(含答案)磁场、磁感应强度、磁通量、安培定则的应用
电磁感应解题技巧及相应例题
导体切割磁感线产生感应电动势
的大小E=BLv sinα
（α是B与v之间的夹角）
转动产生的感应电动势
转动轴与磁感线平行
如图磁感应强度为B的匀强磁场方向
垂直于纸面向外，长L的金属棒oa以o为轴
在该平面内以角速度ω逆时针匀速转动。
求金属棒中的感应电动势。
EBLL1BL2
22
v ω
oa
公式E=n ΔΦ/Δt与E=BLvsinθ的区别与联系
一、电磁感应与电路规律的综合
• 问题的处理思路
• 1、确定电源:产生感应电动势的那部分导体 或电路就相当于电源，它的感应电动势就 是此电源的电动势，它的电阻就是此电源 的内电阻。根据法拉第电磁感应定律求出 感应电动势，利用楞次定律确定其正负极.
• 2、分析电路结构,画等效电路图.
• 3、利用电路规律求解,主要有欧姆定律，串 并联规律等.
2.电磁感应现象 1）产生感应电流条件:
2）引起磁通量变化的常见情况
3）产生感应电动势条件
无论回路是否闭合,只要穿过线 圈平面的磁通量发生变化,线圈中 就有感应电动势.产生感应电动势 的那部分导体相当于电源
产生感应电流的条件：
①电路要闭合 ②穿过电路的磁通量要发生变化
产生感应电动势的那部分导体相 当于电源。
三、电磁感应中的能量转化问题
导体切割磁感线或磁通量发生变化时，在回路中产生感应电 流，机械能或其他形式的能量转化为电能，有感应电流的导体 在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机 械能或内能，这便是电磁感应中的能量问题。
1、安培力做功的特点： 外力克服安培力做功即安培力做负功：其它形式的能转
qI tE tn tn
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2020年高中物理讲义(第10章)-磁场(附详解)
.内容要求要点解读磁场、磁感应强度、磁感线Ⅰ新课标卷高考近几年未直接考查，而是结合安培力、洛伦兹力、电磁感应等内容间接考查。
高考要求知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用。
通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ常考点，多以选择题考查安培定则的应用，要求考生会分项多条通电导线周围磁场的叠加。
安培力、安培力的方向Ⅰ常考点，往往结合平衡条件、牛顿运动定律和电磁感应问题综合考查。
匀强磁场中的安培力Ⅱ常考点，选择题或计算题均有可能，特别是安培力作用下的平衡或运动问题，并且常结合电磁感应问题综合考查。
洛伦兹力、洛伦兹力的方向Ⅰ热点。
要求考生会用左手定则判断洛伦兹力的方向，知道安培力是洛伦兹力的宏观表现。
洛伦兹力公式Ⅱ高频点或热点。
要求考查能熟练运用洛伦兹力公式，常结合带电粒子在磁场中的运动综合考查。
带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ热点也是难点。
考查形式有选择题，也有压轴计算题，多涉及有界磁场，还会考查电、磁复合场，对考生各种能力要求较高。
复习时要注意多研究一些以最新科技成果为背景的题目，注意将实际问题模型化能力的培养。
质谱仪和回旋加速器Ⅰ熟悉其工作原理，多注意其他类似元件的工作原理，例如速度选择题、电磁流量计、磁流体发电机、霍尔元件等。
带电粒子在组合场、叠加场中的运动Ⅱ重力场、电场、磁场的组合或叠加，这部分内容涵盖了力、电、磁的核心内容，是高考的重点和难点，综合度高，难度大。
10 磁场§10-1 磁场性质一、磁场1．力的角度——磁感应强度：把一段检验电流放在磁场中时，用它受到的最大安培力与其电流强度和长度的乘积之比来描述该点的磁感应强度大小，即FBIL 。
2．“形”的角度——磁感线：磁感线的疏密反映磁场的强弱（磁感应强度的大小），切线方向是磁场方向。
3．磁场的叠加：由于磁感应强度是矢量，故磁场叠加时合磁场的磁感应强度可以由平行四边形定则计算。
二、安培定则和左手定则使用手使用范围安培定则右手环形电流→磁场、直线电流→环形磁场左手定则左手电（流）+磁→（安培）力判断通电导线在磁场中的运动方向：1．把弯曲导线分成很多直线电流元，先用左手定则判断各电流元受力方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线的运动方向。
第13章 第2节 磁感应强度 磁通量 新教材高中物理必修第三册(人教版)(解析版)
第2节磁感应强度磁通量课程内容要求核心素养提炼1．知道磁感应强度的定义、物理意义及单位．2．知道磁通量，通过计算磁通量的大小进一步了解定量描述磁场的方法．1．物理观念：磁感应强度、匀强磁场、磁通量．2．科学思维：(1)理解磁感应强度的概念．(2)应用公式计算磁通量．一、磁感应强度1．定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F 跟电流I 和导线长度l 的乘积Il 的比值叫作通电导线所在处的磁感应强度．2．定义式：B ＝F Il．3．单位：特斯拉，简称特，符号为T ，1_T ＝1N A·m．二、匀强磁场1．定义：磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场．2．磁感线：间隔相等的平行直线．3．实例：距离很近的两个平行的异名磁极间的磁场，相隔适当距离的两平行放置的通电线圈中间区域的磁场都是匀强磁场．[判断](1)通电导线在磁场中受到的磁场力为0，则说明该处的磁感应强度为0．(×)(2)磁感应强度的大小与电流成反比，与其受到的磁场力成正比．(×)(3)磁感应强度的大小等于通电导线受到的磁场力大小F 与电流I 和导线长度l 的乘积的比值．(×)三、磁通量1．定义：匀强磁场磁感应强度B 与和磁场方向垂直的平面面积S 的乘积，即Φ＝BS ．2．单位：韦伯，简称韦，符号是Wb ．1Wb ＝1T·m 2．3．引申：B ＝ΦS，因此磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量．[思考]若通过某面积的磁通量等于0，则该处一定无磁场，你认为对吗？