高中物理磁场知识点总结+例题
磁场一、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。
⑶变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。
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；对电流可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。
3．磁感应强度ILF B （条件是L ⊥B ；在匀强磁场中或ΔL 很小。
） 磁感应强度是矢量。
单位是特斯拉，符号为T ，1T=1N/(A ∙m)=1kg/(A ∙s 2)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N 极受磁场力的方向。
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）。
⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线：地磁场的特点：两极的磁感线垂直于地面；赤道上方的磁感线平行于地面；除两极外，磁感线的水平分量总是指向北方；南半球的磁感线的竖直分量向上，北半球的磁感线的竖直分量向下。
⑷电流的磁场方向由安培定则（右手螺旋定则）确定：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。
二、安培力 （磁场对电流的作用力）1．安培力方向的判定⑴用左手定则。
⑵用“同向电流相吸，反向电流相斥”（适用于两电流互相平行时）。
⑶可以把条形磁铁等效为长直通电螺线管（不要把长直通电螺线管等效为条形磁铁）。
例1．条形磁铁放在粗糙水平面上，其中点的正上方有一导线，在导线中通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会______（增条形磁铁蹄形磁铁通电环行导线周围磁场通电长直螺线管内部磁场 通电直导线周围磁场大、减小还是不变？）。
水平面对磁铁的摩擦力大小为______。
解：本题有多种分析方法。
⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线（如图中下方的虚线所示），可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。
磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。
⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中上方的虚线所示），可看出导线受到的安培力竖直向下，因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。
⑶把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流，所以互相吸引。
例2．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？解：画出偏转线圈内侧的电流，是左半线圈靠电子流的一侧为向里，右半线圈靠电子流的一侧为向外。
电子流的等效电流方向是向里的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，可判定电子流向左偏转。
2．安培力大小的计算F =BLI sin α（α为B 、L 间的夹角）高中要求会计算α=0（不受安培力）和α=90º两种情况。
例3．如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L 。
金属杆长也为L ，质量为m ，水平放在导轨上。
匀强磁场磁感应强度为B ，方向与金属杆垂直。
当回路总电流为I 时，金属杆正好能静止。
求：B 至少多大？这时B 的方向如何？ 解：画出截面图如右。
导轨的重力G 和安培力F 的合力与弹力平衡，因此重力和安培力的合力方向必须垂直于导轨平面向下。
由三角形定则可知，只有当安培力方向沿导轨平面向上时需要的安培力F=BIL 才最小，B 也最小。
根据左手定则，这时B 应垂直于导轨平面向上，大小满足：BIL =mg sin α，B =mg sin α/IL 。
解这类题时必须画出截面图，才能使所要研究的各力画在同一平面上，从而弄清各力的大小和方向间的关系。
例4．如图所示，质量为m 的铜棒搭在U 形导线框右端，棒长和框宽均为L ，磁感应强度为B 的匀强磁场方向竖直向下。
电键闭合后，在磁场力作用下铜棒被平抛出去，下落h 后落在水平面上，水平位移为s 。
求闭合电键后通过铜棒的电荷量Q 。
解：闭合电键后的极短时间内，铜棒受安培力向右的冲量F Δt =mv 0而被平抛出去，其中F =BIL ，而瞬时电流和时间的乘积等于电荷量Q =I ∙Δt ，由平抛规律可算铜棒离开导线框时的初速度h g s t s v 20==，最终可得hg BL ms Q 2=。
