第八章第一节

1、第八章磁场第八章磁场栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场2015高考导航高考导航考纲展示考纲展示1.磁场、磁感应强度、磁感线磁场、磁感应强度、磁感线2通电直导线和通电线圈周围磁场的方向通电直导线和通电线圈周围磁场的方向3安培力、安培力的方向安培力、安培力的方向4匀强磁场中的安培力匀强磁场中的安培力5洛伦兹力、洛伦兹力的方向洛伦兹力、洛伦兹力的方向6洛伦兹力公式洛伦兹力公式7带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动8质谱仪和回旋加速器质谱仪和回旋加速器说明：说明：1.安培力的计算只限于电流与磁感应强安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形度垂直的情形2洛伦兹力的计算只限于速度与磁

2、场方向垂洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形直的情形.栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场热点视角热点视角1.高考对磁场知识的考查频率较高，考查的热点主要集中在：高考对磁场知识的考查频率较高，考查的热点主要集中在：磁场概念的理解、安培力的应用和带电粒子在磁场中的运磁场概念的理解、安培力的应用和带电粒子在磁场中的运动、带电粒子在复合场中的运动动、带电粒子在复合场中的运动2高考题型包括选择题和计算题选择题侧重考查磁场的基高考题型包括选择题和计算题选择题侧重考查磁场的基本概念、安培力的简单应用和洛伦兹力的有关分析；计算题本概念、安培力的简单应用和洛伦兹力的有关分析；计算题则侧重考查带电粒子在

3、磁场中或在复合场中的运动以及与电则侧重考查带电粒子在磁场中或在复合场中的运动以及与电磁感应相结合的问题特别注意磁感应相结合的问题特别注意“边界问题边界问题”以及由周期性引以及由周期性引起的多解问题起的多解问题3高考也注重实际应用，如质谱仪、回旋加速器、霍尔元高考也注重实际应用，如质谱仪、回旋加速器、霍尔元件、磁流体发电机、速度选择器、磁电式电流表等都可能成件、磁流体发电机、速度选择器、磁电式电流表等都可能成为命题的背景为命题的背景.栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场第一节磁场的描述磁场对电流的作用第一节磁场的描述磁场对电流的作用栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场一、磁场、磁感应强度一、磁场

4、、磁感应强度1磁场磁场(1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有_的作用的作用(2)方向：小磁针的方向：小磁针的N极所受磁场力的方向极所受磁场力的方向2磁感应强度磁感应强度(1)物理意义：描述磁场强弱和方向物理意义：描述磁场强弱和方向(2)定义式：定义式：B_(通电导线垂直于磁场通电导线垂直于磁场)(3)方向：小磁针静止时方向：小磁针静止时_的指向的指向(4)单位：单位：_，符号，符号T.磁力磁力N极极特斯拉特斯拉栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场二、磁感线及特点二、磁感线及特点1磁感线磁感线在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的在

5、磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的_方向都跟这方向都跟这点的磁感应强度的方向一致点的磁感应强度的方向一致2磁感线的特点磁感线的特点(1)磁感线上某点的磁感线上某点的_方向就是该点的磁场方向方向就是该点的磁场方向(2)磁感线的疏密定性地表示磁场的磁感线的疏密定性地表示磁场的_，在磁感线较密的，在磁感线较密的地方磁场较地方磁场较_；在磁感线较疏的地方磁场较；在磁感线较疏的地方磁场较_切线切线切线切线强弱强弱强强弱弱栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场(3)磁感线是磁感线是_曲线，没有起点和终点在磁体外部，从曲线，没有起点和终点在磁体外部，从N极指向极指向S极；在磁体内部，由极；在磁体内部，由S极

6、指向极指向N极极(4)同一磁场的磁感线不同一磁场的磁感线不_、不、不_、不相切、不相切(5)磁感线是假想的曲线，客观上不存在磁感线是假想的曲线，客观上不存在闭合闭合中断中断相交相交栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场3电流周围的磁场电流周围的磁场直线电流直线电流的磁场的磁场通电螺线管通电螺线管的磁场的磁场环形电流环形电流的磁场的磁场特点特点安培安培定则定则无磁极、非无磁极、非匀强且距导匀强且距导线越远处磁线越远处磁场越弱场越弱与条形磁铁的磁与条形磁铁的磁场相似，管内为场相似，管内为匀强磁场且磁场匀强磁场且磁场最强，管外为非最强，管外为非匀强磁场匀强磁场环形电流的两环形电流的两侧是侧是N极和极和