提示不对．磁通量除与磁感应强度、面积有关外，还与环面和磁场夹角有关，当环面与磁场平行时，磁通量为0，但磁场仍存在．探究点一磁感应强度的理解和叠加观察如图所示的“探究影响通电导线受力的因素”的实验，思考以下几个问题：(1)实验装置中，通电导线应如何放入磁场中？为什么？(2)通过实验总结通电直导线受力大小与导线长度、电流大小的关系．提示(1)通电导线应垂直放入磁场中．只有通电导线与磁场方向垂直时，它所受磁场力才最大，此时磁场力F 与电流和导线长度的乘积Il 的关系最简单．(2)当通电直导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度l 成正比，又与导线中的电流I 成正比，即与I 和l 的乘积Il 成正比．即F Il 是一个恒量．1．对磁感应强度的认识(1)磁感应强度的大小：磁感应强度的大小反映该处磁场的强弱，它的大小取决于场源以及在磁场中的位置．(2)磁感应强度是用比值法定义的即B ＝F Il，但B 的大小由磁场本身决定，与F 、Il 的大小没有关系．(3)磁感应强度的方向：磁感应强度的方向就是该处磁场的方向，规定为小磁针静止时N 极的指向，也可以表示为磁感线在该点的切线方向．2．磁场的叠加：由于磁感应强度是矢量，若某区域有多个磁场叠加，该区域中某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点的磁感应强度的矢量和，可根据平行四边形法则求解．磁场中放一根与磁场方向垂直的通电直导线，它的电流是2.5A ，导线长1cm ，它受到的磁场力为5.0×10－2N ．(1)求这个位置的磁感应强度大小；(2)若把通电导线中的电流增大到5A ，则求这个位置的磁感应强度大小．解析解题关键是只有当通电直导线垂直于磁场方向放置时，才能用B ＝F Il计算B 的大小．(1)由磁感应强度的定义式得B ＝F Il ＝ 5.0×10－22.5×1×10－2T ＝2T ．(2)磁感应强度B 是由磁场和空间位置(点)决定的，与导线的长度l 、电流I 的大小无关，所以该位置的磁感应强度大小还是2T ．答案(1)2T (2)2T(多选)如图所示，三根平行的足够长的通电直导线A 、B 、C (电流方向如图)分别放置在一个等腰直角三角形的三个顶点上，其中AB 边水平，AC 边竖直．O 点是斜边BC 的中点，每根导线在O 点所产生的磁感应强度大小均为B 0，则下列说法正确的有()A ．导线B 、C 在O 点产生的合磁感应强度大小为2B 0B ．导线A 、B 、C 在O 点产生的合磁感应强度大小为B 0C ．导线B 、C 在A 点产生的合磁感应强度方向由A 指向OD ．导线A 、B 在O 点产生的合磁感应强度方向水平向右ACD [导线B 、C 在O 点产生的磁场方向相同，磁感应强度叠加后大小为2B 0，选项A 正确；三根平行的通电直导线在O 点产生的磁感应强度大小相等，B 合＝(B 0)2＋(2B 0)2＝5B 0，选项B 错误；导线B 、C 在A 点产生的总的磁感应强度的方向是两个磁场叠加后的方向，方向由A 指向O ，选项C 正确；根据安培定则和矢量的叠加原理，导线A 、B 在O 点产生的总的磁感应强度的方向水平向右，选项D 正确．][训练1]关于磁感应强度，下列说法正确的是()A ．由B ＝F Il可知，B 与电流强度I 成反比B ．由B ＝F Il可知，B 与电流受到的安培力F 成正比C ．垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度方向D ．磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、长度、导线放置方向等均无关D[磁感应强度B＝FIl是采用比值法定义的，B与F、I无关，由磁场本身属性决定，故选项A、B错误，选项D正确；垂直于磁场方向放置的通电导线的受力方向与磁感应强度的方向垂直，故选项C错误．][训练2](2020·浙江卷)特高压直流输电是国家重点能源工程．如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2，I1＞I2．a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方．不考虑地磁场的影响，则()A．b点处的磁感应强度大小为0B．d点处的磁感应强度大小为0C．a点处的磁感应强度方向竖直向下D．c点处的磁感应强度方向竖直向下C[电流周围的磁场截面图如图所示，因I1＞I2，则离导线相同距离处B1＞B2．由磁感应强度的叠加可以看出，a处的磁感应强度方向竖直向下，大小为两电流在a处磁感应强度的同向叠加；b处的磁感应强度大小为B b1－B b2，方向竖直向上；c处磁感应强度方向为竖直向上，大小为两电流在该处磁感应强度同向叠加；d处磁感应强度不为0．故答案为C．]探究点二磁通量的理解和计算如图所示，当磁场方向与平面成θ角时，磁通量的表达式是怎样的？当磁场方向与平面平行时，磁通量是多少？提示Φ＝BS sinθ01．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS．适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．(2)在匀强磁场中，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．2．磁通量的正负(1)磁通量是标量，但有正负，当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，磁感线从此面穿出时即为负值．(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为Φ1，反向磁通量为Φ2，＝Φ1－Φ2．则穿过该平面的磁通量Φ总3．磁通量的变化量(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS．(2)当B变化，有效面积S不变时，ΔΦ＝ΔB·S．(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1．