应该是：（A）
A.带负电;B.带正电;
C.不带电;D.不能确定
解析:因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极，根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西，而地球是从西向东自转，所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流，故选A.
三、磁感应强度
1．磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零。
2．在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度l的乘积Il的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度．
①表示磁场强弱的物理量．是矢量．
②大小：B=F/Il（电流方向与磁感线垂直时的公式）．
③方向：左手定则：是磁感线的切线方向；是小磁针N极受力方向；是小磁针静止时N极的指向．不是导线受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向．
④单位：牛/安米，也叫特斯拉，国际单位制单位符号T．
⑤点定B定：就是说磁场中某一点定了，则该处磁感应强度的大小与方向都是定值．
⑥匀强磁场的磁感应强度处处相等．
⑦磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则.
【例2】如图所示，正四棱柱abed一abcd的中心轴线00处有一无限长的载流直导线，对该电流的磁场，下列说法中正确的是（AC）
A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等
B.四条侧棱上的磁感应强度都相同
C.在直线ab上，从a到b，磁感应强度是先增大后减小
D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大
解析:因通电直导线的磁场分布规律是B∝1/r，故A,C正确，D错误．四条侧棱上的磁感应强度大小相等，但不同侧棱上的点的磁感应强度方向不同，故B错误．
【【例3】如图所示，两根导线a、b中电流强度相同．方向如图所示，则离两导线等距离的P点，磁场方向如何？
解析：由P点分别向a、b作连线Pa、Pb．然后过P点分别做Pa、Pb垂线，根据安培定则知这两条垂线用PM、PN就是两导线中电流在P点产生磁感应强度的方向，两导线中的电流在P处产生的磁感应强度大小相同，然后按照矢量的合成法则就可知道合磁感应强度的方向竖直向上，如图所示，这也就是该处磁场的方向．答案：竖直向上
【例4】六根导线互相绝缘，所通电流都是I，排成如图10一5所示的形状，区域A、B、C、D均为相等的正方形，则平均磁感应强度最大的区域是哪些区域？该区域的磁场方向如何？
解析：由于电流相同，方格对称，从每方格中心处的磁场来定性比较即可，如I1在任方格中产生的磁感应强度均为B，方向由安培定则可知是向里，在A、D方格内产生的磁感应强度均为B/，方向仍向里，把各自导线产生的磁感应强度及方向均画在四个方格中，可以看出在B、D区域内方向向里的磁场与方向向外的磁场等同，叠加后磁场削弱．
答案：在A、C区域平均磁感应强度最大，在A区磁场方向向里．C区磁场方向向外．
【例5】一小段通电直导线长1cm，电流强度为5A，把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0．1N，则该点的磁感强度为（）
A．B＝2T；B．B≥2T；C、B≤2T；D．以上三种情况均有可能
解析：由B＝F/IL可知F/IL＝2（T）当小段直导线垂直于磁场B时，受力最大，因而此时可能导线与B不垂直，即Bsinθ＝2T，因而B≥2T。
说明：B的定义式B＝F/IL中要求B与IL垂直，若不垂直且两者间夹角为θ，则IL在与B垂直方向分上的分量即ILsinθ，因而B=F/ILsinθ，所以F/IL=Bsinθ．则B≥F/IL。
【例6】如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a,b,c,d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（AC）
A.直导线中电流方向是垂直纸面向里的
B.C点的实际磁感应强度也为0
C.d点实际磁感应强度为，方向斜向下，与B夹角为450
D.以上均不正确