本题得出的一个重要方法是：利用安培力的冲量可以求电量：Ft =BIL ∙t=BL ∙Q 。
即使通电过程电流不恒定，这个结论仍然是正确的。
练习1. 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？ 解：先画出导线所在处的磁感线，上下两部分导线所受安培力的方向相反，使导线从左向右看顺时针转动；同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动（不要说成先F2转90°后平移）。
分析的关键是画出相关的磁感线。
三、洛伦兹力1．洛伦兹力的大小运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力，它可以看做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 。
由以上四式得f=qvB 。
条件是v 与B 垂直。
（v与B 平行时洛伦兹力为零。
）2．洛伦兹力的方向在用左手定则时，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。
例5．磁流体发电机原理图如右。
等离子体高速从两板间由左向右喷射，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？解：由左手定则，正、负离子受的洛伦兹力分别向上、向下。
所以上极板为正。
正、负极板间将产生电场。
当刚进入的正负离子受的洛伦兹力与电场力等值反向时，达到最大电压：qvB q d U =⋅，U=Bdv 。
当外电路断开时，这就是电动势E 。
当外电路接通时，极板上的电荷量减小，板间场强减小，洛伦兹力将大于电场力，进入的正负离子将继续发生偏转。
这时电动势仍是E=Bdv ，但路端电压将小于Bdv 。
本题的重要结论有：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在v 恒定的条件下，无论外电路是否接通，电动势Bdv 保持不变；⑶带电粒子在磁场中偏转聚集在极板上后，将新产生的电场。
例6．半导体靠自由电子（带负电）和空穴（相当于带正电的粒子）导电，分为p 型和n 型两种。
p 型半导体中空穴为多数载流子；n 型半导体中自由电子为多数载流子。
用实验可以判定半导体材料的类型：如图将材料放在匀强磁场中，通以向右的电流I ，比较上下两个表面的电势高低，若上极板电势高，就是p 型半导体；若下极板电势高，就是n 型半导体。
试分析原理。
解：分别判定空穴和自由电子所受的洛伦兹力的方向，由于四指指电流方向，都向右，所以洛伦兹力方向都向上，它们都将向上偏转。
p 型半导体中空穴多，上极板的电势高；n 型半导体中自由电子多，上极板电势低。
因此可以判定半导体材料的类型。
本题的重要结论有：电流方向相同时，正、负离子在同一个磁场中的所受的洛伦兹力方向相同，偏转方向也相同。
3．洛伦兹力的应用 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，因此有：r mv qvB 2=，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,==。
例7．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30º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？射出的时间差是多少？（不考虑正、负电子间的相互作用）解：正负电子的半径和周期是相同的。
只是偏转方向相反。
先确定圆心，画出半径，由对称性知：射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。
所以两个射出点相距2r ，由图还看出经历时间相差2T /3。
由r mv evB 2=得轨道半径r 和周期T 分别为Bem T Be mv r π2,==， 因此两个射出点相距Be mv s 2=，时间差为Bqm t 34π=∆ 解题关键是画好示意图，特别注意找圆心、找半径和用对称。
4．带电粒子在匀强磁场中的偏转⑴穿过矩形磁场区。
要画好辅助线（半径、速度及延长线）。
穿越过程的偏转角由sin θ=L /R 求出。
侧移由R 2=L 2-(R-y )2解出。
经历时间由Bq m t θ=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！⑵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R r =2tan θ求出。
经历时间由Bq m t θ=得出。
注意：由对称性，正对圆心射入的例子必然背离圆心射出。
例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60º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S 的坐标。
