高考物理总复习《磁场》专题突破学案
高二物理选修3-1-磁场-复习课学案
高二物理选修3-1 磁场复习课学案教学目标：1．知识目标通过例题的讲解，使学生对本章的基本概念和基本规律有进一步地理解，并能熟练应用本章知识分析解决物理问题。
2．能力目标在熟练掌握基本概念、基本规律的基础上，能够分析和解决一些实际问题。
3．物理方法教育目标通过复习，培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力，学习一定的研究问题的科学方法。
复习重点：物理概念的深刻含义、对物理概念的综合性运用教学方法：复习提问，讲练结合，学案导学教具投影片，学案教学过程一、知识整合1．磁极之间的相互作用是通过_______发生的。
磁极在空间产生________ ，_______ 对放入其中的磁极有的作用．2．通电导线的周围存在磁场是由丹麦物理学家发现的．如图，当导线中通有图示的电流时，小磁针Ｎ极将向转动。
奥斯特实验说明_______________________________________。
_________和________有密切的联系．3．磁场不仅对永磁体有力的作用，对通电导线也有力的作用。
实验表明，当电流方向相Ｉ同时，；当电流方向相反时，。
它们的相互作用也是通过来传递的．4．法国学者安培注意到_____ 的磁场与的磁场很相似，由此受到启发，提出了著名的分子电流假说．安培认为，在_______________________________存在着一种——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为，它的两侧是。
5．我们约定，在磁场中的_________，______________的受力方向,为________的磁场方向。
磁感线是在磁场中画出的一些________________这些______________________________都和_____________方向一致．磁感线与电场线的联系与区别：6．直线电流的方向跟磁感线方向之间的关系可以用安培定则来判定：用握住导线，让______________________________,____________________________就是磁感线的环绕方向。
高三复习磁场学案
〔2〕区域、流域、海域的建设、开发利用规划. 环境影响篇章或说明基本概念安培力教学目标：1．掌握电流的磁场、安培定则；了解磁性材料，分子电流假说2．掌握磁感应强度，磁感线，知道地磁场的特点3．掌握磁场对通电直导线的作用，安培力，左手定则4．了解磁电式电表的工作原理5．能够分析计算通电直导线在复合场中的平衡和运动问题.教学重点：磁场对通电直导线的作用，安培力教学难点：通电直导线在复合场中的平衡和运动问题教学过程：一、基本概念1.磁场的产生⑴磁极周围有磁场.⑵电流周围有磁场〔奥斯特〕.安培提出分子电流假说〔又叫磁性起源假说〕，认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的.〔但这并不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的，因为麦克斯韦发现变化的电场也能产生磁场.〕⑶变化的电场在周围空间产生磁场.2.磁场的基本性质磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用〔对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用〕.这一点应该跟电场的基本性质相比较.3.磁场力的方向的判定磁极和电流之间的相互作用力〔包括磁极与磁极、电流与电流、磁极与电流〕，都是运动电荷之间通过磁场发生的相互作用.因此在分析磁极和电流间的各种相互作用力的方向时，不要再沿用初中学过的“同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引”的结论〔该结论只有在一个磁体在另一个磁体外部时才正确〕，而应该用更加普遍适用的：“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，或用左手定则判定.4.磁感线⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线.磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向.磁感线的疏密表示磁场的强弱.⑵磁感线是封闭曲线〔和静电场的电场线不同〕.⑷安培定则〔右手螺旋定则〕：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向.5.磁感应强度〔条件是匀强磁场中，或ΔL 很小，并且L ⊥B 〕.磁感应强度是矢量.单位是特斯拉，符号为T ，1T=1N/〔Ažm 〕=1kg/〔Ažs2〕6.磁通量如果在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S ，则定义B 与S 的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ表示.Φ是标量，但是有方向〔进该面或出该面〕.单位为韦伯，符号为Wb.1Wb=1Tžm2=1Vžs=1kgžm2/〔Ažs2〕.可以认为穿过某个面的磁感线条数就是磁通量.在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下，B=Φ/S ，所以磁感应强度又叫磁通密度.在匀强磁场中，当B 与S 的夹角为α时，有Φ=BSsinα.二、安培力 〔磁场对电流的作用力〕1.安培力方向的判定〔1〕用左手定则.〔2〕用“同性相斥，异性相吸”〔只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时〕. 〔3〕用“同向电流相吸，反向电流相斥”〔反映了磁现象的电本质〕.可以把条形磁铁等效为长直螺线管〔不要把长直螺线管等效为条形磁铁〕.A 【例1】磁场对电流的作用力大小为F ＝BIL 〔注意：L 为有效长度，电流与磁场方向应 〕．F 的方向可用 定则来判定．试判断下列通电导线的受力方向．× × × × ． ． ． ．× × × ． ． ．． × × × ． ． ．× × × ． ． ． ．试分别判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向．通电直导线周围磁场 I BC 【例2】如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流，不计通电导线的重力，仅在磁场力作用下，导线将如何移动？B 【例3】条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会＿＿＿〔增大、减小还是不变？〕.水平面对磁铁的摩擦力大小为＿＿＿.B 【例4】 如图在条形磁铁N 极附近悬挂一个线圈，当线圈中通有逆时针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转？C 【例5】电视机显象管的偏转线圈示意图如右，即时电流方向如图所示.该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？2.安培力大小的计算F=BLIsinα〔α为B 、L 间的夹角〕高中只要求会计算α=0〔不受安培力〕和α=90°两种情况.B 【例6】如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L.匀强磁场磁感应强度为B.金属杆长也为L ，质量为m ，水平放在导轨上.当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止.求：⑴B 至少多大？这时B 的方向如何？⑵若保持B 的大小不变而将B 的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？B【例7】如图所示，半径为R、单位长度电阻为的均匀导体环固定在水平面上，圆环中心为O，匀强磁场垂直于水平面方向向下，磁感应强度为B.平行于直径MON的导体杆，沿垂直于杆的方向向右运动.