7、S极且离圆环中极且离圆环中心越远，磁场心越远，磁场越弱越弱栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场直线电流直线电流的磁场的磁场通电螺线管通电螺线管的磁场的磁场环形电流环形电流的磁场的磁场立体立体图图横截横截面图面图栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场三、安培力的大小和方向三、安培力的大小和方向1安培力的大小安培力的大小(1)磁场和电流垂直时，磁场和电流垂直时，F_.(2)磁场和电流平行时：磁场和电流平行时：F0.2安培力的方向安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直用左手定则判定：伸开左手，使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，并使并

8、且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向四指指向_的方向，这时的方向，这时_所指的方向就是通电导线所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向在磁场中所受安培力的方向(2)安培力的方向特点：安培力的方向特点：FB，FI，即，即F垂直于垂直于B和和I决定的决定的平面平面(注意：注意：B和和I可以有任意夹角可以有任意夹角)BIL电流电流拇指拇指栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场安培定则的应用和磁场的叠加安培定则的应用和磁场的叠加1安培定则的应用安培定则的应用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“因因”和和“果果”

9、原因原因(电流方向电流方向)结果结果(磁场绕向磁场绕向)直线电流的磁场直线电流的磁场环形电流的磁场环形电流的磁场大拇指大拇指四指四指四指四指大拇指大拇指栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场2.磁场的叠加磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解边形定则或正交分解法进行合成与分解特别提醒：特别提醒：两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的栏目

10、栏目导引导引第八章磁场第八章磁场 (2012高考大纲全国卷高考大纲全国卷)如图所示，两根相互平行的长直如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的导线过纸面上的M、N两点两点,且与纸面垂直且与纸面垂直,导线中通有大小相导线中通有大小相等、方向相反的电流等、方向相反的电流a、O、b在在M、N的连线上的连线上,O为为MN的的中点，中点，c、d位于位于MN的中垂线上，且的中垂线上，且a、b、c、d到到O点的距离点的距离均相等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是均相等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()AO点处的磁感应强度为零点处的磁感应强度为零Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反两点处

11、的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同两点处的磁感应强度大小相等，方向相同Da、c两点处磁感应强度的方向不同两点处磁感应强度的方向不同C栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场思路点拨思路点拨(1)根据什么定则判断导线根据什么定则判断导线M和和N在各点产生的在各点产生的磁场方向？磁场方向？(2)磁感应强度的大小与各点到导线的距离有什磁感应强度的大小与各点到导线的距离有什么关系？么关系？(3)合磁场的计算遵守什么定则？合磁场的计算遵守什么定则？解析解析根据安培定则判断磁场方向根据安培定则判断磁场方向,再结合矢量的合成知识再结合矢量的合成知识求解根据安培定则判断：两

12、直线电流在求解根据安培定则判断：两直线电流在O点产生的磁场方点产生的磁场方向均垂直于向均垂直于MN向下，向下，O点的磁感应强度不为零，故点的磁感应强度不为零，故A选项错选项错误；误；a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故B选项选项错误；根据对称性，错误；根据对称性，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故向相同，故C选项正确；选项正确；a、c两点的磁感应强度方向相同，两点的磁感应强度方向相同，故故D选项错误选项错误栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场方法总结方法总结解决这类问题的思路和步骤：解决这类问题的思路和步骤

13、：(1)根据安培定则确定各导线在某点产生的磁场方向；根据安培定则确定各导线在某点产生的磁场方向；(2)判断各分磁场的磁感应强度大小；判断各分磁场的磁感应强度大小；(3)根据矢量合成法则确定合磁场的大小和方向根据矢量合成法则确定合磁场的大小和方向栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场1.四条相互平行的通电直导线垂直于纸面，位于正方形的四四条相互平行的通电直导线垂直于纸面，位于正方形的四个顶点上，其中个顶点上，其中A、D导线中的电流方向垂直纸面向外，导线中的电流方向垂直纸面向外，B、C导线中的电流方向垂直纸面向里，四条导线中的电流大小导线中的电流方向垂直纸面向里，四条导线中的电流大小相等，如图所示则