解：射出点对应的半径在y 轴上，因此其圆心一定在y 轴上，从几何关系知半径是o 30cos a r =，由r mv qvB 2=得qB mv r =，因此aqmv B 23=。
射出点S 到原点O 的距离是1.5r ，坐标为（0，a 3）。
四、带电粒子在混合场中的运动1．空间同时存在正交的匀强电场和匀强磁场正交的匀强磁场和匀强电场组成“速度选择器”。
带电粒子（不计重力）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 ，B E v =。
在本图中，速度方向必须向右。
⑴这个结论与带电粒子的电性、电量都无关。
⑵若入射速度小于该速度，电场力将大于洛伦兹力，粒子向电场力方向偏转，穿越混合场过程电场力做正功，动能增大，洛伦兹力也增大，粒子的轨迹是一条复杂曲线；若入射速度大于该速度，粒子将向洛伦兹力方向偏转，穿越混合场过程电场力将做负功，动能减小，洛伦兹力也减小，轨迹也是一条复杂曲线。
x例9．某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O 以垂直于电场和磁场的速度v 0向右射去，从右端中心a 下方的b 点以速度v 1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_______。
解：B 增大后向上偏，说明洛伦兹力向上，所以为带正电。
由于洛伦兹力总不做功，所以两次都是只有电场力做功，第一次为正功，第二次为负功，但功的绝对值相同，因此21202222020212,21212121v v v mv mv mv mv -=∴-=- 2．带电粒子分别通过匀强电场和匀强磁场例10．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v 0分别穿越匀强电场区和匀强磁场区， 场区的宽度均为L ，偏转角均为α，求E ∶B解：分别利用带电粒子的偏角公式。
(高中物理)知识全解24磁场的基本性质
高中物理知识全解 2.4 磁场的根本性质注意：左手生力，右手生电生磁。
根底知识：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之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫磁场。
2、磁场的根本性质：对放入其中的磁极、电流或运动电荷产生力的作用。
3、磁场的产生I、永磁体周围存在磁场。
II、电流周围存在磁场—电流的磁效应注意：结合安培右手定那么及楞次定律判定磁场的方向。
4、磁场决定磁场强度的客观性，磁场强度是由磁场所决定的客观物理量。
【例题】由公式F sinB qυθ=洛可知，在磁场中的同一点〔〕磁场强度B与F洛成正比，与sinqυθ成反比。
无论带电粒子所带电量如何变化，F sinqυθ洛始终不变。
磁场中某点的磁场强度为零，那么带电粒子在该点所受的磁场力一定为零。
如果磁场中有静止的带电粒子，那么该带电粒子不受磁场力。
假设带电粒子在某点不受磁场力，那么说明该点磁场强度为零。
磁场中的运动电荷不一定受磁场力。
答案：BCDF5、磁现象I、磁性：物质具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
II、磁体：具有磁性的物体叫磁体。
【磁体可分为：永磁体〔即硬磁体〕和软磁体两大类】III、磁极：磁体的各局部磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极。
任何磁铁都有两个磁极，一个叫南极(S极)，一个叫北极(N极)。
IV、磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
6、电流的磁效应I、电流对小磁针的作用。
奥斯特实验：奥斯特发现，电流能使磁针偏转，如以下列图所示。
II、磁体对通电导线的作用磁体对通电导线产生力的作用，使悬挂在蹄形磁铁两极间的通电导线发生移动。
如以下列图所示。
III、电流和电流间的相互作用相互平行且距离较近的两条导线，当导线中分别通以方向相同的电流时，两导线相互吸引；当导线中通以方向相反的电流时，两导线相互排斥，如以下列图所示。
总结：不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应。
高中物理竞赛讲义-磁场典型例题解析精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版磁场典型例题解析一、磁场与安培力的计算【例题1】两根无限长的平行直导线a 、b 相距40cm ，通过电流的大小都是3.0A ，方向相反。
试求位于两根导线之间且在两导线所在平面内的、与a 导线相距10cm 的P 点的磁感强度。
【解说】这是一个关于毕萨定律的简单应用。
解题过程从略。