杆的电阻可以忽略不计，杆于圆环接触良好.某时刻，杆的位置如图，∠aOb=2θ，速度为v，求此时刻作用在杆上的安培力的大小.东宁一中高三物理导学案编制人:孙建国安培力针对训练教学目标：1．掌握电流的磁场、安培定则；掌握磁感应强度，磁感线，知道地磁场的特点2．掌握磁场对通电直导线的作用，安培力，左手定则3．能够分析计算通电直导线在复合场中的平衡和运动问题.教学重点：磁场对通电直导线的作用，安培力教学难点：通电直导线在复合场中的平衡和运动问题限定40分钟完成C类班级完成A级；B类班级完成A、B级；A类班级完成A、B、C级教学过程：A1. 下列说法中正确的是〔〕A.磁感线可以表示磁场的方向和强弱B.磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极C.磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场D.放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极A2.一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，则电子流产生的磁场在z轴上的点P 处的方向是〔A.沿y轴正方向B.沿y轴负方向C.沿z轴正方向D.沿z轴负方向B3.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上有一条形磁铁的N极靠近小磁针B.一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的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水平通过D.可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过C4.两根长直通电导线互相平行，电流方向相同.它们的截面处于一个等边三角形ABC 的A和B处.如图所示，两通电导线在C处的磁场的磁感应强度的值都是B，则C处磁场的总磁感应强度是〔〕A.2BB.BC.0D.BA5.根据安培假说的思想，认为磁场是由于电荷运动产生的，这种思想对于地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对于地球定向移动的电荷，那么由此判断，地球应该〔〕A.带负电B.带正电C.不带电D.无法确定A6. 关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是〔C〕A.跟电流方向垂直，跟磁场方向平行B.跟磁场方向垂直，跟电流方向平行C.既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D.既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直A7.如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取下列四种办法，其中不正确的是A.增大电流IB.增加直导线的长度C.使导线在纸面内顺时针转30°D.使导线在纸面内逆时针转60°C8.如图所示，线圈abcd边长分别为L1、L2，通过的电流为I，当线圈绕OO′轴转过θ角时A.通过线圈的磁通量是BL1L2cosθB.ab边受安培力大小为BIL1cosθC.ad边受的安培力大小为BIL2cosθD.线圈受的安培力大小为BIL1L2cosθC9.如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使M N垂直纸面向外运动，可以A.将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B.将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C.将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D.将a、c端接在交流电源的一端，b、d接在交流电源的另一端B10.〔2000年上海高考试题〕如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为A.F2B.F1－F2C.F1＋F2D.2F1－F2A11.如图所示，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，给导线通以垂直纸面向外的电流，则A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B.磁铁对桌面的压力减小，受到桌面的摩擦力作用C.磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用D.磁铁对桌面的压力增大，受到桌面的摩擦力作用B12.长为L，重为G的均匀金属棒一端用细线悬挂，一端搁在桌面上与桌面夹角为α，现垂直细线和棒所在平面加一个磁感应强度为B的匀强磁场，当棒通入如图所示方向的电流时，细线中正好无拉力.则电流的大小为_______ A.B13.电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g的弹体〔包括金属杆EF的质量〕加速到10 km/s的电磁炮〔常规炮弹速度大小约为2 km/s〕，若轨道宽2 m，长为100 m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_______T，磁场力的最大功率P=_______W〔轨道摩擦不计〕.B14.如图所示，在两根劲度系数都为k的相同的轻质弹簧下悬挂有一根导体棒ab，导体棒置于水平方向的匀强磁场中，且与磁场垂直.磁场方向垂直纸面向里，当导体棒中通以自左向右的恒定电流时，两弹簧各伸长了Δl1；若只将电流反向而保持其他条件不变，则两弹簧各伸长了Δl2，求：〔1〕导体棒通电后受到的磁场力的大小?〔2〕若导体棒中无电流，则每根弹簧的伸长量为多少?C15.如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的通电直导体棒，棒内电流大小为I，方向垂直纸面向外.以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系.〔1〕若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，求磁场的磁感应强度多大？〔2〕若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止，该磁场的磁感应强度多大.东宁一中高三物理导学案编制人:孙建国洛伦兹力带电粒子在磁场中的运动教学目标：1．掌握洛仑兹力的概念；2．熟练解决带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题教学重点：带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动教学难点：带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动教学过程：一、洛伦兹力1.洛伦兹力运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力，它是安培力的微观表现.计算公式的推导：如图所示，整个导线受到的磁场力〔安培力〕为F 安=BIL ；其中I=nesv ；设导线中共有N 个自由电子N=nsL ；每个电子受的磁场力为F ，则F 安=NF.由以上四式可得F=qvB.条件是v 与B 垂直.当v 与B 成θ角时，F=qvBsinθ.2.洛伦兹力方向的判定在用左手定则时，四指必须指电流方向〔不是速度方向〕，即正电荷定向移动的方向；对负电荷，四指应指负电荷定向移动方向的反方向.A 【例1】磁流体发电机原理图如右.等离子体高速从左向右喷射，两极板间有如图方向的匀强磁场.该发电机哪个极板为正极？两板间最大电压为多少？在定性分析时特别需要注意的是：⑴正负离子速度方向相同时，在同一磁场中受洛伦兹力方向相反.⑵外电路接通时，电路中有电流，洛伦兹力大于电场力，两板间电压将小于Bdv ，但电动势不变〔和所有电源一样，电动势是电源本身的性质.