2014年高考高中物理复习知识重点：磁场专题知识汇总
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2014年高考高中物理复习知识重点：磁场专题知识汇总
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一、磁场 &&&&&&&& 磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是物质存在的另一种形式，是客观存在。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、电流都有磁力作用。 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，在这些曲线上，每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。 　　1）磁感线上每一点切线方向跟该点磁场方向相同。 　　2）磁感线特点 　　1）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。 　　2）磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。 　　3）磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由 N 极到 S 极，在磁体内部由 S 极到 N 极。 以下各图分别为条形磁体、蹄形磁体、直线电流、环行电流的磁场说明： ①磁感线是为了形象地描述磁场而在磁场中假想出来的一组有方向的曲线， 并不是客观存在于磁场中的真实曲线。 ②磁感线与电场线类似，在空间不能相交，不能相切，也不能中断。 四、几种常见磁场 1 通电直导线周围的磁场 　　1）安培定则：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环 绕的方向，这个规律也叫右手螺旋定则。　　2）磁感线分布如图所示： 说明： ①通电直导线周围的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，实际上电流磁场应为空间图形。 ②直线电流的磁场无磁极。 ③磁场的强弱与距导线的距离有关，离导线越近磁场越强，离导线越远磁场越弱。 ④图中的“×”号表示磁场方向垂直进入纸面， ”表示磁场方向垂直离开纸面。 “?　　2．环形电流的磁场 　　1）安培定则：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。　　2）磁感线分布如图所示： 　　3）几种常用的磁感线不同画法。说明： ①环形电流的磁场类似于条形磁铁的磁场，其两侧分别是 N 极和 S 极。 ②由于磁感线均为闭合曲线，所以环内、外磁感线条数相等，故环内磁场强，环外磁场弱。 ③环形电流的磁场在微观上可看成无数根很短的直线电流的磁场的叠加。 　　3．通电螺线管的磁场 　　1）安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲时四指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管中心轴 线上的磁感线方向。　　2）磁感线分布：如图所示。 　　3）几种常用的磁感线不同的画法。说明： ①通电螺线管的磁场分布：外部与条形磁铁外部的磁场分布情况相同，两端分别为 N 极和 S 极。管内（边缘除外） 是匀强磁场，磁场分布由 S 极指向 N 极。 ②环形电流宏观上其实就是只有一匝的通电螺线管，通电螺线管则是由许多匝环形电流串联而成的。因此，通电 螺线管的磁场也就是这些环形电流磁场的叠加。 ③不管是磁体的磁场还是电流的磁场，其分布都是在立体空间的，要熟练掌握其立体图、纵截面图、横横面图的 画法及转换。 　　四.匀强磁场 　　&&&&&&&& 1）定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域内的磁场叫做匀强磁场。 　　2）磁感线分布特点：间距相同的平行直线。　　