【答案】大小为×10−6T ，方向在图9-9中垂直纸面向外。
【例题2】半径为R ，通有电流I 的圆形线圈，放在磁感强度大小为B 、方向垂直线圈平面的匀强磁场中，求由于安培力而引起的线圈内张力。
【解说】本题有两种解法。
方法一：隔离一小段弧，对应圆心角θ ，则弧长L = θR 。
因为θ → 0（在图9-10中，为了说明问题，θ被夸大了），弧形导体可视为直导体，其受到的安培力F = BIL ，其两端受到的张力设为T ，则T 的合力ΣT = 2Tsin 2θ再根据平衡方程和极限xxsin lim0x →= 0 ，即可求解T 。
方法二：隔离线圈的一半，根据弯曲导体求安培力的定式和平衡方程即可求解…【答案】BIR 。
〖说明〗如果安培力不是背离圆心而是指向圆心，内张力的方向也随之反向，但大小不会变。
〖学员思考〗如果圆环的电流是由于环上的带正电物质顺时针旋转而成（磁场仍然是进去的），且已知单位长度的电量为λ、环的角速度ω、环的总质量为M ，其它条件不变，再求环的内张力。
〖提示〗此时环的张力由两部分引起：①安培力，②离心力。
前者的计算上面已经得出（此处I = ωπλ•π/2R 2 = ωλR ），T 1 = B ωλR 2 ；后者的计算必须．．应用图9-10的思想，只是F 变成了离心力，方程 2T 2 sin 2θ =πθ2M ω2R ，即T 2 =πω2R M 2 。
〖答〗B ωλR 2 + πω2R M 2 。
【例题3】如图9-11所示，半径为R 的圆形线圈共N 匝，处在方向竖直的、磁感强度为B 的匀强磁场中，线圈可绕其水平直径（绝缘）轴OO ′转动。
高中物理《磁场》典型题(经典推荐含答案)
高中物理《磁场》典型题(经典推荐含答案)高中物理《磁场》典型题(经典推荐)一、单项选择题1.下列说法中正确的是：A。
在静电场中电场强度为零的位置，电势也一定为零。
B。
放在静电场中某点的检验电荷所带的电荷量 q 发生变化时，该检验电荷所受电场力 F 与其电荷量 q 的比值保持不变。
C。
在空间某位置放入一小段检验电流元，若这一小段检验电流元不受磁场力作用，则该位置的磁感应强度大小一定为零。
D。
磁场中某点磁感应强度的方向，由放在该点的一小段检验电流元所受磁场力方向决定。
2.物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系。
如关系式 U=IR，既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了 V（伏）与 A（安）和Ω（欧）的乘积等效。
现有物理量单位：m（米）、s（秒）、N（牛）、J （焦）、W（瓦）、C（库）、F（法）、A（安）、Ω（欧）和 T（特），由他们组合成的单位都与电压单位 V（伏）等效的是：A。
J/C 和 N/CB。
C/F 和 T·m2/sC。
W/A 和 C·T·m/sD。
W·Ω 和 T·A·m3.如图所示，重力均为 G 的两条形磁铁分别用细线 A 和B 悬挂在水平的天花板上，静止时，A 线的张力为 F1，B 线的张力为 F2，则：A。
F1=2G，F2=GB。
F1=2G，F2>GC。
F1GD。
F1>2G，F2>G4.一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在 1s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在 1s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为：A。
1/2B。
1C。
2D。
45.如图所示，矩形 MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有 5 个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示，由以上信息可知，从图中 a、b、c 处进入的粒子对应表中的编号分别为：A。
磁场典型例题解析
作业4
• 在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场。 取坐标如图，一带电粒子沿x轴正方向进入此区域，
在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转。 不计重力的影响，电场强度E和磁感强度B的方向 可能是：（ A ）
• A．E和B都沿x轴方向
• B．E沿y轴正向，B沿z 轴负向 y
• C．E沿z轴正向，B沿y轴正向
有粒子射出的范围。
解答
• 关键是画出粒子的运动轨迹
由图可知在AB两点之间粒子可以射出磁场
OB=R OA= 3R
A
AB 1 3 R,R mV qB
2R A1
O R 60°
AB 1 3 mV
B
qB
作业7
• 如图所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁 场方向垂直于xoy平面并指向纸面外，磁感应 强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入 磁场，入射方向在xoy平面内，与x轴正向的夹 角为θ。若粒子射出磁场的位置与O点的距离 为l，求该粒子的电量核质量之比q/m。