〕⑶注意在带电粒子偏转聚集在极板上以后新产生的电场的分析.在外电路断开时最终将达到平衡态.3.洛伦兹力大小的计算带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力，由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式：Bqm T Bq mv r π2,== B 【例2】 如图直线MN 上方有磁感应强度为B 的匀强磁场.正、负电子同时从同一点O 以与MN 成30°角的同样速度v 射入磁场〔电子质量为m ，电荷为e 〕，它们从磁场中射出时相距多远？M射出的时间差是多少？二、带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动是高中物理的一个难点，也是高考的热点.在历年的高考试题中几乎年年都有这方面的考题.带电粒子在磁场中的运动问题，综合性较强，解这类问题既要用到物理中的洛仑兹力、圆周运动的知识，又要用到数学中的平面几何中的圆及解析几何知识.1、带电粒子在半无界磁场中的运动B【例3】一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示.磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图1中纸面向里.〔1〕求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离.〔2〕如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，证明:直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是.2．穿过圆形磁场区.画好辅助线〔半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线〕.偏角可由求出.经历时间由得出.注意：由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心.C【例4】如图所示，一个质量为m、电量为q的正离子，从A点正对着圆心O以速度v 射入半径为R的绝缘圆筒中.圆筒内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.要使带电粒子与圆筒内壁碰撞多次后仍从A点射出，求正离子在磁场中运动的时间t.设粒子与圆筒内壁碰撞时无能量和电量损失，不计粒子的重力..3．穿过矩形磁场区.一定要先画好辅助线〔半径、速度及延长线〕.偏转角由sinθ=L/R求出.侧移由R2=L2-〔R-y〕2解出.经历时间由得出.注意，这里射出速度的反向延长线与初速度延长线的交点不再是宽度线段的中点，这点与带电粒子在匀强电场中的偏转结论不同！B【例5】如图所示，一束电子〔电量为e〕以速度v垂直射入磁感强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°，则电子的质量是，穿透磁场的时间是 .东宁一中高三物理导学案编制人:孙建国带电粒子在磁场中的运动针对训练教学目标：1．掌握洛仑兹力的概念；2．熟练解决带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题教学重点：带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动教学难点：带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动限定40分钟完成C类班级完成A级；B类班级完成A、B级；A类班级完成A、B、C级教学过程：A1．如图所示，竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面，平面上一个钉子O固定一根细线，细线的另一端系一带电小球，小球在光滑水平面内绕O做匀速圆周运动.在某时刻细线断开，小球仍然在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法一定错误的是A.速率变小，半径变小，周期不变B.速率不变，半径不变，周期不变C.速率不变，半径变大，周期变大D.速率不变，半径变小，周期变小B2．如图所示，x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同，电荷量也相同的带正、负电的离子〔不计重力〕，以相同速度从O点射入磁场中，射入方向与x轴均夹θ角.则正、负离子在磁场中A.运动时间相同B.运动轨道半径相同C.重新回到x轴时速度大小和方向均相同D.重新回到x轴时距O点的距离相同B3．电子自静止开始经M、N板间〔两板间的电压为u〕的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示.求匀强磁场的磁感应强度.〔已知电子的质量为m，电量为e〕B4．已经知道，反粒子与正粒子有相同的质量，却带有等量的异号电荷.物理学家推测，既然有反粒子存在，就可能有由反粒子组成的反物质存在.1998年6月，我国科学家研制的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空，寻找宇宙中反物质存在的证据.磁谱仪的核心部分如图所示，PQ、MN是两个平行板，它们之间存在匀强磁场区，磁场方向与两板平行.宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ进入匀强磁场区，在磁场中发生偏转，并打在附有感光底片的板MN上，留下痕迹.假设宇宙射线中存在氢核、反氢核、氦核、反氦核四种粒子，它们以相同速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区，并打在感光底片上的a、b、c、d四点，已知氢核质量为m，电荷量为e，PQ与MN间的距离为L，磁场的磁感应强度为B.〔1〕指出a、b、c、d四点分别是由哪种粒子留下的痕迹?〔不要求写出判断过程〕〔2〕求出氢核在磁场中运动的轨道半径；〔3〕反氢核在MN上留下的痕迹与氢核在MN上留下的痕迹之间的距离是多少?B5．如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸里，磁感应强度为B.一带负电的粒子〔质量为m、电荷量为q〕以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ.求：〔1〕该粒子射出磁场的位置；〔2〕该粒子在磁场中运动的时间.〔粒子所受重力不计〕B6.一个质量为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.C7.圆心为O、半径为r的圆形区域中有一个磁感强度为B、方向为垂直于纸面向里的匀强磁场，与区域边缘的最短距离为L的O＇处有一竖直放置的荧屏M N，今有一质量为m的电子以速率v从左侧沿OO＇方向垂直射入磁场，越出磁场后打在荧光屏上之P点，如图所示，求O＇P的长度和电子通过磁场所用的时间.东宁一中高三物理导学案编制人:孙建国带电粒子在复合场中的运动教学目标：掌握带电粒子在复合场中的运动问题，学会该类问题的一般分析方法教学重点：带电粒子在复合场中的运动教学难点：带电粒子在复合场中的运动教学过程：一、带电粒子在混合场中的运动1．速度选择器正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器.带电粒子必须以唯一确定的速度〔包括大小、方向〕才能匀速〔或者说沿直线〕通过速度选择器.否则将发生偏转.这个速度的大小可以由洛伦兹力和电场力的平衡得出：qvB=Eq，.在本图中，速度方向必须向右.x〔1〕这个结论与离子带何种电荷、电荷多少都无关.