但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS．(4)匀强磁场中与磁场垂直的线圈磁通量为BS．当线圈转过180°时，磁通量的变化量ΔΦ＝2BS．如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10cm，现在在纸面内先后放上圆线圈A、B和C(图中未画出)，圆心均在O点处，A线圈的半径为1cm，共10匝；B线圈的半径为2cm，只有1匝；C线圈的半径为0.5cm，只有1匝．(1)在磁感应强度B减为0.4T的过程中，A和B线圈中的磁通量改变了多少？(2)在磁场方向转过30°角的过程中，C线圈中的磁通量改变了多少？解析(1)对A线圈，有Φ1＝B1πr2A，Φ2＝B2πr2A故A线圈的磁通量的改变量为ΦA＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(1×10－2)2Wb＝1.256×10－4WbB线圈的磁通量的改变量为ΦB＝(0.8－0.4)×3.14×(2×10－2)2Wb＝5.024×10－4Wb．(2)对C线圈，Φ1＝Bπr2C磁场方向转过30°角，线圈在垂直于磁场方向的投影面积为πr2C cos30°，则Φ2＝Bπr2C cos 30°故磁通量的改变量为ΔΦC＝Bπr2C(1－cos30°)＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866)Wb＝8.4×10－6Wb．答案(1)1.256×10－4Wb 5.024×10－4Wb(2)8.4×10－6Wb[变式]在[例3]中，若将线圈A转过180°角的过程中，A线圈中的磁通量改变了多少？解析若转过180°角时，磁通量的变化为ΔΦ＝2BS＝2×0.8×3.14×(1×10－2)2Wb＝5.024×10－4Wb．答案 5.024×10－4Wb[题后总结]多角度判断磁通量大小1．定量计算通过公式Φ＝BS来定量计算，计算磁通量时应注意的问题：(1)明确磁场是否为匀强磁场，知道磁感应强度的大小．(2)平面的面积S应为磁感线通过的有效面积．当平面S与磁场方向不垂直时，应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角，准确找出垂直面积．(3)线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关，即磁通量的大小不受线圈匝数的影响．2．定性判断磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”，当有不同方向的磁场同时穿过同一面积时，此时的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数和．[训练3]如图所示，一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度为B，用下述哪个方法可使穿过线圈的磁通量增加一倍()A．把线圈的匝数增加一倍B．把线圈的面积增加一倍C．把线圈的半径增加一倍D．转动线圈使得轴线与磁场方向平行B[把线圈的匝数增加一倍，穿过线圈的磁感线的条数不变，磁通量不变，故选项A 错误；根据Φ＝BS sinθ，把线圈的面积增加一倍，可使穿过线圈的磁通量增加一倍，故选项B正确；把线圈的半径增加一倍，线圈的面积S＝πR2变为原来的4倍，磁通量变为原来的4倍，故选项C错误；转动线圈使得轴线与磁场方向平行，相当于线圈转过30°，与磁场垂直，线圈面积在垂直B方向上的投影由S sin60°变为S，磁通量没有增加一倍，故选项D错误．]。
高考物理《磁场、磁感线、磁场的叠加》真题练习含答案
高考物理《磁场、磁感线、磁场的叠加》真题练习含答案1．[2024·浙江省湖州市月考]奥斯特通过实验证实了电流的周围存在着磁场．如图所示，闭合开关S后，位于螺线管右侧的小磁针和位于螺线管正上方的小磁针N极指向将分别是()A．向右，向左B．向左，向左C．向左，向右D．向右，向右答案：A解析：将通电螺线管等效成一条形磁铁，根据右手螺旋定则可知螺线管右侧为N极，左侧为S极，则位于螺线管右侧的小磁针N极指向右，位于螺线管正上方的小磁针N极指向左，A正确．2．安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子电流会形成磁场，使分子相当于一个小磁体(如图甲所示).以下说法正确的是()A．这一假说能够说明磁可以生电B．这一假说能够说明磁现象产生的电本质C．用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图乙所示D．用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图丙所示答案：B解析：这一假说能够说明磁现象产生的电本质，即磁场都是由运动的电荷产生的，故B 正确，A错误；由右手螺旋定则可知，引起地磁场的环形电流方向应是与赤道平面平行的顺时针方向(俯视)，C、D错误．3．[2024·江苏省无锡市、江阴市等四校联考]科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针静止时，N 极指向为北偏东60°，如图虚线所示．设该位置地磁场磁感应强度的水平分量为B ，磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小值为( )A ．B 2 B ．3B 2C ．BD ． 3 B 答案：B解析：磁矿所产生的磁场水平分量与地磁场水平分量垂直时，磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小，为B′min ＝B cos 60°＝32B ，B 正确．4．[2024·河北省邯郸市多校联考]如图所示为某磁场中部分磁感线的分布图，P 、Q 为磁场中的两点，下列说法正确的是( )A ．P 点的磁感应强度小于Q 点的磁感应强度B ．同一电流元在P 点受到的磁场力可能小于在Q 点受到的磁场力C ．同一线圈在P 点的磁通量一定大于在Q 点的磁通量D ．