3）产生：距离很近的两个异名磁极之间的磁场除边缘部分外可以认为是匀强磁场；相隔一定距离的两个平行放 置的线圈通电时，其中间区域的磁场也是匀强磁场，如图所示：五、磁感应强度 　　&&&&&&&& 1、磁感应强度 为了表征磁场的强弱和方向，我们引入一个新的物理量：磁感应强度。描述磁场强弱和方向的物理量，用符号“B” 表示。 通过精确的实验可以知道，当通电直导线在匀强磁场中与磁场方向垂直时，受到磁场对它的力的作用。对于同一 磁场，当电流加倍时，通电导线受到的磁场力也加倍，这说明通电导线受到的磁场力与通过它的电流强度成正比。而 当通电导线长度加倍时，它受到的磁场力也加倍，这说明通电导线受到的磁场力与导线长也成正比。对于磁场中某处 来说，通电导线在该处受的磁场力 F 与通电电流强度 I 与导线长度 L 乘积的比值是一个恒量，它与电流强度和导线长 度的大小均无关。在磁场中不同位置，这个比值可能各不相同，因此，这个比值反映了磁场的强弱。 　　1）磁感应强度的定义 电流元 ①定义：物理学中把很短一段通电导线中的电流 I 与导线长度 L 的乘积 IL 叫做电流元。 ②理解：孤立的电流元是不存在的，因为要使导线中有电流，就必须把它连到电源上。 　　2）磁场对通电导线的作用力 ①内容：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与 I 和 L 的乘积成正比。 ②公式： 。说明： ①B 为比例系数，与导线的长度和电流的大小都无关。 ②不同的磁场中，B 的值是不同的。 ③B 应为与电流垂直的值，即式子成立条件为：B 与 I 垂直。 磁感应强度 定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，受到的安培力的作用 F，跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值， 叫做通电直导线所在处的磁场的磁感应强度。 公式：B=F / IL。 　　2）磁感应强度的单位 在国际单位制中，B 的单位是特斯拉（T） ，由 B 的定义式可知：1 特（T）= 　　3）磁感应强度的方向 磁感应强度是矢量，不仅有大小，而且有方向，其方向即为该处磁场方向。小磁针静止时 N 极所指的方向规定为 该点的磁感应强度的方向，简称为磁场的方向。 B 是矢量，其方向就是磁场方向，即小磁针静止时 N 极所指的方向。 　　2、磁通量 磁感线和电场线一样也是一种形象描述磁场强度大小和方向分布的假想的线，磁感线上各点的切线方向即该点的磁感应强度方向，磁感线的密疏，反映磁感应强度的大小。为了定量地确定磁感线的条数跟磁感应强度大小的关系， 规定：在垂直磁场方向每平方米面积的磁感线的条数与该处的磁感应强度大小（单位是特）数值相同。这里应注意的 是一般画磁感线可以按上述规定的任意数来画图，这种画法只能帮助我们了解磁感应强度大小；方向的分布，不能通 过每平方米的磁感线数来得出磁感应强度的数值。 　　1）磁通量的定义 穿过某一面积的磁感线的条数，叫做穿过这个面积的磁通量，用符号φ表示。物理意义：穿过某一面的磁感线条数。 　　2）磁通量与磁感应强度的关系 按前面的规定，穿过垂直磁场方向单位面积的磁感线条数，等于磁感应强度 B，所以在匀强磁场中，垂直于磁场 方向的面积 S 上的磁通量φ=BS。 若平面 S 不跟磁场方向垂直，则应把 S 平面投影到垂直磁场方向上。 当平面 S 与磁场方向平行时，φ=0。 公式 　　1）公式：Φ=BS。 　　2）公式运用的条件： a．匀强磁场；b．磁感线与平面垂直。 　　3）在匀强磁场 B 中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ=BS 中的 S 应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。 此时 ，式中 即为面积 S 在垂直于磁感线方向的投影，我们称为“有效面积” 。　　3）磁通量的单位 在国际单位中，磁通量的单位是韦伯（Wb） ，简称韦。磁通量是标量，只有大小没有方向。 　　4)磁通密度 磁感线越密的地方，穿过垂直单位面积的磁感线条数越多，反之越少，因此穿过单位面积的磁通量??磁通密度， 它反映了磁感应强度的大小，在数值上等于磁感应强度的大小，B =Φ/S。 六、磁场对电流的作用 　　&&&&&&&&1&&．安培分子电流假说的内容 安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流??