解析:题中的磁场是由直导线电流的磁场和匀强磁场共同形成的，磁场中任一点的磁感应强度应为两磁场分别产生的磁感应强度的矢量和．a处磁感应强度为0，说明直线电流在该处产生的磁感应强度大小与匀强磁场B的大小相等、方向相反，可得直导线中电流方向应是垂直纸面向里．在圆周上任一点，由直导线产生的磁感应强度大小均为B＝1T，方向沿圆周切线方向，可知C点的磁感应强度大小为2T，方向向右.d点的磁感应强度大小为，方向与B成450斜向右下方．
四、磁通量与磁通密度
1．磁通量Φ：穿过某一面积磁力线条数，是标量．
2．磁通密度B：垂直磁场方向穿过单位面积磁力线条数，即磁感应强度，是矢量．
3．二者关系：B＝Φ/S（当B与面垂直时），Φ＝BScosθ，Scosθ为面积垂直于B方向上的投影，θ是B与S法线的夹角．
【例7】如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，φB、φC分别为通过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是（）
A．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外
B．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里
C．φB＞φC
D．φB＜φC
解析：由安培定则判断，凡是垂直纸面向外的磁感线都集中在是线圈内，因磁感线是闭合曲线，则必有相应条数的磁感线垂直纸面向里，这些磁总线分布在线圈是外，所以B、C两圆面都有垂直纸面向里和向外的磁感线穿过，垂直纸面向外磁感线条数相同，垂直纸面向里的磁感线条数不同，B圆面较少，c圆面较多，但都比垂直向外的少，所以B、C磁通方向应垂直纸面向外，φB＞φC，所以A、C正确．
分析磁通时要注意磁感线是闭合曲线的特点和正反两方向磁总线条数的多少，不能认为面积大的磁通就大．答案：AC
规律方法1.磁通量的计算
【例8】如图所示，匀强磁场的磁感强度B＝2．0T，指向x轴的正方向，且ab=40cm，bc=30cm，ae=50cm，求通过面积Sl（abcd）、S2（befc）和S3（aefd）的磁通量φ1、φ2、φ3分别是多少？
解析：根据φ=BS垂，且式中S垂就是各面积在垂直于B的yx平面上投影的大小，所以各面积的磁通量分别为
φ1=BS1＝2．0×40×30×10－4＝0．24Wb；φ2=0
φ3＝φ1=BS1＝2．0×40×30×10－4＝0．24Wb
答案：φ1＝0．24Wb，φ2＝0，φ3＝0．24Wb
【例9】如图4所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，线圈中的磁通量
A．是增加的；B．是减少的
C．先增加，后减少；D．先减少，后增加
解析：要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况．条形磁铁在N极附近的分布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加．D选项正确．
点评：要知道一个面上磁通量，在面积不变的条件下，也必须知道磁场的磁感线的分布情况．因此，牢记条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电螺线管和通电圆环等磁场中磁感线的分布情况在电磁学中是很必要的．
【例10】如图所示边长为100cm的正方形闭合线圈置于磁场中，线圈AB、CD两边中点连线OO/的左右两侧分别存在方向相同、磁感强度大小各为B1＝0．6T，B2=0．4T的匀强磁场。若从上往下看，线圈逆时针转过370时，穿过线圈的磁通量改变了多少？
解析：在原图示位置，由于磁感线与线圈平面垂直，因此
Φ1＝B1×S/2＋B2×S/2＝（0．6×1/2＋0．4×1/2）Wb=0．5Wb
当线圈绕OO/轴逆时针转过370后，（见图中虚线位置）：
Φ2＝B1×Sn/2＋B2×Sn/2＝B1×Scos370/2＋B2×Scos370/2＝0．4Wb
磁通量变化量ΔΦ=Φ2－Φ1＝（0．4－0．5）Wb=－0．1Wb
所以线圈转过370后。穿过线圈的磁通量减少了0．1Wb．
2.磁场基本性质的应用
【例11】从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子，若到达地球，对地球上的生命将带来危害．对于地磁场对宇宙射线有无阻挡作用的下列说法中，正确的是（B）
A.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强，赤道附近最弱