同一线圈在P 点的磁通量一定小于在Q 点的磁通量 答案：B解析：磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由图可知，P 点的磁感应强度大于Q 点的磁感应强度，A 错误；电流元在磁场中的受力与放置方式有关，同一电流元在P 点受到的磁场力可能小于在Q 点受到的磁场力，B 正确；磁通量大小不只与磁感应强度大小有关，还与线圈的放置方式有关，故同一线圈在P 、Q 两点的磁通量无法比较，C 、D 错误．5．[2024·陕西省西安市质检]在匀强磁场中，一根长为0.4 m 的通电导线中的电流为20 A ，这条导线与磁场方向垂直时，所受的磁场力为0.015 N ，则磁感应强度的大小为( )A ．7.2×10－4 TB ．3.75×10－3 TC ．1.875×10－3 TD ．1.5×10－3 T答案：C解析：根据安培力公式F ＝ILB ，代入数据求得B ＝F IL ＝0.0150.4×20 T ＝1.875×10－3 T ，C 正确．6．在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一顺时针的环形电流，当环形电流所在平面平行于匀强磁场方向时，环心O 处的磁感应强度为B 1，如图甲所示；当环形电流所在平面垂直于匀强磁场方向时，环心O 处的磁感应强度为B 2，如图乙所示．已知B 1＝22B 2，则环形电流在环心O 处产生的磁感应强度大小为( )A ．12B B ．BC ．32 B D ．2B答案：B解析：设环形电流中心轴线的磁感应强度大小为B′，根据安培定则可知其方向为垂直纸面向内，则有B 21 ＝B′2＋B 2，B 2＝B′＋B ，解得环形电流在环心O 处产生的磁感应强度大小为B′＝B ，B 项正确．7．如图所示，直角三角形abc 中，∠abc ＝30°，将一电流为I 、方向垂直纸面向外的长直导线放置在顶点a 处，则顶点c 处的磁感应强度大小为B 0.现再将一电流大小为4I 、方向垂直纸面向里的长直导线放置在顶点b 处．已知长直通电导线产生的磁场在其周围空间某点的磁感应强度大小B ＝k Ir ，其中I 表示电流大小，r 表示该点到导线的距离，k 为常量．则顶点c 处的磁感应强度( )A ．大小为 3B 0，方向沿ac 向上 B ．大小为B 0，方向垂直纸面向里C ．大小为3B 0，方向沿∠abc 平分线向下D ．大小为2B 0，方向垂直bc 向上 答案：A解析：令ac 间距为r ，根据几何知识可知bc 间距为2r ，由安培定则可知，a 点处电流产生的磁场在c 点处的磁感应强度方向垂直ac 向左，大小为B 0＝k Ir .用安培定则判断通电直导线b 在c 点上所产生的磁场方向垂直于bc 斜向右上，大小为B b ＝k 4I 2r ＝2k Ir ＝2B 0.如图所示由几何知识可得θ＝60°，根据矢量的合成法则，则有各通电导线在c 点的合磁感应强度，在水平方向上的分矢量B x ＝2B 0cos 60°－B 0＝0在竖直方向上的分矢量B y ＝2B 0sin 60°＝ 3 B 0所以在c 点处的磁感应强度大小为 3 B 0，方向沿ac 向上．。
磁场基础知识检测
第1课时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、和有磁场力的作用．(2)方向：小磁针的所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时的指向．2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的和．(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．(4)单位：单位符号．3．匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小、方向的磁场称为匀强磁场．(2)特点：匀强磁场中的磁感线是疏密程度的、方向的平行直线．4．磁通量(1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向的面积与的乘积．(2)公式：Φ＝.深化拓展(1)公式Φ＝BS的适用条件：①匀强磁场；②磁感线的方向与平面垂直．即B⊥S.(2)S为有效面积．(3)磁通量虽然是标量，却有正、负之分．(4)磁通量与线圈的匝数无关．5、对磁感应强度的理解（1）磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的．（2）磁感应强度B与电场强度E的比较二、磁感线、通电导体周围磁场的分布1．磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的方向跟这点的磁场方向一致．2．条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布(如图3所示)图33强磁场4.磁感线的特点(1)磁感线上某点的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，在磁感线较密的地方磁场较；在磁感线较疏的地方磁场较．(3)磁感线是曲线，没有起点和终点．在磁体外部，从极指向极；在磁体内部，由S极指向N极．(4)同一磁场的磁感线不、不、不相切．1(5)磁感线是的曲线，客观上．三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1．安培力的大小(1)磁场和电流垂直时，F＝. (2)磁场和电流平行时：F＝.2．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，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，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受．(2)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于和决定的平面．3、安培定则的应用和磁场的叠加（1）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“因”和“果”.