分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为 微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极。　　2．安培假说对有关磁现象的解释　　1）磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向杂乱无章，它们的磁场互相抵消，对外不显 磁性；当软磁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得大致相同时，两端显示较强的磁性作用，形成磁极，软 铁棒就被磁化了。 　　2）磁体的消磁：磁体的高温或猛烈敲击，即在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流取向又变得杂乱无章， 磁体磁性消失。 磁现象的电本质 磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的。 说明： ①根据物质的微观结构理论，原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，核外电子带负电，核外电子在库仑 引力作用下绕核高速旋转，形成分子电流。在安培生活的时代，由于人们对物质的微观结构尚不清楚，所以称为“假 说” 。但是现在， “假设”已成为真理。 ②分子电流假说揭示了电和磁的本质联系，指出了磁性的起源：一切磁现象都是由运动的电荷产生的。 安培力 通电导线在磁场中受到的力称为安培力。 　3．安培力的方向&&左手定则 　　1）左手定则 伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把手放入磁场，让磁感线穿过手心，让 伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指方向即为安培力方向。 　　2）安培力 F、磁感应强度 B、电流 I 三者的方向关系： ① ， ，即安培力垂直于电流和磁感线所在的平面，但 B 与 I 不一定垂直。②判断通电导线在磁场中所受安培力时，注意一定要用左手，并注意各方向间的关系。 ③若已知 B、I 方向，则 方向确定；但若已知 B（或 I）和 方向，则 I（或 B）方向不确定。&&&&4．电流间的作用规律 同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。 安培力大小的公式表述 &&&&1）当 B 与 I 垂直时，F=BIL。 &&&&2）当 B 与 I 成 角时， ， 是 B 与 I 的夹角。 和沿电流方向的 。 ，B 对 I 的作用可用 B&&&& 1、&&&&推导过程：如图所示，将 B 分解为垂直电流的 B2 对电流的作用等效替代，　　5．几点说明 　　1）通电导线与磁场方向垂直时，F=BIL 最大；平行时最小，F=0。 　　2）B 对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度。 　　3）导线 L 所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式 仅适用于很短的通电导线（我们可以把这样的直线电流称为直线电流元） 。 　　4）式中的 L 为导线垂直磁场方向的有效长度。如图所示，半径为 r 的半圆形导线与磁场 B 垂直放置，当导线中 通以电流 I 时，导线的等效长度为 2 r，故安培力 F=2BIr。七、磁电式电流表 　&& 　1.电流表的构造 磁电式电流表的构造如图所示。在蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以转动的铝 框，在铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上，被测 电流经过这两个弹簧流入线圈。
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TA的最新馆藏一根长直导线中有稳恒电流.下列说法中正确的是( )A.此直线电流周围的磁场不是匀强磁场B.此磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆.磁感线的疏密程度一样C.直线电流的方向与它的磁感线的方向之间的关系可以用安培定则来判定D.直线电流周围的磁场是匀强磁场 题目和参考答案——精英家教网——