B.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，南北两极最弱
C.地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同
D.地磁场对宇宙射线无阻挡作用
解析:因在赤道附近带电粒子运动方向与地磁场近似垂直，而在两极趋于平行．
【例12】超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是（D）
①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同．
②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反．
③超导体使磁体处于失重状态．
④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡．
A.①③B.①④C.②③D.②④
解析:超导体中产生的是感应电流，根据楞次定律的“增反减同”原理，这个电流的磁场方向与原磁场方向相反，对磁体产生排斥作用力，这个力与磁体的重力达平衡．
【例13】.如图所示，用弯曲的导线环把一铜片和锌片相连装在一绝缘的浮标上，然后把浮标浸在盛有稀硫酸的容器中，设开始设置时，环平面处于东西方向上．放手后，环平面将最终静止在方向上．
解析:在地表附近地磁场的方向是大致由南向北的，此题中由化学原理可推知在环中有环形电流由等效法可假定其为一个垂直于纸面的条形磁体，而条形磁体所受地磁场的力的方向是南北方向的．
【例14】普通磁带录音机是用一个磁头来录音和放音的。磁头结构如图所示，在一个环形铁芯上绕一个线圈．铁芯有个缝隙，工作时磁带就贴着这个缝隙移动。录音时磁头线圈跟微音器相连，放音时，磁头线圈改为跟扬声器相连，磁带上涂有一层磁粉，磁粉能被磁化且留下剩磁。微音器的作用是把声音的变化转化为电流的变化；扬声器的作用是把电流的变化转化为声音的变化，根据学过的知识，把普通录音机录、放音的基本原理简明扼要地写下来。
解析:（1）录音原理:当由微音器把声音信号转化为电流信号后，电流信号流经线圈，在铁芯中产生随声音变化的磁场，磁带经过磁头时磁粉被不同程度地磁化，并留下剩磁，且剩磁的变化与声音的变化一致，这样，声音的变化就被记录成磁粉不同程度的变化。即录音是利用电流的磁效应。
（2）放音原理:各部分被不同程度磁化的磁带经过铁芯时，铁芯中形成变化的磁场，在线圈中激发出变化的感应电流，感应电流经过扬声器时，电流的变化被转化为声音的变化。这样，磁信号又被转化为声音信号而播放出来。即放音过程是利用电磁感应原理。
【例15】磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B2/2μ,式中B是感应强度,μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△L，并测出拉力F，如图所示．因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B＝
解析:在用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△L的过程中，拉力F可认为不变，因此F所做的功为:W＝F△L.
以ω表示间隙中磁场的能量密度，则间隙中磁场的能量E＝ωV＝ωA△L
又题给条件ω＝B2/2μ，故E＝A△LB2/2μ.
因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，即W=E，故有F△L=A△LB2/2μ
解得
试题展示
1、下列单位中与磁感应强度单位相同有（）
A．B．
C．D．
解：由可知1特。由。由1安及
，可知1特。由1焦=1牛米=1库伏，可知
1牛=1库伏/米，又知1特=，从而可知1特。
此题答案应选A、B、C、D。
2、在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知()
A．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针
B．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针
C．可能是小磁针正上方有电子流自南向北通过
D．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过
解析在赤道上空地磁场方向水平向北，在地磁场的作用下，小磁针的N极只能稳定地水平指
