第1節(jié)磁場的描述磁場對電流的作用

1、 洛倫茲力、洛倫洛倫茲力、洛倫 茲力的方向茲力的方向 選擇、選擇、 計算計算 勻強磁場中的安勻強磁場中的安 培力培力 二、帶二、帶 電粒子電粒子 在勻強在勻強 磁場中磁場中 的運動的運動 安培力、安培力安培力、安培力 的方向的方向 通電直導線和通通電直導線和通 電線圈周圍磁場電線圈周圍磁場 的方向的方向 從近幾年高考試題來看，從近幾年高考試題來看， 高考對本章內(nèi)容的考查，重高考對本章內(nèi)容的考查，重 點考查安培力、洛倫茲力以點考查安培力、洛倫茲力以 及帶電粒子在磁場及帶電粒子在磁場(或復合或復合 場場)中的運動問題。對安培中的運動問題。對安培 力、洛倫茲力的考查多以選力、洛倫茲力的考查多以選 擇

2、題的形式出現(xiàn)；對帶電粒擇題的形式出現(xiàn)；對帶電粒 子的運動問題多以綜合計算子的運動問題多以綜合計算 題的形式出現(xiàn)，一般綜合考題的形式出現(xiàn)，一般綜合考 查受力分析、動力學關(guān)系、查受力分析、動力學關(guān)系、 功能關(guān)系、圓周運動、平拋功能關(guān)系、圓周運動、平拋 運動等知識，難度較大，分運動等知識，難度較大，分 值較高。值較高。 找找 規(guī)規(guī) 律律 選擇選擇 磁場、磁感應強磁場、磁感應強 度、磁感線度、磁感線 一、磁一、磁 場、安場、安 培力培力 把把 握握 考考 情情題型題型要求要求內(nèi)內(nèi) 容容考考 點點 質(zhì)譜儀和回旋質(zhì)譜儀和回旋 加速器加速器 帶電粒子在勻帶電粒子在勻 強磁場中的運強磁場中的運 動動 預計在預

3、計在2016年高年高 考中仍將以帶電粒子考中仍將以帶電粒子 在有界磁場、組合場、在有界磁場、組合場、 復合場中運動的綜合復合場中運動的綜合 分析為重點，出現(xiàn)大分析為重點，出現(xiàn)大 型綜合題的幾率較大。型綜合題的幾率較大。 明明 熱熱 點點 選選 擇、擇、 計計 算算 洛倫茲力公式洛倫茲力公式 三、帶三、帶 電粒子電粒子 在組合在組合 場疊加場疊加 場中的場中的 運動運動 把把 握握 考考 情情 題題 型型 要求要求內(nèi)內(nèi) 容容考考 點點 電場線切線方向，正電荷電場線切線方向，正電荷 受力方向受力方向 磁感線切線方向，小磁針磁感線切線方向，小磁針N 極受力方向極受力方向(靜止時靜止時N極所指極所指

4、方向方向) 方向方向 定義式定義式 描述電場性質(zhì)的物理量描述電場性質(zhì)的物理量描述磁場強弱的物理量描述磁場強弱的物理量 物理物理 意義意義 電場強度電場強度E磁感應強度磁感應強度B 1 V/m1 N/C1 T1 N/(Am)單位單位 合電場強度等于各個電合電場強度等于各個電 場的電場強度的矢量和場的電場強度的矢量和 合磁感應強度等于各磁場合磁感應強度等于各磁場 的磁感應強度的矢量和的磁感應強度的矢量和 場的場的 疊加疊加 由電場決定，與檢驗電由電場決定，與檢驗電 荷無關(guān)荷無關(guān) 由磁場決定，與檢驗電流由磁場決定，與檢驗電流 無關(guān)無關(guān) 大小大小 決定決定 因素因素 電場強度電場強度E磁感應強度磁感應

5、強度B 大拇指大拇指四指四指環(huán)形電流的磁場環(huán)形電流的磁場 四指四指大拇指大拇指直線電流的磁場直線電流的磁場 結(jié)果結(jié)果(磁場方向磁場方向)原因原因(電流方向電流方向) 等效法等效法 特殊位置法特殊位置法 電流元法電流元法 定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運 動趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所動趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所 受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體 所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合 力及運動方向力及運動方向 轉(zhuǎn)換研究轉(zhuǎn)換研究 對象法對

6、象法 同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不 平行的直線電流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行且電平行的直線電流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行且電 流方向相同的趨勢流方向相同的趨勢 結(jié)論法結(jié)論法 要點四安培力作用下的平衡問題 1安培力安培力 公式公式FBIL中安培力、磁感應強度和電流兩兩垂直，中安培力、磁感應強度和電流兩兩垂直， 且且L是通電導線的有效長度，即垂直磁感應強度方向是通電導線的有效長度，即垂直磁感應強度方向 的長度。的長度。 2通電導線在磁場中的平衡和加速問題的分析思路通電導線在磁場中的平衡和加速問題的分析思路 (1)選定研究對象；選定研究對象； (2)變?nèi)S

7、為二維，如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等，并變?nèi)S為二維，如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等，并 畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意F安 安 B、 F安 安 I； (3)列平衡方程或牛頓第二定律方程進行求解。列平衡方程或牛頓第二定律方程進行求解。 3安培力做功的特點和實質(zhì)安培力做功的特點和實質(zhì) (1)安培力做功與路徑有關(guān)，不像重力、電場力做功安培力做功與路徑有關(guān)，不像重力、電場力做功 與路徑無關(guān)。與路徑無關(guān)。 (2)安培力做功的實質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化安培力做功的實質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化 安培力做正功時將電源的能量轉(zhuǎn)化為導線的動能安培力做正功時將電源的能量轉(zhuǎn)化為導線的動能 或其

8、他形式的能?；蚱渌问降哪?。 安培力做負功時將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能后儲安培力做負功時將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能后儲 存起來或轉(zhuǎn)化為其他形式的能。存起來或轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 典例(多選)(2014浙江高考)如圖818甲所示，兩根 光滑平行導軌水平放置，間距為L，其間有豎直向下 的勻強磁場，磁感應強度為B。垂直于導軌水平對稱 放置一根均勻金屬棒。從t0時刻起，棒上有如圖乙 所示的持續(xù)交變電流I，周期為T，最大值為Im，圖甲 中I所示方向為電流正方向。則金屬棒() A一直向右移動一直向右移動 B速度隨時間周期性變化速度隨時間周期性變化 C受到的安培力隨時間周期性變化受到的安培力隨時間周期性變化 D受到的安培力在一個周期內(nèi)做正功受到的安培力在一個周期內(nèi)做正功 由左手定則可知，金屬棒一開始向右做勻加速運動，當由左手定則可知，金屬棒一開始向右做勻加速運動，當 電流反向以后，金屬棒開始做勻減速運動，經(jīng)過一個周電流反向以后，金屬棒開始做勻減速運動，經(jīng)過一個周 期速度變?yōu)槠谒俣茸優(yōu)?，然后重復上述運動，所以選項，然后重復上述運動，所以選項A、B正確；正確； 安培力安培力FBIL，由圖像可知前半個周期安培力水平向，由圖像可知前半個周期安培力水平向 右，后半個周期安培力水平向左，不斷