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一根长直导线中有稳恒电流，下列说法中正确的是（　　）A、此直线电流周围的磁场不是匀强磁场B、此磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，磁感线的疏密程度一样C、直线电流的方向与它的磁感线的方向之间的关系可以用安培定则来判定D、直线电流周围的磁场是匀强磁场
分析：【解析】直线电流产生的磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，磁感线的疏密程度不同．故A、C项正确．解答：解：AD、据电流的磁效应可知，直线电流周围存在磁场且离导线越远磁感应强度越小，故此磁场不是匀强磁场，故A正确，D错误．B、据右手螺旋定则知，磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，由于是非匀强磁场，所以磁感线的疏密程度不一样，故B错误．C、电流的方向与它的磁感线的方向之间的关系可以用安培定则来判定，故C 正确．故选：AC．点评：解题关键明确通电直导线的电流方向和磁场方向满足右手螺旋定则，此磁场并不是匀强磁场．
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科目：高中物理
&一根长直导线中有稳恒电流，下列说法中正确的是(　　) A．此直线电流周围的磁场不是匀强磁场 B．此磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，磁感线的疏密程度一样 C．直线电流的方向与它的磁感线的方向之间的关系可以用安培定则来判定 D．直线电流周围的磁场是匀强磁场
科目：高中物理
题型：阅读理解
第十部分 磁场第一讲 基本知识介绍《磁场》部分在奥赛考刚中的考点很少，和高考要求的区别不是很大，只是在两处有深化：a、电流的磁场引进定量计算；b、对带电粒子在复合场中的运动进行了更深入的分析。一、磁场与安培力1、磁场a、永磁体、电流磁场→磁现象的电本质b、磁感强度、磁通量c、稳恒电流的磁场*毕奥-萨伐尔定律（Biot-Savart law）：对于电流强度为I&、长度为dI的导体元段，在距离为r的点激发的“元磁感应强度”为dB&。矢量式d= k，（d表示导体元段的方向沿电流的方向、为导体元段到考查点的方向矢量）；或用大小关系式dB = k结合安培定则寻求方向亦可。其中&k = 1.0×10?7N/A2&。应用毕萨定律再结合矢量叠加原理，可以求解任何形状导线在任何位置激发的磁感强度。毕萨定律应用在“无限长”直导线的结论：B = 2k&；*毕萨定律应用在环形电流垂直中心轴线上的结论：B = 2πkI&；*毕萨定律应用在“无限长”螺线管内部的结论：B = 2πknI&。其中n为单位长度螺线管的匝数。2、安培力a、对直导体，矢量式为&= I；或表达为大小关系式&F = BILsinθ再结合“左手定则”解决方向问题（θ为B与L的夹角）。b、弯曲导体的安培力⑴整体合力折线导体所受安培力的合力等于连接始末端连线导体（电流不变）的的安培力。证明：参照图9-1，令MN段导体的安培力F1与NO段导体的安培力F2的合力为F，则F的大小为F =&& = BI& = BI关于F的方向，由于ΔFF2P∽ΔMNO，可以证明图9-1中的两个灰色三角形相似，这也就证明了F是垂直MO的，再由于ΔPMO是等腰三角形（这个证明很容易），故F在MO上的垂足就是MO的中点了。证毕。由于连续弯曲的导体可以看成是无穷多元段直线导体的折合，所以，关于折线导体整体合力的结论也适用于弯曲导体。（说明：这个结论只适用于匀强磁场。）⑵导体的内张力弯曲导体在平衡或加速的情形下，均会出现内张力，具体分析时，可将导体在被考查点切断，再将被切断的某一部分隔离，列平衡方程或动力学方程求解。