〔2〕若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也将增大，粒子的轨迹既不是抛物线，也不是圆，而是一条复杂曲线；若大于这一速度，将向洛伦兹力方向偏转，电场力将做负功，动能将减小，洛伦兹力也将减小，轨迹是一条复杂曲线.B 【例1】某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O 以速度v0向右射去，从右端中心a 下方的b 点以速度v1射出；若增大磁感应强度B ，该粒子将打到a 点上方的c 点，且有ac=ab ，则该粒子带___电；第二次射出时的速度为_____.B 【例2】 如图所示，一个带电粒子两次以同样的垂直于场线的初速度v0分别穿越匀强电场区和匀强磁场区， 场区的宽度均为L 偏转角度均为α，求E ∶B2．回旋加速器：回旋加速器是高考考查的的重点内容之一，但很多同学往往对这类问题似是而非，认识不深，甚至束手无策、，因此在学习过程中，尤其是高三复习过程中应引起重视.〔1〕有关物理学史知识和回旋加速器的基本结构和原理1932年美国物理学家应用了带电粒子在磁场中运动的特点发明了回旋加速器，其原理如图所示.A0处带正电的粒子源发出带正电的粒子以速度v0垂直进入匀强磁场，在磁场中匀速转动半个周期，到达A1时，在A1A1/处造成向上的电场，粒子被加速，速率由v0增加到v1，然后粒子以v1在磁场中匀速转动半个周期，到达A2/时，在A2/A2处造成向下的电场，粒子又一次被加速，速率由v1增加到v2，如此继续下去，每当粒子经过AA/的交界面时都是它被加速，从而速度不断地增加.带电粒子在磁场中作匀速圆周运动的周期为，为达到不断加速的目的，只要在A A/上加上周期也为T 的交变电压就可以了.即T 电=qBT ｍπ2=实际应用中，回旋加速是用两个D形金属盒做外壳，两个D形金属盒分别充当交流电源的两极，同时金属盒对带电粒子可起到静电屏蔽作用，金属盒可以屏蔽外界电场，盒内电场很弱，这样才能保证粒子在盒内只受磁场力作用而做匀速圆周运动.〔2〕带电粒子在D形金属盒内运动的轨道半径是不等距分布的设粒子的质量为m，电荷量为q，两D形金属盒间的加速电压为U，匀强磁场的磁感应强度为B，粒子第一次进入D形金属盒Ⅱ，被电场加速1次，以后每次进入D形金属盒Ⅱ都要被电场加速2次.粒子第n次进入D形金属盒Ⅱ时，已经被加速〔2n-1〕次.由动能定理得〔2n－1〕qU=Mvn2. ……①第n次进入D形金属盒Ⅱ后，由牛顿第二定律得qvnB=m ……②由①②两式得ｒn=……③同理可得第n+1次进入D形金属盒Ⅱ时的轨道半径rn+1=……④所以带电粒子在D形金属盒内任意两个相邻的圆形轨道半径之比为，可见带电粒子在D 形金属盒内运动时，轨道是不等距分布的，越靠近D形金属盒的边缘，相邻两轨道的间距越小.〔3〕带电粒子在回旋加速器内运动，决定其最终能量的因素由于D形金属盒的大小一定，所以不管粒子的大小及带电量如何，粒子最终从加速器内设出时应具有相同的旋转半径.由牛顿第二定律得q vnB=m……①和动量大小存在定量关系m vn=……②由①②两式得Ek n=……③可见，粒子获得的能量与回旋加速器的直径有关，直径越大，粒子获得的能量就越大.B【例3】一个回旋加速器，当外加电场的频率一定时，可以把质子的速率加速到v，质子所能获得的能量为E，则：①这一回旋加速器能把α粒子加速到多大的速度？②这一回旋加速器能把α粒子加速到多大的能量？③这一回旋加速器加速α粒子的磁感应强度跟加速质子的磁感应强度之比为？〔4〕决定带电粒子在回旋加速器内运动时间长短的因素带电粒子在回旋加速器内运动时间长短，与带电粒子做匀速圆周运动的周期有关，同时还与带电粒在磁场中转动的圈数有关.设带电粒子在磁场中转动的圈数为n ，加速电压为U.因每加速一次粒子获得能量为qU，每圈有两次加速.结合Ekn=知，2nqU=，因此n= .所以带电粒子在回旋加速器内运动时间t =nT=.=.3．带电微粒在重力、电场力、磁场力共同作用下的运动〔1〕带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动.必然是电场力和重力平衡，而洛伦兹力充当向心力.B【例4】一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动.则该带电微粒必然带_____，旋转方向为_____.若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为_____.〔2〕与力学紧密结合的综合题，要认真分析受力情况和运动情况〔包括速度和加速度〕.必要时加以讨论.C【例5】质量为m带电量为q的小球套在竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为μ.匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为E，磁感应强度为B.小球由静止释放后沿杆下滑.设杆足够长，电场和磁场也足够大，求运动过程中小球的最大加速度和最大速度.。
磁场复习学案
磁 场专题一 磁场及描述磁场的基本概念重点难点突破一、理解“磁场方向”、“磁感应强度方向”、“小磁针静止时北极的指向”以及“磁感线切线方向”的关系它们的方向是一致的，只要知道其中任意一个方向，就等于知道了其他三个方向.二、正确理解磁感应强度1.磁感应强度是由比值法定义的，磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，由磁场本身的性质决定，与放入的通电导线的电流大小I 、导线长度L 无关，与通电导线是否受安培力无关，即使不放入通电导体，磁感应强度依然存在；2.必须准确理解定义式B ＝ILF 成立的条件是通电导线垂直．．于磁场放置.磁场的方向与安培力的方向垂直；3.磁感应强度是矢量，遵守矢量分解、合成的平行四边形定则.三、安培定则的应用1.判定直线电流形成的磁场方向：大拇指指电流方向，四指指磁场的环绕方向.2.判定环形电流(或通电螺线管)的磁场方向时，四指指电流方向，大拇指指环内中心轴线(或螺线管内部)的磁感线方向.典例精析1.对磁感应强度的理解【例1】以下说法正确的是( )A.电流元在磁场中受磁场力为F ，则B ＝IL F ，电流元所受磁场力F 的方向即为该点的磁场方向B.电流元在磁场中受磁场力为F ，则磁感应强度可能大于或等于IL F C.磁场中电流元受磁场力大的地方，磁感应强度一定大D.磁感应强度为零的地方，一小段通电直导线在该处一定不受磁场力【解析】判断磁感应强度的大小，需在电流元受力最大的前提下进行，且电流元受磁场力方向与该点磁场方向垂直，故A 错，B 对.电流元在磁场中所受磁场力与其放置的位置有关，电流元受力大的地方磁感应强度不一定大，故C 错.【答案】BD【思维提升】(1)准确理解公式B ＝ILF 成立的条件是B ⊥I ，即受力最大的前提是解题的关键；(2)准确理解磁感应强度的大小、方向是由磁场本身的性质决定的，不能说B 与F 成正比、与IL 的乘积成反比.【拓展1】一根导线长0.2 m ，通有3 A 的电流，垂直磁场放入磁场中某处受到的磁场力是6×10－2 N ，则该处的磁感应强度大小B 为 0.1 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大小为 0.1 T.若把这根通电导线放入磁场中的另外一点，所受磁场力为12×10－2 N ，则该点磁感应强度大小为 ≥0.2 T. 【解析】通电导线垂直放入磁场中，由定义式得B ＝ILF ＝2.031062⨯⨯-T ＝0.1 T 某点的磁感应强度由磁场本身决定，故B ＝0.1 T 当通电导线在某处所受磁场力一定，将其垂直放入时，对应的B 最小.B min=ILF ＝2.0310122⨯⨯-T ＝0.2 T ，故B ′≥0.2 T 2.安培定则的应用【例2】当S 闭合时，在螺线管内部的一根小铁棒被磁化，右端为N极.试判断通电螺线管的极性和电源的极性，这时用绝缘线悬挂的小通电圆环将怎样运动(俯视)？【解析】小磁针(本题中为磁化后的软铁棒)静止时N 极的指向为该点的磁场方向，在螺线管内部磁感线由S 极到N 极，故螺线管内右端为N 极.再根据安培定则及等效法确定电源右端为负极，左端为正极，小通电圆环顺时针转动(同时靠近螺线管).【思维提升】明确磁场方向，小磁针N 极受力方向(或静止时N 极指向)、磁感线在该点的切线方向及磁感应强度B 的方向是同一个方向.明确磁感线在磁体外部是由N 极到S 极，在内部是由S 极到N 极的闭合曲线.【拓展2】弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N 极的一部分位于未通电的螺线管内，如图所示.下列说法正确的是( AC )A.