（2）.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，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．4环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流第2课时磁场对运动电荷的作用一、洛伦兹力1．洛伦兹力：磁场对的作用力叫洛伦兹力．2．洛伦兹力的方向(1)判定方法：左手定则：掌心——磁感线穿入掌心；四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的；拇指——指向的方向．(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的(注意：洛伦兹力不做功)．注意：①洛伦兹力对电荷不做功；安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功．②只有运动电荷才会受到洛伦兹力，静止电荷在磁场中所受洛伦兹力一定为零．3．洛伦兹力的大小(1)v∥B时，洛伦兹力F＝.(θ＝0°或180°) (2)v⊥B时，洛伦兹力F＝.(θ＝90°)(3)v＝0时，洛伦兹力F＝.4、洛伦兹力和电场力的比较（1）洛伦兹力方向的特点①洛伦兹力的方向与电荷运动的方向和磁场方向都垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面．②当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化．（2）洛伦兹力与电场力的比较二、带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做运动．2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做运动．半径公式：，周期公式：。
磁场、磁感线、磁感应强度、磁通量
磁场、磁感线、磁感应强度、磁通量教学内容：一. 磁场、磁感线1. 我国古代磁的应用有；（1）指南针：（2）磁石治病。
2. 磁极间的作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
无论是磁极和磁极之间，还是磁极和电流之间都存在磁力。
磁场是一种看不见、摸不着，存在于电流或磁体周围的物质，它传递着磁体间的相互作用。
3. 磁场的来源有磁铁，电流等。
4. 磁场的性质：对放于它里面的磁铁或电流有磁场力的作用。
5. 磁场的方向：磁场中任意一点，小磁针在该点北极受力方向即小磁针静止时N极所指的方向，就是该点的磁场方向。
6. 磁感线：所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向。
7. 安培定则（也叫右手螺旋定则）：（1）判定直导线中电流的方向与磁感线方向之间的关系时可表述为：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
（2）判定环形电流和通电螺线管的电流方向与磁感线方向之间的关系时表述为：让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是环形电流中轴线上磁感线的方向或螺线管内部磁感线的方向。
二. 典型磁场的磁感线分布1. 磁场的分布是立体空间的，要熟练掌握常见磁场的磁感线的立体图和纵、横截面图的画法（1）条形磁铁、同名磁极间、异名磁极间磁感线的分布情况，如图所示。
(a)条形磁铁的磁感线分布(b)同名磁极间的磁感线分布(c)异名磁极间的磁感线分布（2）直线电流的磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱，画法如图所示。
立体图横截面图纵截面图（3）通电螺线管的磁场：两端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，管外为非匀强磁场，画法如图所示。
立体图横截面图纵截面图（4）环形电流的磁场：两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱，画法如图所示。
立体图横截面图纵截面图2. 如何由小磁针北极的指向，判断电流方向（或电源极性）？先根据已知条件画出一条或几条通过小磁针的磁感线，再运用安培定则根据磁感线方向判断出电流方向，从而判断出电源极性。
安培力(带详细答案)
磁场与安培力考点一对磁感应强度的理解1、理解磁感应强度的三点注意事项(1)磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式B＝FIL认为B与F成正比，与IL成反比。
(2)测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入，如果平行磁场放入，则所受安培力为零，但不能说该点的磁感应强度为零。
(3)磁感应强度是矢量，其方向为放入其中的小磁针N极的受力方向，也是自由转动的小磁针静止时N极的指向。
2、磁感应强度B与电场强度E的比较3、地磁场的特点(1)在地理两极附近磁场最强，赤道处磁场最弱。
(2)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。
(3)在赤道平面(地磁场的中性面)附近，距离地球表面相等的各点，地磁场的强弱程度相同，且方向水平。
1、(多选)(2015·全国卷Ⅱ)指南针是我国古代四大发明之一。
关于指南针，下列说法正确的是()A．指南针可以仅具有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转2、(2014·全国卷Ⅰ)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( )A ．安培力的方向可以不垂直于直导线B ．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C ．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D ．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半3、如图所示，一段导线abcd 位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。