14、相等，如图所示则B导线受到导线受到A、C、D导线产生磁场的作导线产生磁场的作用力的合力方向是用力的合力方向是()A沿沿AB向右向右B沿沿DB向上向上C沿沿CB斜向上斜向上 D沿沿BC斜向下斜向下C栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场解析：根据电流间的解析：根据电流间的“同吸异斥同吸异斥”相互作用规律，可得相互作用规律，可得AB、BD间的作用力是斥力，间的作用力是斥力，BC间的作用力是引力，如图所示由间的作用力是引力，如图所示由几何关系可知，几何关系可知，F1F2F3，则可知，则可知F1、F2的合力沿的合力沿CB斜向斜向上而且大于上而且大于F3，所以合力的方向应该是沿，所以合力的方向应该是沿CB

15、斜向上斜向上栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场安培力作用下的导体运动分析安培力作用下的导体运动分析1通电导体在磁场中的运动实质是在磁场对电流的安培力通电导体在磁场中的运动实质是在磁场对电流的安培力作用下导体的运动作用下导体的运动2明确磁场的分布和正确运用左手定则进行判断是解题的明确磁场的分布和正确运用左手定则进行判断是解题的关键关键栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场 如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面当线圈附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情

16、况是内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是()A线圈向左运动线圈向左运动B线圈向右运动线圈向右运动C从上往下看顺时针转动从上往下看顺时针转动D从上往下看逆时针转动从上往下看逆时针转动A栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场解析解析法一：电流元法法一：电流元法首先将圆形线圈分成很多小段首先将圆形线圈分成很多小段,每一段可看做一直线电流元，每一段可看做一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲取其中上、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，所示根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动只有选项故线圈向左

17、运动只有选项A正确正确栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场法二：等效法法二：等效法将环形电流等效成小磁针，如图乙所示，根据异名磁极相吸将环形电流等效成小磁针，如图乙所示，根据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选引知，线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥同向电流相吸引，异向电流相排斥”，也可判断出线圈向左运动，选也可判断出线圈向左运动，选A.栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场方法总结方法总结安培力作用下导体运动情况的判定方法安培力作用下导体运动情况的判定方法电流元法电流元法特殊位置特殊位置法法

18、等效法等效法在特殊位置在特殊位置安培力方向安培力方向运动方向运动方向栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场结论法结论法转换研究转换研究对象法对象法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两同向电流互相吸引，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且电流方向相同的趋势定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或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

19、磁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体所受合力及运动方向栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场2.(2014双十中学高三检测双十中学高三检测)如图所示，原来静止的圆形线圈如图所示，原来静止的圆形线圈通入逆时针方向的电流通入逆时针方向的电流I，在其直径，在其直径AB上靠近上靠近B点处放一根点处放一根垂直于线圈的固定不动的长直导线，长直导线通以垂直纸面垂直于线圈的固定不动的长直导线，长直导线通以垂直纸面向里的电流向里的电流I，则圆线圈将，则圆线圈将()A向左平动向左平动 B向右平动向右平动C以直径为轴转动以直径为轴转动 D静止不动静止不动C栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场

20、解析：将图中的环形电流化曲为直，如图所示，则由电流之解析：将图中的环形电流化曲为直，如图所示，则由电流之间相互作用间相互作用“同吸异斥同吸异斥”的特点和的特点和“两异向直线电流总有转两异向直线电流总有转到同向平行且靠近的趋势到同向平行且靠近的趋势”可知，圆线圈将有转动的效果，可知，圆线圈将有转动的效果，故故C正确正确栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场对安培力公式的理解和应用对安培力公式的理解和应用1安培力公式的说明安培力公式的说明在高中阶段计算安培力时，常用在高中阶段计算安培力时，常用FBIL，即只考虑磁场与电，即只考虑磁场与电流方向垂直的情况，很少考虑二者不垂直的情形流方向垂直的情况，很少考虑二者不垂直的情形2对有效长度的理解对有效长度的理解弯曲导线的有效长度弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度等于两端点所连直线的长度(如图所示如图所示),相应的电流方向沿相应的电流方向沿L由始端流向末端安培力的作用点为等效由始端流向末端安培力的作用点为等效长度的几何中心长度的几何中心栏目栏目导引导引第八章磁场第八章磁场解