若将a 接电源正极，b 接负极，弹簧秤示数将减小B.若将a 接电源正极，b 接负极，弹簧秤示数将增大C.若将b 接电源正极，a 接负极，弹簧秤示数将增大D.若将b 接电源正极，a 接负极，弹簧秤示数将减小【解析】条形磁铁在本题中可以看做小磁针，当a 接电源正极时，条形磁铁的N 极方向与螺线管的磁感线方向相反，相互排斥，示数减小，A 对，B 错；同理C 对，D 错.3.安培定则与磁感应强度的矢量性【例3】如图所示，互相绝缘的三根无限长直导线的一部分ab 、cd 、ef 组成一个等边三角形.三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示.O为三角形的中心，M 、N 分别为O 关于ab 、cd 的对称点.已知三电流形成的合磁场在O 点的磁感应强度的大小为B 1，在M 点的磁感应强度大小为B 2，此时合磁场在N 点的磁感应强度的大小为 .若撤去ef 中的电流，而ab 、cd 中电流不变，则N 点的磁感应强度大小为 .【解析】设每根电流线在O 点产生的磁感应强度大小为B 0，ef 、cd 在M 点产生的磁感应强度大小为B 0′，则在O 点有B 1＝B 0① 在M 点有B 2＝2B 0′＋B 0②在N 点有B N ＝B 0＝B 1撤去ef 中的电流后，在N 点有B N ′＝B 0＋B 0′ ③由①②③式解得BN ′＝221B B + 【答案】B 1；221B B + 【思维提升】直线电流的磁场方向由安培定则确定，直线电流的磁场强弱与电流I 的大小及位置有关，充分利用“对称性”是解本题的关键.【拓展3】三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点O 所产生的磁感应强度的大小为B .则该处的实际磁感应强度的大小和方向如何？【解析】根据安培定则，I1与I 3在O 点处产生的磁感应强度相同，I 2在O点处产生的磁感应强度的方向与B 1(B 3)相垂直.又知B 1、B 2、B 3的大小均为B ，根据矢量的运算可知O 处的实际磁感应强度的大小B 0＝B B B 5)2(22=+，方向三角形平面内与斜边夹角θ＝arctan 2，如图所示.易错门诊【例4】如图所示，电流从A 点分两路通过环形支路再汇合于B 点，已知两个支路的金属材料相同，但截面积不相同，上面部分的截面积较大，则环形中心O 处的磁感应强度方向是 ( )A.垂直于环面指向纸内B.垂直于环面指向纸外C.磁感应强度为零D.斜向纸内【错解】根据磁感应强度的矢量性，在O 点场强很有可能选择C 或D.【错因】对于两个支路的电流产生的磁场在O 点的磁场的大小没作认真分析，故选择C ，有时对方向的分析也不具体，所以容易选择D.【正解】两个支路在O 处的磁感应强度方向均在垂直于圆环方向上，但上面支路的电流大，在O 处的磁感应强度较大，故叠加后应为垂直于纸面向里，选择A.【答案】A【思维提升】认真审题，结合电路的结构特点，分析电流的大小关系，利用矢量合成原理分析O 处的磁感应强度方向.专题二 磁场对电流的作用重点难点突破一、判断通电导体(或磁体)在安培力作用下的运动的常用方法1.电流元受力分析法即把整段电流等效为很多直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，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.特殊位置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°)后再判断所受安培力的方向，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，条形磁铁也可以等效成环形电流，通电螺线管可等效成很多的环形电流.4.推论分析法(1)两直线电流相互平行时无转动趋势，方向相同时相互吸引，方向相反时相互排斥；(2)两直线电流不平行时有转动到相互平行且方向相同的趋势.5.转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样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来确定磁体所受的电流作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向.二、安培力与力学知识的综合运用1.通电导体在磁场、重力场中的平衡与加速运动问题的处理方法和纯力学问题一样，无非是多了一个安培力.2.解决这类问题的关键(1)受力分析时安培力的方向千万不可跟着感觉走，牢记安培力方向既跟磁感应强度方向垂直又和电流方向垂直.(2)画出导体受力的平面图.做好这两点，剩下的问题就是纯力学问题了.典例精析1.通电导体在安培力作用下的运动【例1】如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流，当在其直径AB上靠近B点处放一根垂直于线圈平面的固定不动的长导线时(电流方向如图所示)，在磁场作用下线圈如何运动？【解析】用电流元分析法：如图(a)直导线周围的磁感线是一簇顺时针的同心圆，我们分别在线圈上找四段电流元A、B、C、D，电流元A、B段的电流与直导线产生的圆形磁场相切，不受安培力，电流元C和D用左手定则分析判断其受安培力方向为垂直纸面向里和垂直纸面向外.由此可以判断线圈将以AB为转轴从左向右看逆时针转动.用等效法分析：把通电线圈等效成放在O点N极指向纸外的小磁针；而通电直导线在O点产生的磁场是垂直于直径AB向上，所以小磁针指向纸外的N极向上转动，即从左向右看线圈将逆时针转动.用特殊位置分析法：设线圈转动90°到与直导线重合的位置(如图b)，直线电流左边的磁场向纸外，右边的磁场向纸里，再用左手定则分别判断线圈的左边和右边所受安培力方向均向左，即线圈将向左靠近直导线.用推论分析法：在线圈转到图(b)位置时，直导线左边的线圈电流向下，与直导线电流方向相反，则两者相互排斥，线圈左边受直导线作用方向向左.线圈在直导线右边部分的电流向上，与直导线电流方向相同，两者相互吸引，即直导线右边部分线圈受安培力方向也是向左的.所以可以判断整个线圈将向左运动.综上所述，线圈整个过程的运动情况是：在以直径AB为轴转动的同时向左平动.【思维提升】(1)在判断通电导体(磁体)在安培力作用下的运动时，通常采用“等效法”、“推论分析法”要比“电流元法”简单，根据需要可用“转换研究对象法”.(2)导体(磁体)受安培力作用下的运动，先要判定是参与“平动”还是“转动”，或者“转动”的同时还参与“平动”，再选择恰当的方法求解.【拓展1】如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图方向的电流后，判断线圈如何运动.【解析】解法一：电流元法首先将圆形线圈分成很多小段，每小段可看做一直线电流，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所示.根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动.解法二：等效法将环形电流等效成一条形磁铁，如图乙所示，据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动.同时，也可将左侧条形磁铁等效成一环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，亦可得到相同的答案.2.安培力与力学知识的综合运用【例2】在倾角为α的光滑斜面上置一通有电流I 、长为L 、质量为m 的导体棒，如图所示.(1)欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值和方向；(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；(3)若使棒静止在斜面上且要求B 垂直于L ，可外加磁场的方向范围.【解析】此题属于电磁学和静力学的综合题，研究对象为通电导体棒，所受的力有重力mg 、弹力F N 、安培力F ，属于三个共点力平衡问题.棒受到的重力mg ，方向竖直向下，弹力垂直于斜面，大小随安培力的变化而变化；安培力始终与磁场方向及电流方向垂直，大小随磁场方向不同而变.(1)由平衡条件可知：斜面的弹力和安培力的合力必与重力mg 等大、反向，故当安培力与弹力方向垂直即沿斜面向上时，安培力大小最小，由平衡条件知B ＝ILmg ，所以，由左手定则可知B 的方向应垂直于斜面向上.(2)棒静止在斜面上，且对斜面无压力，则棒只受两个力作用，即竖直向下的重力mg 和安培力F 作用，由平衡条件可知F ＝mg ，且安培力F 竖直向上，故B ＝ILmg ，由左手定则可知B 的方向水平向左.(3)此问的讨论只是问题的可能性，并没有具体研究满足平衡的定量关系，为了讨论问题的方便，建立如图所示的直角坐标系.欲使棒有可能平衡，安培力F 的方向需限定在mg 和F N 的反向延长线F 2和F 1之间.由图不难看出，F 的方向应包括F 2的方向，但不能包括F 1的方向，根据左手定则，B 与＋x 的夹角θ应满足α＜θ≤π【思维提升】本题属于共点力平衡的问题，所以处理的思路基本上和以往受力平衡处理思路相同，难度主要是在引入了安培力，最终要分析的是磁感应强度的方向问题，但只要准确分析了力的方向，那么磁感应强度的问题也就容易了.【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。
