專題十一磁場考點(diǎn)例析

1、中小學(xué)教育資源交流中心提供1專題十一：磁場考點(diǎn)例析專題十一：磁場考點(diǎn)例析磁場是歷年高考的考查重點(diǎn)，特別是磁場對運(yùn)動電荷的作用力——洛侖茲力，以及電荷在復(fù)合場中的運(yùn)動，一直是高考的熱點(diǎn)之一，幾乎是年年必考，并且綜合性強(qiáng)，難度較大。一般考查帶電粒子在復(fù)合中做勻速直線運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、拋物線運(yùn)動等。求解這類問題要注意分析粒子的受力圖景、運(yùn)動圖景和能量圖景，依據(jù)受力和初始條件來確定粒子的運(yùn)動情況，結(jié)合運(yùn)動情況充分利用數(shù)學(xué)幾何知識求解相關(guān)問題。

2、如2001年全國卷第18題、2004年湖北理綜第24題、2004年廣西卷第18題、2004年全國理綜（四）第24題等。這一章的知識在科研生產(chǎn)實(shí)際中有許多重要應(yīng)用，聯(lián)系實(shí)際是這一章的最大亮點(diǎn)，如速度選擇器、質(zhì)譜儀、回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)、霍耳效應(yīng)等，幾乎是年年考，重復(fù)考！同學(xué)們一定要舍得下功夫把這些問題弄通弄懂！一、夯實(shí)基礎(chǔ)知識一、夯實(shí)基礎(chǔ)知識1.深刻理解描述磁場的基本概念。深刻理解描述磁場的基本概念。(1)磁場:永磁體和電

3、流都能在空間產(chǎn)生磁場。磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：一切磁現(xiàn)象都○1○2可歸結(jié)為運(yùn)動電荷(電流)之間通過磁場而發(fā)生相互作用。磁極與磁極、磁極與電流、電○3流和電流之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的。磁場的方向：規(guī)定在磁場中任一點(diǎn)小磁○4針N極受力方向(或者小磁針靜止時(shí)N極的指向)就是那一點(diǎn)的磁場方向。（2）磁感強(qiáng)度：磁場的最基本性質(zhì)是對放入其中的電流有磁場力的作用。電流垂○1直于磁場時(shí)受磁場力最大，電流與磁場方向平行時(shí)，磁場力為零。磁感強(qiáng)度是描述磁○2場

4、強(qiáng)弱和方向的物理量。在磁場中垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到的磁場力F與電流I和導(dǎo)線長度L的乘積的比值叫通電直導(dǎo)線所在處的磁感強(qiáng)度。定義式：B=FIL是○3矢量，其方向?yàn)樵撐恢玫拇艌龇较颉是客觀存在，與F、I、L無關(guān)，取決于磁場本身，即使不放入載流導(dǎo)體，B照樣存在。B可以合成與分解，遵循平行四邊形定則?！?（3）勻強(qiáng)磁場：磁感強(qiáng)度的大小處處相等，方向都相同的區(qū)域。兩個(gè)較大的異名磁極之間(除邊緣外)，長直通電螺線管內(nèi)部(除兩端外)都是勻

5、強(qiáng)磁場。勻強(qiáng)磁場的磁感線是平行等距的直線。（4）磁感線：磁感線是為了形象地描述磁場而人為引入的在磁場中描繪的一些有○1方向的曲線。曲線上每一點(diǎn)的切線方向都和該點(diǎn)的磁場方向相同，磁感線的疏密描述該處磁感強(qiáng)度的強(qiáng)弱。磁感線在磁體的外部是N極指向S極，在內(nèi)部是S極指向N極，○2磁感線是閉合曲線，永不相交。要求：熟記通電直導(dǎo)線、通電導(dǎo)線環(huán)、通電螺線管、○3條形磁鐵、蹄形磁鐵的磁場磁感線的分布(包括磁感線疏密分布情況以及磁鐵內(nèi)、外部磁感線的分布情

6、況)，掌握安培定則(右手螺旋定則)的應(yīng)用。2.熟練掌握安培力的分析與計(jì)算。熟練掌握安培力的分析與計(jì)算。（1）磁場對電流的作用力也叫安培力，其大小由B=導(dǎo)出，即F=BIL。此式只LIF○1適于B和I垂直的情況；L是導(dǎo)線的有效長度；當(dāng)電流I與磁場B平行時(shí)，F(xiàn)最小最?。?.○2○3（2）安培力的方向由左手定則判定，F(xiàn)一定垂直于I和B的方向決定的平面。I、B可以垂直也可以不垂直，I、B任一量反向F也反向。（3）由于有關(guān)安培力計(jì)算的題目中給出的大

7、多是立體圖，又涉及到F、I、B之間的中小學(xué)教育資源交流中心提供3出安培力F=，所以F=NBLI=，因此磁感強(qiáng)度B=。mg21mg21NLImg2典型問題典型問題2：會定性分析導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動。：會定性分析導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動。判別物體在安培力作用下的運(yùn)動方向，常用方法有以下四種：1、電流元受力分析法：即把整段電流等效為很多段直線電流元，先用左手定則判出每小段電流元受安培力方向，從而判出整段電流所受合力方向，最后確定運(yùn)動方向。

8、2、特殊值分析法：把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置(如轉(zhuǎn)過90)后再判所受安培力方向，從而確定運(yùn)動方向。3、等效分析法：環(huán)形電流可以等效成條形磁鐵、條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流、通電螺線管可等效成很多的環(huán)形電流來分析。4、推論分析法：(1)兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動趨勢，方向相同相互吸引，方向相反相互排斥；(2)兩電流不平行時(shí)有轉(zhuǎn)動到相互平行且方向相同的趨勢。例4、如圖4所示，把一通電直導(dǎo)線放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動，當(dāng)

9、導(dǎo)線通過電流I時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動情況是（）(從上往下看)A順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，同時(shí)下降。B順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，同時(shí)上升。C逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，同時(shí)下降。D逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，同時(shí)上升。分析和解：用電流元受力分析法，把直線電流等效為AO、BO兩段電流元，蹄形磁感線分布如圖5所示，根據(jù)左手定則可知AO段電流元受安培力方向指向紙外，BO段電流元受安培力方向指向紙內(nèi)，可見，導(dǎo)線將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。所以正確答案是C。典型問題典型問題3：會分析計(jì)算導(dǎo)體棒在安培力作用下的平衡

10、。：會分析計(jì)算導(dǎo)體棒在安培力作用下的平衡。導(dǎo)體棒在磁場中要受到安培力的作用，當(dāng)導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，根據(jù)物體的平衡條件可以求解相關(guān)問題。例5、如圖6所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距為L=20cm，金屬棒MN的質(zhì)量為m=10g，電阻R=8Ω，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向豎直向下，大小為B=0.8T，電源電動勢為E=10V，內(nèi)阻r=1Ω。當(dāng)電鍵S閉合時(shí)，MN處于平衡，求變阻器R1的取值為多少(設(shè)θ=45)分析和解:根據(jù)左手定則判出安培力方向，再作出金屬