ab 、bc 和cd 段的长度均为L ，且Ⅰabc ＝Ⅰbcd ＝135°。
流经导线的电流为I ，方向如图中箭头所示。
判断导线abcd 所受到的磁场的作用力的合力，下列说法正确的是( )A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB ．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC ．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD ．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB考点二 安培定则的应用与磁场的叠加1、常见磁体的磁感线2、电流的磁场及安培定则安培定则 磁感线 磁场特点直线电流的磁场无磁极、非匀强磁场，且距导线越远磁场越弱 环形电流的磁场 环形电流的两侧分别是N 极和S 极，且离圆环中心越远磁场越弱通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场，管外为非匀强磁场 3、磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则。
专题3.1+安培定则的应用与磁场的叠加-届高考物理一轮复习之热点题型+Word版含解析
专题3.1 安培定则的应用与磁场的叠加1. 三种常见的电流的磁场2. 安培定则的应用（1）在运用安培定则时应分清“因”和“果”，电流是“因”，磁场是“果”，既可以由“因”判断“果”，也可以由“果”追溯“因”。
（2）应用安培定则判定直线电流时，四指所指的是导线之外磁场的方向；判定环形电流和通电螺线管时拇指的指向是线圈轴线上磁场的方向。
（3）环形电流相当于小磁针，通电螺线管相当于条形磁铁，其外部的磁感线是由N极指向S极；内部是由S极指向N极。
（4）放置在螺线管内的小磁针受力方向按磁感线方向判断，不能根据螺线管的极性判断。
3. 磁场叠加问题的一般解题思路空间中的磁场通常会是多个磁场的叠加，磁感应强度是矢量，可以通过平行四边形定则进行计算或判断。
通常题目中出现的磁场不是匀强磁场，这类题目的解法如下：（1）确定磁场场源，如通电导线。
（2）定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向。
如图中M、N在c点产生的磁场。
（3）应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场B。
题型1 安培定则的应用【典例1】一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S极转向纸内，如图所示．那么这束带电粒子可能是()A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束D．向左飞行的负离子束【答案】BC【解析】磁针S极向纸内转，说明电流产生的磁场方向垂直纸面向外，由安培定则可得，电流方向向左．可以形成方向向左的电流的是向左飞行的正离子束或向右飞行的负离子束。
【跟踪训练】如图所示是云层之间闪电的模拟图,图中A,B是位于北南方向带有电荷的两块阴雨云,在放电的过程中在两云的尖端之间形成了一个放电通道,若位于通道正上方的小磁针N极转向纸里,S极转向纸外,则关于A,B的带电情况说法中正确的是()A. 带同种电荷B. 带异种电荷C. B带正电D. A带正电【答案】BD【解析】云层间放电必须发生在异种电荷之间,故B对;云层间放电形成电流,相当于通电直导线形成磁场,由小磁针转动情况可知,通道上方磁感线向里,根据安培定则可以判断电流是从A 流向B 的,故可知A 带正电,B 带负电。
高中物理必修第三册课时同步检测—磁感应强度磁通量(含解析)
高中物理必修第三册课时同步检测—磁感应强度磁通量（含解析）一、单选题1．有一等边三角形abc ，d 是ac 延长线上的一点，c 是bd 的中点，三条通电长直导线垂直穿过纸面，分别位于等边三角形的三个顶点，三条导线电流大小相等，电流方向如图。
此时位于c 处的导线受到的安培力为F 。
若把位于a 处的导线移到d 点处，位于c 的导线受到的安培力为F ，则'F F的值为( )A ．1B ．2C 3D 3【答案】B 【解析】根据安培定则，a 、b 处导线在c 处产生的磁感应强度a B 、b B ，大小相等，方向成120︒，如图所示，合成后的磁感应强度为Ba b B B B ==把位于a 处的导线移到d 点处后，b 、d 两处的导线在c 处产生的磁场等大同向，都是垂直于bc 边向上，合成后的磁感应强度为2B ，因此2F F '=选项B 正确，故选B 。
2．如图所示，两根垂直纸面的直导线a、b通有大小相同的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b距离相等。
若使P点的磁场方向向左，则()A．a中电流方向向外，b中电流方向向里B．a中电流方向向外，b中电流方向向外C．a中电流方向向里，b中电流方向向里D．a中电流方向向里，b中电流方向向外【答案】D【解析】根据平行四边形定则以及对称性可知，当P点的磁场方向向左时，直导线a、b中的电流在P点激发的磁场方向如图所示，根据安培定则可知此时a中电流方向向里，b中电流方向向外，故D正确。
故选D。
3．三根平行的长直通电导线，分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示。