• 电子的定向移动方向与电流方向相反 • 根据左手定则电子所受洛仑兹力方向右 • 所以右侧聚集较多电子 • a点的电势较高。 • 正确选项是C。
例题二
• 如垂带经直过电图纸偏粒，面转子L1向后从和里正AL2点的好为以相过两初同B平点速匀行，度强的经v磁虚与过场线LB2，，成点AL3时、01上°速B方角度两和斜方点L向向都2下上也在方射斜L2出都向上上。，是 成30°角，不计重力，下列说法中正确的是（ ）
例题七
• 如图所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图。一水平 放置的塑料管道截面为边长是L的正方形、，其右端面上有一截 面积为A的小喷口，喷口离地的高度为h。管道中有一绝缘活塞。 在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒a、b，其中棒b的两端 与一电压表相连，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中。当棒a 中通有垂直纸面向里的恒定电流I时，活塞向右匀速推动液体从 喷口水平射出，液体落地点离喷口的水平距离为S。若液体的密 度为ρ，不计所有阻力，求：
史上最全高中物理磁场知识点总结
史上最全⾼中物理磁场知识点总结⼀、磁场磁体是通过磁场对铁钴镍类物质发⽣作⽤的，磁场和电场⼀样，是物质存在的另⼀种形式，是客观存在的。
⼩磁针的指南指北表明地球是⼀个⼤磁体。
磁体周围空间存在磁场；电流周围空间也存在磁场。
电流周围空间存在磁场，电流是⼤量运动电荷形成的，所以运动电荷周围空间也有磁场。
静⽌电荷周围空间没有磁场。
磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。
磁场是物质存在的⼀种形式。
磁场对磁体、电流都有⼒的作⽤。
与⽤检验电荷检验电场存在⼀样，可以⽤⼩磁针来检验磁场的存在。
如图所⽰为证明通电导线周围有磁场存在——奥斯特实验，以及磁场对电流有⼒的作⽤实验。
1．地磁场地球本⾝是⼀个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极附近，地磁的北极在地球的南极附近。
2．地磁体周围的磁场分布与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。
3．指南针放在地球周围的指南针静⽌时能够指南北，就是受到了地磁场作⽤的结果。
4．磁偏⾓地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针并⾮准确地指南或指北，其间有⼀个交⾓，叫地磁偏⾓，简称磁偏⾓。
说明：①地球上不同点的磁偏⾓的数值是不同的。
②磁偏⾓随地球磁极缓慢移动⽽缓慢变化。
③地磁轴和地球⾃转轴的夹⾓约为11°。
⼆、磁场的⽅向在电场中，电场⽅向是⼈们规定的，同理，⼈们也规定了磁场的⽅向。
规定：在磁场中的任意⼀点⼩磁针北极受⼒的⽅向就是那⼀点的磁场⽅向。
确定磁场⽅向的⽅法是：将⼀不受外⼒的⼩磁针放⼊磁场中需测定的位置，当⼩磁针在该位置静⽌时，⼩磁针N极的指向即为该点的磁场⽅向。
磁体磁场：可以利⽤同名磁极相斥，异名磁极相吸的⽅法来判定磁场⽅向。
电流磁场：利⽤安培定则（也叫右⼿螺旋定则）判定磁场⽅向。
三、磁感线在磁场中画出有⽅向的曲线表⽰磁感线。
磁感线特点：（1）磁感线上每⼀点切线⽅向跟该点磁场⽅向相同。
（2）磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地⽅表⽰磁场越强，磁感线越疏的地⽅表⽰磁场越弱。
高中物理(磁场)理解拓展辅导讲义与典型例题答案解析
1．磁感应强度B 磁感应强度可以采用如下三种定义方式： （1） B 的方向垂直于正电荷所受最大磁力的方向与电荷运动方向组成的平面，并满足右旋关系，即B v q F ⨯=.当v 垂直于B 时，电荷所受磁力最大(m F ),B 的大小等于单位试探电荷以单位速率运动时所受的最大磁力，即qv F B m /=，如图12-1所示.（2）B 的方向垂直于电流元所受最大磁力的方向与电流元方向组成的平面，并满足右旋关系，即B l Id F d ⨯=.当l d 垂直于B 时，电流元的受磁力最大，B 的大小等于单位电流元所受的最大磁力，即Idl F B m /=，如图12-2所示.（3）B 的方向垂直于线圈所受最大力矩的方向与磁矩方向所组成的平面，并满足右旋关系，即B m M ⨯=，当m 垂直于B 时，线圈所受力矩最大（m M ），B 的大小等于单位磁矩所受的最大力矩，即m M B m /=，如图12-3所示.理解与拓展：⑴ 磁感应强度B 是反映磁场（对运动电荷或电流有作用力）性质的基本量，它的重要性相当于电场中的E .