2024届高考物理一轮复习磁场的描述及磁场对电流的作用导学案1
2024届高考物理一轮复习磁场的描述及磁场对电流的作用导学案12024届高考物理一轮复习磁场的描述及磁场对电流的作用导学案1磁场的描述及磁场对电流的作用导学案一、课前导学1.磁场的概念：磁场是物质形成的，它是物质空间范围内一些特定性质对其他物质或作用体具有的磁力作用范围。
2.磁场的描述方法：(1)磁力线：磁力线是用于描述磁场空间分布情况的抽象概念。
磁力线是指在磁场中，沿着磁力方向画出的一连串连续的曲线，它的方向表示磁场的方向，线的密度表示磁场强度的大小。
(2)磁场强度：磁场强度是在磁场中单位正电荷所受的磁场力。
磁场强度的单位是特斯拉。
3.磁场对电流的作用：磁场对通过其内部的电流有力的作用。
4.磁场力的定义：磁场力是指磁场对带电粒子所产生的力。
5.磁场力的方向规律：(1)磁场力与电流方向和磁场方向垂直；(2)对直导线产生的磁场力，根据右手定则，磁场力的方向与右手四指指向的磁感线方向相同，右手大拇指指向的方向即为磁场力的方向；(3)对弯曲导线产生的磁场力，根据斯劳顿定则，握拳，大拇指所指方向即为磁场力的方向。
二、课堂学习1.磁场对电流的作用导致磁场力。
根据右手定则和斯劳顿定则原理，可以判断磁场力的大小和方向。
2.磁场力的计算公式：(1)在磁场中的直导线所受的磁场力大小为：F = BILsinθ其中，F为磁场力的大小，B为磁场强度，I为电流大小，L为导线长度，θ为磁场线与导线的夹角。
(2)在磁场中的弯曲导线所受的磁场力大小为：F=BIL其中，F为磁场力的大小，B为磁场强度，I为电流大小，L为弯曲导线长度。
三、课堂练习1. 当直导线的电流大小为5A，导线长度为10cm，磁场强度为0.2T，直导线与磁场平面的夹角为30°，求直导线所受的磁场力大小。
解：F = BILsinθ= 0.2T * 5A * 0.1m * sin30°=0.01N2. 当弯曲导线的电流大小为3A，弯曲导线长度为20cm，磁场强度为0.1T，求弯曲导线所受的磁场力大小。
备战2019高考物理二轮复习 专项攻关高分秘籍 专题10 磁场学案
专题10 磁场【备考建议】【经典例题】考点一磁场的理解及安培定则【典例1】(2017·全国Ⅲ卷,18)如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零.如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为( )B0 D.2B0由几何关系得B合′=B10,所以当P电流反向后在a点的磁感应强度B0,选项C正确.带电粒子在匀强磁场中的运动综合了洛伦兹力、牛顿运动定律、匀速圆周运动、数学知识等，是高考命题的热点和重点，命题时涉及情景比较多，并善于变化情景考查相关知识点。
对安培力的考查较多的是与电磁感应结合的题目，难度适中或较大。
高考命题仍将带电粒子在匀强磁场中的运动作为重点，可能与电场结合，也可能将对安培力的考查与电磁感应结合。
2【典例2】(2018·江西上高县模拟)(多选)有两根长直导线a,b 互相平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图.在图中所示的平面内,O 点为两根导线连线的中点,M,N 为两根导线附近的两点,它们在两导线连线的中垂线上,且与O 点的距离相等.若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I,则下列说法中正确的是( )A.M 点和N 点的磁感应强度大小相等,方向相反B.导线a,b 互相排斥C.在线段MN 上各点的磁感应强度都不可能为零D.在线段MN 上只有一点的磁感应强度为零考点二 安培力的分析与计算【典例3】(2017·全国Ⅱ卷,21)(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示.矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴.将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方.为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将()3A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉【典例4】（2018河北衡水六调）一通电直导线与x 轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy 坐标平面平行，导线受到的安培力为F 。
2016届高三物理一轮复习学案：磁场
2016届高三物理一轮复习学案：磁场一、学习目标1、理解磁场的基本概念，如磁感应强度、磁通量等。
2、掌握常见磁场的分布规律，如条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电螺线管等产生的磁场。
3、熟练运用安培力和洛伦兹力的计算公式解决相关问题。
4、理解带电粒子在匀强磁场中的运动规律，并能进行相关的分析和计算。
二、知识梳理（一）磁场的基本概念1、磁场：磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间的相互作用，这种特殊物质叫做磁场。
2、磁感应强度：描述磁场强弱和方向的物理量，符号“B”。
定义式为：＄B ＝＼frac{F}｛IL}＄（F 为电流元 IL 受到的磁场力），单位为特斯拉（T）。
3、磁通量：设在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为 S，则 B 与 S 的乘积叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通，符号“Φ”。
定义式为：Φ ＝ BS，单位为韦伯（Wb）。
（二）常见磁场的分布1、条形磁铁：条形磁铁外部的磁场从 N 极出发，回到 S 极；内部从 S 极到 N 极，形成闭合曲线。
2、蹄形磁铁：蹄形磁铁的磁场分布与条形磁铁类似，外部从 N 极到 S 极，内部从 S 极到 N 极。
3、通电直导线：以导线为圆心的一系列同心圆，越靠近导线，磁场越强。
4、通电螺线管：类似于条形磁铁的磁场，两端分别是 N 极和 S 极。
（三）安培力1、安培力的大小：当电流 I 的方向与磁感应强度 B 的方向垂直时，安培力的大小为 F ＝ BIL；当电流 I 的方向与磁感应强度 B 的方向平行时，安培力为零。
2、安培力的方向：左手定则判断，伸开左手，使大拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是安培力的方向。
（四）洛伦兹力1、洛伦兹力的大小：当电荷运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力的大小为 F ＝ qvB；当电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力为零。