c、匀强磁场对线圈的转矩如图9-2所示，当一个矩形线圈（线圈面积为S、通以恒定电流I）放入匀强磁场中，且磁场B的方向平行线圈平面时，线圈受安培力将转动（并自动选择垂直B的中心轴OO′，因为质心无加速度），此瞬时的力矩为M = BIS几种情形的讨论——⑴增加匝数至N&，则&M = NBIS&；⑵转轴平移，结论不变（证明从略）；⑶线圈形状改变，结论不变（证明从略）；*⑷磁场平行线圈平面相对原磁场方向旋转α角，则M = BIScosα&，如图9-3；证明：当α&= 90°时，显然M = 0&，而磁场是可以分解的，只有垂直转轴的的分量Bcosα才能产生力矩…⑸磁场B垂直OO′轴相对线圈平面旋转β角，则M = BIScosβ&，如图9-4。证明：当β&= 90°时，显然M = 0&，而磁场是可以分解的，只有平行线圈平面的的分量Bcosβ才能产生力矩…说明：在默认的情况下，讨论线圈的转矩时，认为线圈的转轴垂直磁场。如果没有人为设定，而是让安培力自行选定转轴，这时的力矩称为力偶矩。二、洛仑兹力1、概念与规律a、&= q，或展开为f = qvBsinθ再结合左、右手定则确定方向（其中θ为与的夹角）。安培力是大量带电粒子所受洛仑兹力的宏观体现。b、能量性质由于总垂直与确定的平面，故总垂直&，只能起到改变速度方向的作用。结论：洛仑兹力可对带电粒子形成冲量，却不可能做功。或：洛仑兹力可使带电粒子的动量发生改变却不能使其动能发生改变。问题：安培力可以做功，为什么洛仑兹力不能做功？解说：应该注意“安培力是大量带电粒子所受洛仑兹力的宏观体现”这句话的确切含义——“宏观体现”和“完全相等”是有区别的。我们可以分两种情形看这个问题：（1）导体静止时，所有粒子的洛仑兹力的合力等于安培力（这个证明从略）；（2）导体运动时，粒子参与的是沿导体棒的运动v1和导体运动v2的合运动，其合速度为v&，这时的洛仑兹力f垂直v而安培力垂直导体棒，它们是不可能相等的，只能说安培力是洛仑兹力的分力f1&= qv1B的合力（见图9-5）。很显然，f1的合力（安培力）做正功，而f不做功（或者说f1的正功和f2的负功的代数和为零）。（事实上，由于电子定向移动速率v1在10?5m/s数量级，而v2一般都在10?2m/s数量级以上，致使f1只是f的一个极小分量。）☆如果从能量的角度看这个问题，当导体棒放在光滑的导轨上时（参看图9-6），导体棒必获得动能，这个动能是怎么转化来的呢？若先将导体棒卡住，回路中形成稳恒的电流，电流的功转化为回路的焦耳热。而将导体棒释放后，导体棒受安培力加速，将形成感应电动势（反电动势）。动力学分析可知，导体棒的最后稳定状态是匀速运动（感应电动势等于电源电动势，回路电流为零）。由于达到稳定速度前的回路电流是逐渐减小的，故在相同时间内发的焦耳热将比导体棒被卡住时少。所以，导体棒动能的增加是以回路焦耳热的减少为代价的。2、仅受洛仑兹力的带电粒子运动a、⊥时，匀速圆周运动，半径r =&&，周期T =&b、与成一般夹角θ时，做等螺距螺旋运动，半径r =&&，螺距d =&这个结论的证明一般是将分解…（过程从略）。☆但也有一个问题，如果将分解（成垂直速度分量B2和平行速度分量B1&，如图9-7所示），粒子的运动情形似乎就不一样了——在垂直B2的平面内做圆周运动？其实，在图9-7中，B1平行v只是一种暂时的现象，一旦受B2的洛仑兹力作用，v改变方向后就不再平行B1了。当B1施加了洛仑兹力后，粒子的“圆周运动”就无法达成了。（而在分解v的处理中，这种局面是不会出现的。）3、磁聚焦a、结构：见图9-8，K和G分别为阴极和控制极，A为阳极加共轴限制膜片，螺线管提供匀强磁场。b、原理：由于控制极和共轴膜片的存在，电子进磁场的发散角极小，即速度和磁场的夹角θ极小，各粒子做螺旋运动时可以认为螺距彼此相等（半径可以不等），故所有粒子会“聚焦”在荧光屏上的P点。4、回旋加速器a、结构&原理（注意加速时间应忽略）b、磁场与交变电场频率的关系因回旋周期T和交变电场周期T′必相等，故&=c、最大速度&vmax&=&= 2πRf5、质谱仪速度选择器&粒子圆周运动，和高考要求相同。第二讲 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8.0×10?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&→
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如何用安培定则判定环行电流的磁场与电流的关系,线圈有磁场方向如何判断电流方向?