它是一个矢量，一般是空间和时间的函数，磁场中某一点的B ，只依赖于磁场本身在该点的特性．⑵ 上述三种B 的定义都是等效的，方向都与小磁针N 极受力方向相同，大小也是一样的，因为有I d l qv =，l d F M m m '=，l Idld IS m '==，所以m M I d l F qv F B m m m ///===.相应的三个定义式B v q F m ⨯=，B l Id F m ⨯=和B m M m ⨯=也是可以互相推导的．2．磁场中的高斯定理 在磁场中通过任意封闭曲面的磁通量恒为零，即 0=∙=Φ⎰S d B SmF m Bv（a ）q 图12-1F mB Id l（b ） 图12-2M Bm（c ） 图12-3理解与拓展：⑴ 同静电场中引入电场线一样，磁场中可以引入磁感应线(B 线)，并规定它在某点的切线方向表示该处B 的方向，垂直穿过某点附近单位面积磁感应线的条数为B 的大小．⑵ 高斯定理反映了磁场的无源性.即磁感应线是连续的，在任何地方都不可断，磁场是无源场．假若B 线在某点中断，就一定能作出包围该点但B 通量不为零的闭合面.这是高斯定理所不允许的，场线中断的地方是场源，B 线不中断，说明磁场是无源场，它的本质是认为没有磁荷．⑶ 高斯定理的适用范围：它是由毕奥-萨伐尔定律导出的，它的适用条件也应当是稳恒电流的磁场，进一步的研究指出，高斯定理可以推广到任意非稳恒电流激发的磁场，但这时毕奥-萨伐尔定律不再成立．⑷ 通过某一有限面S 的磁通量可表示为 ⎰⎰=∙=ΦSSm dS B S d B θcos3．毕奥-萨伐尔定律如图12-4所示，电流元l Id 在距它为r的场点P 处产生的磁感应强度B d 为304r rl Id B d⨯=πμ毕奥-萨伐尔定律仅对线电流元的空间适用，即电流通过的横截面的线度远小于其到待求场点的距离，所以不存在0→r 时∞→B d 的困惑。
高二物理《磁场》重难知识点解析及综合能力精析
高二《磁场》重难点精析及综合能力强化训练高中，物流，高一力学是基础，高二电磁学是根本，高三知识综合用，所以高二部分，往往是高考的难点和重点，应当全面掌握这一块的方法和内容，综合利用。
I. 重难知识点精析一、知识点回顾1、磁场(1)磁场的产生：磁极周围有磁场；电流周围有磁场（奥斯特实验），方向由安培定则（右手螺旋定则）判断（即对直导线，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）；变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。
(2)磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁极、电流（安培力）和运动电荷（洛仑兹力）有力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流和运动电荷只是可能有力的作用，当电流、电荷的运动方向与磁感线平行时不受磁场力作用)。
2、磁感应强度ILF B =（条件：L ⊥B ，并且是匀强磁场中，或ΔL 很小）磁感应强度B 是矢量。
3、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）。
⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线4、安培力——磁场对电流的作用力(1)BIL F =(只适用于B ⊥I ，并且一定有F ⊥B, F ⊥I ，即F 垂直B 和I 确定的平面。
B 、I 不垂直时，对B 分解，取与I 垂直的分量B ⊥)(2)安培力方向的判定：用左手定则。
通电环行导线周围磁场地球磁场 通电直导线周围磁场另：只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定。
5、洛仑兹力——磁场对运动电荷的作用力，是安培力的微观表现(1)计算公式的推导：如图，整个导线受到的安培力为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 。
高中物理电磁场经典高考例题
1.（20分）如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r 的圆环形光滑细玻璃管，环心0在区域中心。
一质量为m 、带电量为q （q>0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动。
已知磁感应强度大小B 随时间t 的变化关系如图乙所示，其中002m T qB π=。
设小球在运动过程中电量保持不变，对原磁场的影响可忽略。
（1）在t=0到t=T 0 这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小V 0；（2）在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等。
试求t=T 0 到t=1.5T 0 这段时间内：①细管内涡旋电场的场强大小E ；②电场力对小球做的功W 。