高考物理一轮复习专题突破：磁场
高三一轮复习专题突破磁场一、选择题1.如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,有一等腰直角三角形ACD。
A点有一根垂直于ACD平面的直导线。
当导线中通有图示方向的电流时,D点的磁感应强度为零。
则C点的磁感应强度大小为A.0B.B0C.√2B0D.2B02.两根平行且相距L的长、细导线分别通有大小相等、方向相反的电流，横截面如图所示。
在两导线的,则连线及延长线上有a、b、c三点，b为两直导线连线的中点，a、c与导线的距离均为L2A.b点磁感应强度的方向垂直a、c连线向下B.c点磁感应强度的大小为0C.a点和b点的磁感应强度的方向相同D.a点和c点的磁感应强度相同3.如图，光滑水平面上放一个条形磁铁。
现在磁铁上方a、b、c三个位置分别放有三根通电直导线，电流方向如图所示。
当某根导线通电时，另外两根导线都不通电。
要使磁铁向右滑动，应使下面哪个位置的导线通电A.a位置B.b位置C.c位置D.a、b、c位置均不行4.两完全相同的通电圆线圈1、2平行放置，两圆线圈的圆心O 1、O 2的连线与圆面垂直，O 为O 1、O 2的连线的中点，如图所示。
当两圆线圈中通以方向、大小均相同的恒定电流时,O 1点的磁感应强度的大小为B 1;若保持线圈1中的电流以及线圈2中的电流大小不变，仅将线圈2中电流方向反向，O 1点的磁感应强度的大小为B 2。
则线圈1中的电流在O 2点和O 点产生的磁场的磁感应强度大小B 3、B 4一定有A.2,2214213B B B B B B ->+=B.2,2214213B B B B B B -<+= C.2,2214213B B B B B B -<-=D.2,2214213B B B B B B +<-=5.如图所示.由粗细均匀的金属导线围成的一个边长为L 的正方形闭合线框abcd,其四个顶点均位于一个圆形区域的边界上.ac 为圆形区域的一条直径,ac 上方和下方分别存在磁感应强度大小均为B 、方向相反的匀强磁场.现给线框接入从a 点流入d 点流出的大小为I 的恒定电流.则线框受到的安培力的大小为A.0C.12BIL B.√2BILD.√22BIL6.光滑的水平桌面上有两根弯成60°角的金属棒，正好凑成一个等边三角形oab ，边长为L,它们的两端分别在o 点和c 点相互接触，o 点接触但是相互绝缘，c 处不绝缘。
高中物理 3.1磁场复习学案 新人教版选修
高中物理 3.1磁场复习学案新人教版选修3、1磁场复习学案新人教版选修1-1学习目标1、知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用、2、知道磁极和磁极间、磁极和电流间、电流和电流间都是通过磁场发生相互作用的。
学习重点、难点：磁场的基本特性，磁场中力的特点。
自主学习1、磁现象天然磁石的主要成分是，现使用的磁铁多是用、、等金属或用制成的。
天然磁石和人造磁铁都叫做，它们能吸引的性质叫磁性（。
磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最的区域叫磁极。
能够自由转动的磁体，静止时指的磁极叫做南极（S极），指的磁极叫做北极（N极）。
2、电流的磁效应（1）自然界中的磁体总存在着个磁极，同名磁极相互，异名磁极相互。
（2）丹麦物理学家奥斯特的贡献是发现了电流的，著名的奥斯特实验是把导线沿南北方向放置在指南针上方，通电时。
3、磁场磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通过发生的。
4、磁性的地球地磁南极在地理极附近，地磁北极在地理极附近。
自主检测:1、以下说法中，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的场xx级高二物理选修3-1 使用时间xx---10 班级：姓名：小组：装3、1《磁现象和磁场》合作探究案主备人：张翠霞审核人: 合作探究:1、磁体的周围存在磁场例1、下列关于磁场的说法中正确的是 ( )A、磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B、磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C、磁极与磁极之间是直接发生作用的D、磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生２、电流的周围存在磁场电流的磁效应。
例2、在奥斯特电流磁效应的实验中,通电直导线应该 ( )A、平行南北方向,在小磁针正上方B、平行东西方向,在小磁针正上方C、东南方向,在小磁针正上方D、西南方向,在小磁针正上方⒊地磁场：地球本身在地面附近空间产生的磁场。
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《磁场》专题突破【考点定位】作为一个热门的考点，一个每年必考的考点，近年来命题形式频出新意，主要侧重于两个方面，一个是描述磁场的相关物理量和定义的考察，如磁场、磁感应强度、磁感线、安培力、左手定则、右手定则等，考察这些基本的概念，不过情景可能会新。
另外一个方面就是带点粒子在匀强磁场中的运动和安培力做功，涉及到运动过程的描述和功能关系。
考点一、磁场和磁感应强度【名师点睛】1、磁场：性质是对放入其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。
磁场的强弱用磁感应强度B 表示，方向为小磁针静止时N 极所指的方向。
大小定义为,此定义为电流垂直磁场时所受到的磁场力与电流大小和长度的比值，当然只针对一小段长度，我们称之为电流元（微元法）。
2、磁感线：与电场线的相同点都是假设的不存在的，都以切线方向表示磁场方向（或电场方向），不同点电场线是不闭合的，而磁感线是闭合的。
常见磁场的磁感线如下F B IL3、磁通量：穿过平面的磁感线的多少。
对匀强磁场，若磁感应强度大小为B ，平面面积为S ，夹角为，则有磁通量考点二、安培右手定则1、直线电流的磁场：右手握着通电直导线，大拇指指向电流的方向，四指环绕的方向即磁场的方向。
磁场特点为以直导线为中心轴以一组同轴圆环，离轴越远，磁感应强度越弱。
2、环形电流的磁场：右手握着环形电流，四指环绕的方向为电流方向，大拇指所指的方向就是中心轴线处磁场的方向，也就是磁场的N 极。
磁场特点环形电流内部和外部的磁感应强度方向相反，大拇指指的是内部的磁场方向。
3、通电螺线管的磁场：右手握着通电螺线管，四指环绕的方向为电流方向，大拇指所指的方向就是中心轴线处磁场的方向，也就是磁场的N 极。
磁场特点类似于条形磁铁的磁场，螺线管内部为匀强磁场。
考点三、带点粒子在匀强磁场中的运动1、洛伦磁力（左手定则）：伸开左手，让磁感线穿过手心，四指直向正电荷运动的方向或者负电荷运动的反方向，大拇指所指的就是洛伦兹力的方向。
大小表达式为，为速度与磁场的夹角。
注意的是，洛伦兹力的方向总是垂直于磁场和速度所决定的平面。
θsin BS φθ=sin F qvB θ=θ所以洛伦兹力不会做功。
2、速度方向垂直磁场方向进入磁场的带点粒子，由于洛伦兹力总是和速度方向垂直，只改变速度大小不改变速度方向，粒子将做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：，粒子在磁场中匀速圆周运动半径为。
圆周运动周期，提醒大家注意周期和速度无关。
3、水平边界的匀强磁场中，带电粒子进磁场时速度与边界的夹角和出磁场时速度与边界夹角相同，即具有对称性。
圆形边界的匀强磁场，若粒子沿磁场半径方向进入磁场，必定还沿半径方向离开磁场。
由于粒子在磁场中的运动涉及较多的几何关系，所以借助某些结论可以缩短计算时间。
考点四、带点粒子在复合场中的运动1、质谱仪：通过一个加速电场：，，垂直磁场进入匀强磁场做匀速圆周运动，圆周运动半径,打在水平边界上的间距为，对于电荷数相同质量数不同的同位素，可以通过打在不同位置而区分开，而且可以通过间距分析粒子的比荷大小。