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右手定则,就是右手竖起大拇指,其他四指握紧（就像夸（或鄙视）别人时的手势）,拳头可以手臂为轴转.如果告诉电流方向,就使四指弯曲的方向与电流方向一致,那么大拇指指的方向就是磁场方向.如果告诉磁场方向,那么就使大拇指指的方向与磁场方向一致,那么四指弯曲的方向就是磁场方向.自己取找几个例题试试
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（志鸿优化设计）（江苏专用）2014年高考物理 第八章磁场第一节磁场的描述 磁场对电流的作用教学案
光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 　磁场考纲要求 权威解读磁场、磁感应强度、磁感线 Ⅰ 知道什么是磁场以及对磁场的两种描述方法：磁感应强度和磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 Ⅰ会应用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向安培力 Ⅱ 掌握安培力的计算表达式，会判断安培力的方向，能解决相关动力学问题洛伦兹力、洛伦兹力的方向 Ⅱ 知道什么是洛伦兹力，会判断正负粒子在磁场中的受力方向洛伦兹力公式 Ⅱ 掌握洛伦兹力的表达式，会用来进行计算带电粒子在匀强磁场中的运动 Ⅱ 掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律质谱仪和回旋加速器的基本原理 Ⅰ 理解质谱仪和回旋加速器的结构和工作原理第一节　磁场的描述　磁场对电流的作用一、磁场　磁感应强度1．磁场（1）基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有______的作用。（2）方向：小磁针的______所受磁场力的方向。2．磁感应强度（1）物理意义：描述磁场的__________。（2）大小： B＝__________（通电导线垂直于磁场） 。（3）方向：小磁针静止时____的指向。3．安培的分子电流假说安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种________——分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于________。二、磁感线及几种常见的磁场分布1．磁感线在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的____方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。2．几种常见的磁场（1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场（如图所示）（2）几种电流周围的磁场分布直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点 无磁极、非匀强且距导线越远处磁场____与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场____，管外为非匀强磁环形电流的两侧是 N 极和 S 极且离圆环中心越远，磁场____光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 （3）匀强磁场在磁场的某些区域内，磁感线为________的平行线，如图所示。（4）地磁场①地磁场的 N 极在地理___________附近，S 极在地理___________附近，磁感线分布如图所示。②在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度___________，且方向水平___________。三、磁场对电流的作用——安培力1．大小若 I∥ B 时，____；若 I⊥ B 时， F＝ ．方向总垂直于____所决定的平面，即一定垂直于 B 和 I，但 B 与 I 不一定垂直。可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指____，并且都跟手掌在__________，把手放入磁场中，让磁感线____________，使伸开的四指指向______的方向，那么，____所指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向。3．两平行通电导线间的作用同向电流相互____，反向电流相互____。光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ．下列说法中正确的是（　　）A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零C．某点电场强度的大小等于一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身所带电荷量的比值D．某点磁感应强度的大小等于一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导体长度和电流乘积的比值2．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）A． M、 N 两处的磁感应强度的大小不等， M、 N 两处的磁感应强度的大小不等， 一通电导线放在 M 处受力一定比放在 N 处受力大D．同一通电导线放在 M 处受力一定比放在 N 处受力小3．请根据图中给出的条件，运用左手定则，指明各图中第三个物理量的方向。4．易错辨析：请你判断下列表述正确与否，对不正确的，请予以更正。（1）电流在磁场中受力为零，说明该处磁感应强度为零。（2）磁体的磁感线不论在磁体外部还是在内部都是由 N 极指向 S 极。（3）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，与此类似，同向电流相互排斥，异向电流相互吸引。（4）安培力 F、磁感应强度 B、电流 I 三者方向总是相互垂直。（5）安培力计算公式 F＝ 成立条件是磁感应强度 B 垂直于电流 I，即 B⊥ I。一、磁感线和电场线的比较自主探究 1 下列关于电场线和磁感线的说法中错误的是（　　）A．静电场的电场线总是从正电荷或无穷远出发，终止于无穷远或负电荷B．磁感线总是从磁体北极出发，到磁体南极终止C．电场中某点的电场强度方向就是电场线的切线方向，也是正电荷所受电场力的方向D．磁场中某点的磁场方向就是磁感线的切线方向，也是小磁针北极在该点的受力方向思考：磁感线和电场线有何异同点？请完成下列表格。