2．如图所示，一只用绝缘材料制成的半径为R 的半球形碗倒扣在水平面上，其内壁上有一质量为m 的带正电小球，在竖直向上的电场力F =2mg 的作用下静止在距碗口R 54高处。
已知小球与碗之间的动摩擦因数为μ，则碗对小球的弹力与摩擦力的大小分别为-----------------3．（22分）如图所示，在xOy 平面的第一象限内，分布有沿x 轴负方向的场强E =34×104N/C 的匀强电场，第四象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B 1=0.2 T的匀强磁场，第二、三象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B 2的匀强磁场。
在x 轴上有一个垂直于y 轴的平板OM ，平板上开有一个小孔P ，P 处连接有一段长度d =lcm 内径不计的准直管，管内由于静电屏蔽没有电场。
y 轴负方向上距O的粒子源S 可以向第四象限平面内各个方向发射a 粒子，假设发射的a 粒子速度大小v 均为2×105m ／s ，打到平板和准直管管壁上的a 粒子均被吸收。
已知a 粒子带正电，比荷为5q m=×l07C ／kg ，重力不计，求：(1)a 粒子在第四象限的磁场中运动时的轨道半径和粒子从S 到达P 孔的时间；(2) 除了通过准直管的a 粒子外，为使其余a 粒子都不能进入电场，平板OM 的长度至少是多长？(3) 经过准直管进入电场中运动的a 粒子，第一次到达y 轴的位置与O 点的距离；(4) 要使离开电场的a 粒子能回到粒子源S 处，磁感应强度B 2应为多大？4.(多选题)如图所示，在垂直纸面向里的水平匀强磁场中，水平放置一根粗糙绝缘细直杆，有一重力不可忽略，中间带有小孔的正电小球套在细杆上。
高考物理常考题型归纳：磁场
课题：磁场题型归纳教学目标：1.掌握安培力下导体运动分析2.洛伦兹力下带电粒子在磁场中（复合场、组合场）的运功3.带电粒子在磁场中运动实例1.如图所示,粗细均匀的正方形通电导体线框abcd置于匀强磁场中,cd边受到的安培力大小为F,则线框受到的安培力大小为（）A．4F B．3F C．2F D．02.如图所示,下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管子底部有一带电小球。
整个装置以水平向右的速度匀速运动,垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场,由于外力的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端口飞出,小球的电荷量始终保持不变,则小球从玻璃管进入磁场至飞出上端口的过程中（）A．小球运动轨迹是一段圆弧B．小球运动轨迹是抛物线C．洛仑兹力对小球做正功D．管壁的弹力对小球做负功3.（多选）如图所示,在范围足够大、磁感应强度为B的垂直纸面向里的水平匀强磁场内,固定着倾角θ=30°的足够长绝缘斜面,一个质量为m、电荷量为+q的带电小物块置于斜面的顶端处静止状态,现增加一水平向左的场强E=3mgq的匀强电场。
设滑动时小物块的电荷量不变,从加入电场开始计时,小物块的摩擦力f大小与时间t、加速度大小a 与时间t的关系图像可能正确的是（）A．B C．D ．4.如图,竖直平面内存在互相垂直的匀强磁场和匀强电场,磁感应强度大小为B ,方向垂直纸面向里,电场强度方向水平向右。
一质量为m 、带电量为q 的带电小球(视为质点)以某一速度,从M 点沿着与水平方向成30°方向直线运动到N 点,MN 的长度为L ,重力加速度为g ,下列说法中正确的是( )A ．小球带负电B ．小球克服电场力做的功为12mgLC ．小球在N 点的速度大小为23mg 3BqD ．仅将电场方向逆时针旋转90°,其余条件不变,小球可在空间做匀速圆周运动5.如图甲所示,直角坐标系中,x 轴上方有磁感应强度大小为B 的匀强磁场,磁场方向垂南纸面向外,O 处有一粒子源,能以相同的速率v 沿纸面不断地放出比荷为k 的同种粒子,粒子射入磁场的速度方向与x 轴正方向的夹角范围是30︒~150︒,粒子重力及粒子间的作用力均不计。
高中物理磁场习题200题(带答案)x
A 中电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为逆时针（从上向下看） ，故A 错误；B 图电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针（从上向下看） ，故B 错误；C 图 中电流为环形电流，由由右手螺旋定则可知，内部磁场应向右，故 C 错误；D 图根据图示电流方向，由右手螺旋定则可知，内部磁感线方向向右，故D 正确；故选D. 点睛：因磁场一般为立体分布，故在判断时要注意区分是立体图还是平面图，并且要能 根据立体图画出平面图，由平面图还原到立体图I 、磁场的磁感应评卷人得分1 •如图所示，一电荷量为 q 的负电荷以速度v 射入匀强磁场中•其中电荷不受洛仑兹力 的是（ ）【答案】C 【解析】由图可知，ABD 图中带电粒子运动的方向都与粗糙度方向垂直， 所以受到的洛伦兹力都 等于qvB,而图C 中，带电粒子运动的方向与磁场的方向平行，所以带电粒子不受洛伦 兹力的作用.