结构简图如下2、回旋加速器：两个半圆的D 行金属盒构成，金属盒内存在匀强磁场，两个金属盒的间隙处加油高频交流电，带点粒子在其中一个D 行盒中做半个周期的匀速圆周运动，经过高频2vqvB m r =mv r qB=222r mv m T v vqB qB πππ===212qu mv =v =mv r qB ==2d r ==交流电，被电场加速，让后进入对面的D 行盒再做半个周期的匀速圆周运动，再回到缝隙处的高频交流电时，电场方向刚好反向，粒子继续加速，这样如此循环，粒子的速度越来越大，圆周运动半径越来越大，最终达到D 行盒的半径而离开D 行盒，获得高速粒子。
注意①交流电的周期等于粒子在匀强磁场中圆周运动的周期②粒子最终的速度由D 行盒的半径和磁感应强度决定，与加速电压无关。
3、速度选择器（磁流体发电机）：带电粒子进入匀强磁场后，由于受到洛伦兹力的作用而使得正负粒子偏向不同的方向，如下图所示，从而使得A 板带负电，B 板带正电，从而在AB 之间形成电场和电压。
当粒子不再偏转时，设AB 之间电压为，间距为，磁感应强度为，则能够通过而不偏转的粒子满足条件为，可得，即只有速度等于的粒子才能沿直线通过，此为速度选择器。
此时上下两板之间的电压维持在，可以持续稳定对外供电，即磁流体发电机的电动势。
【例题演练】1．如图所示，电子枪向右发射电子束，其正下方水平直导线内通有向右的电流，则电子束将（）u d B u qvB q d =u v dB =u v dB=u dvB =u dvB=A ．向上偏转B ．向下偏转C ．向纸外偏转D ．向纸内偏转【答案】A 2．不计重力的两个带电粒子1和2经小孔S 垂直磁场边界，且垂直磁场方向进入匀强磁场，在磁场中的轨迹如图所示。
分别用v 1与v 2，t 1与t 2，与表示它们的速率、在磁场中运动的时间及比荷，则下列说法正确的是（ ）A ．若＜，则v 1＞v 2 B ．若v 1＝v 2，则＜C ．若＜，则t 1＜t 2 D ．若t 1＝t 2，则＞【答案】B3．（多选）如图所示，在虚线宽度范围内，存在方向垂直纸面向外磁感应强度为B 的匀强磁场，某种正离子以初速度v 0垂直于左边界射入，离开右边界时偏转角度为θ。
在该宽度范围内，若只存在竖直向下的匀强电场，该离子仍以原来的初速度穿过该区域，偏角角度仍为θ（不计离子的重力），则下列判断正确的是（ ）A ．匀强电场的电场强度大小为B ．匀强电场的电场强度大小为C ．离子穿过电场和磁场的时间之比为11m q 22m q 11m q 22m q 11m q 22m q 11m q 22m q 11m q 22m q θBv E cos 0=θBv E sin 0=θθsinD ．离子穿过电场和磁场的时间之比为【答案】AC4．【2017·江苏卷】如图所示，两个单匝线圈a 、b 的半径分别为r 和2r ．圆形匀强磁场B 的边缘恰好与a 线圈重合，则穿过a 、b 两线圈的磁通量之比为（ ）A ．1:1B ．1:2C ．1:4D ．4:1【答案】A 5．【2017·新课标Ⅰ卷】如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a 、b 、c 电荷量相等，质量分别为m a 、m b 、m c 。
已知在该区域内，a 在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸面内向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动。
下列选项正确的是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】B 6．【2017·新课标Ⅲ卷】如图，在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l 。
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流Isin v θθa b cm m m >>b a c m m m >>a c bm m m >>c b am m m >>时，纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零。
如果让P 中的电流反向、其他条件不变，则a 点处磁感应强度的大小为（ ）A ．0 BCD ．2B【答案】C7．【2017·新课标Ⅱ卷】（多选）某同学自制的简易电动机示意图如图所示。
矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。
将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。
为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将（ ）A ．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B ．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C ．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D ．左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉【答案】AD8．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P 为磁场边界上的一点。
大量相同的带电粒子以相同的速率经过P 点，在纸面内沿不同的方向0B 0B射入磁场。
若粒子射入速率为，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为，相应的出射点分布在三分之一圆周上。
不计重力及带电粒子之间的相互作用。
则为（ ）ABCD ．【答案】C 9．如图，一束电子沿z轴正向流动，则在图中y 轴上A 点的磁场方向是（ ）A ．+x 方向B ．-x 方向C ．+y 方向D ．-y 方向【答案】A 10．一圆筒处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。
图中直径MN 的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。
在该截面内，一带电粒子从小孔M 射入筒内，射入时的运动方向与MN 成30°角。
当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N 飞出圆筒。
不计重力。
若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为（ ）1v 2v 21:v v 2A． B ． C ． D ．【答案】A11．平面OM 和平面ON 之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。
一带电粒子的质量为m ，电荷量为q （q >0）。
粒子沿纸面以大小为v 的速度从OM 的某点向左上方射入磁场，速度与OM 成30°角。
已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON 只有一个交点，并从OM 上另一点射出磁场。
不计重力。
粒子离开磁场的出射点到两平面交线O 的距离为（ ）A ．BC ．D ．【答案】D12．【2016·四川卷】如图所示，正六边形abcdef 区域内有垂直于纸面的匀强磁场。
一带正电的粒子从f 点沿fd 方向射入磁场区域，当速度大小为v b 时，从b 点离开磁场，在磁场中运动的时间为t b ，当速度大小为v c 时，从c 点离开磁场，在磁场中运动的时间为t c ，不计粒子重力。
则： （ ）3B ω2B ωB ω2Bω2mv qB 2mv qB 4mv qBA．v b:v c=1:2，t b:t c=2:1B．v b:v c=2:2，t b:t c=1:2C．v b:v c=2:1，t b:t c=2:1D．v b:v c=1:2，t b:t c=1:2 13．【2016·全国新课标Ⅰ卷】现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。
质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。
若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。