现在使每根通电导线在斜边中点O 处所产生的磁感应强度大小均为B ，则下列说法中正确的有( )A ．O 点处实际磁感应强度的大小为BB ．O 点处实际磁感应强度的大小为5BC ．O 点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为90°D ．O 点处实际磁感应强度的方向沿斜面向下 【答案】B【解析】AB ．由题意可知，三平行的通电导线在O 点产生的磁感应强度大小相等，方向如图则有22(2)5B B B B =+=合A 错误，B 正确；CD ．设O 点处实际磁感应强度的方向与斜边的夹角为α，根据矢量的合成与分解的法则，结合三角函数关系，则有2tan 2B Bα== 所以磁感应强度的方向与斜边夹角为arctan2，故CD 错误。
2025年高考物理-法拉第电磁感应定律的理解及应用(解析版)
法拉第电磁感应定律的理解及应用考点考情命题方向考点法拉第电磁感应定律2024年高考甘肃卷2024年高考广东卷2024年高考北京卷2023年高考湖北卷2023高考江苏卷2022年高考天津卷法拉第电磁感应定律是电磁感应的核心知识点，年年考查，一般与安培力、动力学、功和能结合考查。
题型一对法拉第电磁感应定律的理解及应用1．感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻．(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I =ER +r.2．感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦΔt和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．(2)当ΔΦ仅由B 的变化引起时，则E =nΔB ·S Δt ；当ΔΦ仅由S 的变化引起时，则E =n B ·ΔSΔt；当ΔΦ由B 、S 的变化同时引起时，则E =n B 2S 2-B 1S 1Δt ≠n ΔB ·ΔSΔt.3．磁通量的变化率ΔΦΔt 是Φ-t 图象上某点切线的斜率．1(2024•泰州模拟)如图所示，正三角形ABC 区域存在方向垂直纸面向里、大小随时间均匀增加的磁场。
以三角形顶点C 为圆心，粗细均匀的铜导线制成圆形线圈平行于纸面固定放置，则下列说法正确的是()A.线圈中感应电流的方向为顺时针B.线圈有扩张趋势C.线圈所受安培力方向与AB 边垂直D.增加线圈匝数，线圈中感应电流变小【解答】解：AB 、磁场垂直纸面向里，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针。
因感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，所以线圈有收缩趋势，故AB 错误；C 、线圈的有效长度与AB 边平行，根据左手定则可知，线圈所受安培力方向与AB 边垂直，故C 正确；D 、设B =kt (k >0，且为常数)，圆形线圈的半径为l ，电阻为R 。
物理新案同步精致讲义3-1：第三章 磁场3 几种常见的磁场 含答案
3几种常见的磁场［学习目标］1。
知道磁感线的概念,并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点。
2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向。
3.知道安培分子电流假说的内容，并能解释简单的磁现象.4。
知道磁通量的概念,并会计算磁通量．一、磁感线1．定义:在磁场中画出的一些有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度的方向一致．2．特点(1)磁感线的疏密表示磁场的强弱．磁场强的地方,磁感线较密；磁场弱的地方,磁感线较疏．（2）磁感线某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向．二、几种常见的磁场1．直线电流的磁场安培定则:如图1所示，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．直线电流周围的磁感线环绕情况如图1所示．图12．环形电流的磁场安培定则：如图2甲所示,让右手弯曲的四指跟环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线的轴线上磁感线的方向．图23．通电螺线管的磁场安培定则：如图乙所示，右手握住螺线管，让弯曲的四指跟环形电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部的磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的北极的方向．三、安培分子电流假说1。
法国学者安培提出: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，它的两侧相当于两个磁极．（如图3所示）图32．当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性;当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性．四、匀强磁场和磁通量1．匀强磁场（1）定义：强弱、方向处处相同的磁场．(2)磁感线特点:间隔相同的平行直线．2．磁通量(1）定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S 的乘积．即Φ＝BS.（2）拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积S′与磁感应强度的乘积表示磁通量．(3)单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb，1 Wb＝1_T·m2。
安培力及其应用(讲义)-【教育机构专用】高三物理寒假讲义