磁感线 电场线引入目的 ______________________________________________疏密意义 ____________________________________切线方向 _____________________________相似点是否相交 ______不同点 _________________________ _________________________光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、对磁感应强度的理解自主探究 2 关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的有（　　）A．电流元 磁场中受力为 F，则磁感应强度 B 一定等于流元 磁场中受力为 F，则磁感应强度可能大于或等于场中电流元受力大的地方，磁感应强度不一定大D．磁场中某点磁感应强度的方向与电流元在此点的受力方向相同思考 1：磁感应强度的定义式 B＝ ，能否说 B 的大小与 F 成正比，与 反比？：由定义式 B＝ 计算 B 时，通电导线如何放置？若通电导线平行于磁场放置，处的磁感应强度呢？思考 3：磁感应强度 B 的方向与 F 的方向是否相同？自主探究 3（2012·大纲全国）如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的 M、 N 两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。 A、 O、 B 在 M、 N 的连线上， O 为中点， C、 D 位于 中垂线上，且 A、 B、 C、 D 到 O 点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　）A． O 点处的磁感应强度为零B． A、 B 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C． C、 D 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D． A、 C 两点处磁感应强度的方向不同思考：空间一点的磁感应强度如何计算？归纳要点1．磁感应强度与电场强度的区别（1）电荷在电场中总是受力，而电流在磁场中不一定受力，且受力情况取决于电流与磁场方向的关系，两者方向平行时不受力，垂直时受力最大；（2）电场力方向总与电场强度方向在同一条直线上，但安培力方向与磁场方向总是垂直的，且垂直于磁场和电流决定的平面。2．磁感应强度是矢量，它的叠加遵从平行四边形定则。有关力的合成的方法对磁感应强度的合成都是适用的。三、安培力的计算和方向的判断自主探究 4 如图所示，一段导线 于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段 长度均为 l，且∠ 35°。流经导线的电流为 I，方向如图中箭头所示。导线 受到的磁场的作用力的合力（　　）A．方向沿纸面向上，大小为（ ＋1） 向沿纸面向上，大小为（ －1） ．方向沿纸面向下，大小为（ ＋1） 向沿纸面向下，大小为（ －1） ：安培力的方向与磁场方向、电流方向有何关系？思考 2：在安培力 F、磁感应强度 B、电流 I 三者中，若任知其中两个的方向，能否唯一判断第三个的方向？思考 3：如何计算弯曲导线所受的安培力？归纳要点安培力的方向取决于电流和磁场方向决定的平面，且总与该平面垂直，处理此类问题首先要把立体图改画为截面图，要正确判断出通电导线与磁场方向的关系，注意分析二者是否垂直。命题研究一、安培定则的应用【题例 1】如图所示，直导线 线管 C、电磁铁 D 三者相距较远，它们的磁场互不影响。当开关 S 闭合后，则小磁针的北极 N（黑色一端）指示出的磁场方向正确的是（　　）A． a、 c　　　B． b、 c、 d D． a、 由安培定则判断出磁场的分布，小磁针的 N 极总是指向磁场的方向。解题要点：规律总结运用安培定则时的注意事项（1）在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果” 。（2）在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时“大拇指指向”和“四指指向”的含义不同。详见下表：磁场类别 原因（电流方向） 结果（磁感线方向）直线电流的磁场 大拇指指向 四指指向环形电流的磁场 四指指向 大拇指指向命题研究二、安培力作用下导体运动情况的判定【题例 2】如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流 I 时，导线的运动情况是（从上往下看） （　　）光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升思路点拨： 首先明确常见磁场的磁感线分布情况，然后取“电流元” ，用左手定则判定其受力方向。解题要点：规律总结判定安培力作用下导体运动情况的常用方法电流元法 分割为电流元 安培力方向― →整段导体所受合力方向― →运― ― →左 手 定 则 动方向特殊位置法 在特殊位置― →安培力方向― →运动方向等效法 环形电流 小磁针条形磁铁 通电螺线管 多个环形电流结论法 同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势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或运动趋势的问题，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，从而确定磁体所受合力及运动方向命题研究三、与安培力有关的力学综合问题【题例 3】 （2012·福建泉州模拟）如图所示，两平行金属导轨间的距离 l＝m，金属导轨所在的平面与水平面夹角 θ ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势 E＝、内阻 r＝ 的直流电源。现把一个质量 m＝导体棒 在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 ，金属导轨电阻不计， g 取 10 m/知 7°＝7°＝：（1）通过导体棒的电流；（2）导体棒受到的安培力大小；（3）导体棒受到的摩擦力。思路点拨：解题要点：规律方法求解通电导体在磁场中的力学问题的方法。（1）选定研究对象；（2）变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，画出平面受力分析图，判断安培力的方向时切忌跟着感觉走
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