北．当小磁针的N极突然向东偏转，说明小磁针所在位置突然有一指向东边的磁场对小磁针产生磁力的作用．这一磁场既可以是磁体产生的，也可以是电流产生的．在小磁针正东方向，条形磁体N极所产生的磁场在小磁针所在位置是指向西，故A选项不正确．而条形磁铁S极产生的磁场在小磁针所在位置指向东，小磁针N极可能向东偏转，但不是惟一原因；故B选项不正确．当小磁针正上方有电子流通过时，电子流在小磁针所在位置产生的磁场方向为水平方向，若电子流水平自南向北，则经过小磁针的磁场方向为水平向东；若电子流水平自北向南，则其中小磁针的磁场方向为水平向西．故C选项正确．
答案C
3、静电场和磁场对比：（AB）
A．电场线不闭合，磁感线闭合；
B．静电场和磁场都可使运动电荷发生偏转；
C．静电场和磁场都可使运动电荷加速；
D．静电场和磁场都能对运动电荷做功。
4.下列说法中正确的是(BCD)
A．条形磁铁和蹄形磁铁内部磁感线都是从磁铁的北极到南极
B．直线电流磁场的磁感线是以导线上的各点为圆心的同心圆，该圆的平面与导线垂直
C．把安培定则用于通电螺线管时，大拇指所指的方向是螺线管内部磁感线的方向
D．把安培定则用于环形电流时，大拇指所指的方向是中心轴线上的磁感线的方向
5、奥斯特实验中，通电直导线的放置位置是(D)
A．西南方向，在小磁针上方B．东南方向，在小磁针上方
C．平行地面东西方向，在小磁针上方D．平行地面南北方向，在小磁针上方
6、一束电子流沿水平面自西向东运动，在电子流的正上方有一点P，由于电子运动产生磁场在P点的方向为(D)
A．竖直向上B．竖直向下C．水平向南D．水平向北
7、如图两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将（）
A.吸引B.排斥C.保持静止D.边吸引边转动
解析：两个线圈内的电流产生的磁场方向相同，互相吸引。也可以由一个电流受另一个的磁场力判断得相同的结论。
8、如图所示，两根无限长的平行导线水平放置，两导线中均通以向右的、大小相等的恒定电流I，图中的A点与两导线共面，且到两导线的距离相等，则这两根通电导线在该点产生的磁场的磁感应强度的合矢量()
A.方向水平向右B．方向水平向左
C．大小一定为零D．大小一定不为零
解析：本题考查直线电流的磁场及磁感应强度的合成，
由安培定则可判出两电流在A产生的磁场方向相反，又A点与两导线共面，且等距，故磁感应强度的合矢量大小一定为零。选项C正确．
9、19世纪20年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是。（B）?
A．由西向东垂直磁子午线
B．由东向西垂直磁子午线?
C．由南向北沿磁子午线?
D．由赤道向两极沿磁子午线方向?
（注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线）?
【解析】地磁北极在地理南极；地磁南极在地理北极，根据安培定则判知．?
10、根据图中合上电键K后小磁针A向右摆动的现象，分析小磁针B、C的转动方向．
解析合上电键后小磁针A向右移，说明受到向右的力作用，通电螺线管左端相当于S极．根据安培定则，B处导线中的电流方向向左，此电流在B处产生的磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针B的N极受磁场力垂直纸面向外，故小磁针B的N极向外运动．通电螺线管在C处的磁场方向向左，小磁针C的N极受磁场力向左，故小磁针C转动后N极指向左，如图所示．
答案小磁针B的N极向外转动、小磁针C转动后N极指向左．
11、如右图所示，条形磁铁放在水平桌面上，它的正中央的上方固定一与磁铁垂直的通电直导线，电流方向垂直纸面向外，则下面结论正确的是（）
A．磁铁对桌面的压力减小，它不受摩擦力；
B．磁铁对桌面的压力减小，它受到摩擦力；
C．磁铁对桌面的压力加大，它不受摩擦力；
D．磁铁对桌面的压力加大，它受到摩擦力；
解：直线电流磁场中通过磁铁N、S极的磁感线如左图所示。由磁铁N极在磁场中某处所受磁场力方向与该处磁场方向相同，S极在磁场中某处所受磁场力方向与该处磁场方向相反的结论可知，N、S两极所受磁场力的方向应分别如图中、所示。由对称性可知，与的
竖直分量大小相等方向相同，水平分量则大小相等方向相反。以磁铁为研究对象，其受力情况如上图所示。由磁铁在竖直方向平衡可知地面对磁铁弹力N小于磁铁重力G，由牛顿第三定律可知，磁铁对地面的压力N’也小于G。可见与导线中未通电时相比，磁铁对地面的压力变小了。由于磁铁在水平方向没有受到促使它相对地面产生运动趋势的外力，所以不受地面的静摩擦力；磁铁没有沿地运动，也不受地面的滑动摩擦力。
此题答案应选A。