故 C 正确，ABD 错误.故选C. 【答案】C 【解析】 根据左手定则的内容：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一 个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是 通电导线在磁场中所受安培力的方向，可得： A 、 电流与磁场方向平行，没有安培力，故 A 错误； B 、 安培力的方向是垂直导体棒向下的，故B 错误；C 、 安培力的方向是垂直导体棒向上的，故C 正确；D 、 电流方向与磁场方向在同一直线上，不受安培力作用，故 D 错误.故选C. 点睛：根据左手定则直接判断即可，凡是判断力的方向都是用左手，要熟练掌握，是一 道考查基础的好题目. 4 .如图所示，水平地面上固定着光滑平行导轨，导轨与电阻 R 连接，放在竖直向上的 匀强磁场中，杆的初速度为v o ,不计导轨及杆的电阻， 则下列关于杆的速度与其运动位 移之间的R ―X―K —X X8X X X X X XXXX XA.&'汽v /.B. 2 .如图所示为电流产生磁场的分布图，其中正确的是 （【答案】D 【解析】3 .下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流 强度B 和所受磁场力F 的方向，其中图示正确的是 （关系图像正确的是（）C .比荷相同的两个粒子沿P 、Q 两点射出，则（AB 方向射 ）【解析】导体棒受重力、支持力和向后的安培力; 感应电动势为： E=BLv感应电流为： - 安培力为: 故: 求和，有: 故：——= 故v 与P 是线性关系；故C 正确，ABD 错误；故选：5 .如图所示，直角三角形 ABC 中存在一匀强磁场, AC 边上的 A. 从P 射出的粒子速度大 B •从Q 射出的粒子速度大C.从P 射出的粒子，在磁场中运动的时间长D.两粒子在磁场中运动的时间一样长【答案】BD【解析】试题分析：粒子在磁场中做圆周运动，根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹， 根据轨迹分析粒子运动半径和周期的关系，从而分析得出结论. 粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系（图示弦切角相等） ，粒子在磁场中偏转 的圆心角相等，根据粒子在磁场中运动的时间： 一，又因为粒子在磁场中圆周运动的周期——，可知粒子在磁场中运动的时间相等，故D 正确，C 错误；如图，粒子在磁场中做圆周运动，分别从 P 点和 Q 点射出，由图知，粒子运动的半径 ，又粒子在磁场中做圆周运动的半径知粒子运动速度，故A 错误B 正确；【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时， 洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式- ，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆 心，找半径，结合几何知识分析解题， 6 . 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纸面放置，导线中通有大小相等的恒定电流，方 向如图所示•过c 点的导线所受安培力的方向（ ）輕 :上4*右C---- --- ----- 'CA. 与ab边平行，竖直向上B.与ab边垂直，指向右边C与ab边平行，竖直向下 D.与ab边垂直，指向左边【答案】D【解析】试题分析：先根据右手定则判断各个导线在c点的磁场方向，然后根据平行四边形定则，判断和磁场方向，最后根据左手定则判断安培力方向导线a在c处的磁场方向垂直ac斜向下，b在c处的磁场方向垂直be斜向上，两者的和磁场方向为竖直向下，根据左手定则可得c点所受安培力方向为与 ab边垂直，指向左边，D正确；7 .下列说法中正确的是（）A. 电场线和磁感线都是一系列闭合曲线B. 在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，这样做是为了消除静电C. 奥斯特提出了分子电流假说D. 首先发现通电导线周围存在磁场的科学家是安培【答案】B【解析】电场线是从正电荷开始，终止于负电荷，不是封闭曲线，A错误；麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，良好接地，目的是为了消除静电，这些要求与消毒无关，B正确；安培发现了分子电流假说，奥斯特发现了电流的磁效应，CD错误；8.在如图所示的平行板电容器中，电场强度E和磁感应强度 B相互垂直，一带正电的粒子q以速度v沿着图中所示的虚线穿过两板间的空间而不偏转（忽略重力影响）。