专题20 安培力及其应用（讲义）一、核心知识一、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、电流和运动电荷有磁场力的作用．(2)方向：小磁针静止时N极所指的方向，即是N极所受磁场力的方向．2.地磁场的特点(1)在地理两极附近磁场最强，赤道处磁场最弱．(2)地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近．(3)在赤道平面(地磁场的中性面)附近，距离地球表面相等的各点，地磁场的强弱程度相同，且方向水平．3．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向．(2)定义式：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)．(3)方向：小磁针静止时N极的指向．二、磁感线电流的磁场1．磁感线(1)引入：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致．(2)特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是闭合的曲线．(3)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)．2．安培定则(1)通电直导线：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．(2)环形电流：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向．如图，分别表示通电直导线、环形电流、通电线圈周围的磁场，①表示电流的方向，②表示磁感线的方向．3．匀强磁场强弱、方向处处相同的磁场．三、安培力的大小和方向1．大小(1)公式：F＝ILB sinθ.(其中θ为B与I之间的夹角)(2)说明：①公式F＝ILB中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时，F最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0.②弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点线段的长度．③闭合线圈通电后，在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零．2．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，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．如图，①表示电流的方向，②表示磁场的方向，③表示安培力的方向．(2)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面．(注意：B和I可以有任意夹角)四、安培力作用下受力模型通电导体棒在磁场中的平衡加速问题是一种常见的力学综合模型，该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成．解题时一定要先把立体图转化成平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系或牛顿第二定律关系，如图所示．二、重点题型分类例析题型1：磁感线【例题1】（2020·浙江高三一模）冰箱门软磁条的外部磁感线正面图如图所示，以下说法正确的是（）A．磁感线越密的地方磁场越弱B．软磁条内部a位置应为N极C．磁感线与电场线一样真实存在于空间之中D．软磁条内部ab之间的磁感线方向应为a指向b题型2：地磁场【例题2】（2020·福建厦门市·厦门双十中学高三月考）运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义．从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，称为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用．如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图．现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表而垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这束质子在进入地球周围的空间将（）A．竖直向下沿直线射向地面B．向东偏转C．向西偏转D．向北偏转题型3：环形电流的磁场【例题3】（2021·浙江高考真题）（多选）如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。
磁场-磁感应强度-磁感线知识点讲解(含答案)
磁场 磁感应强度 磁感线知识点讲解（教师）一、磁场1．定义：是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质。
2．基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。
3．方向：小磁针N 极所受磁场力的方向，即小磁针静止时N 极的指向就是那一点磁场的方向。
4．安培分子电流假说（1）内容：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，它的两侧相当于两个磁极。
（2）该假说能够解释磁化、去磁等现象。
（3）分子电流的实质是原子内部带电粒子在不停地运动。
磁场的电本质：一切磁现象都是起源于电荷的运动。
【题1】（多选）指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法正确的是 A ．指南针可以仅具有一个磁极B ．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C ．指南针的指向会受到附近铁块的干扰D ．在指针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转 【答案】AC【解析】指南针有N 、S 两个磁极，受到地磁场的作用静止时N 极指向北方，选项A 错误，B 正确。
指南针有磁性，可以与铁块相互吸引，选项C 正确。
由奥斯特实验可知，小磁针在通电导线放置位置合适的情况下，会发生偏转，选项D 错误。
二、磁感应强度1．磁感应强度（1）物理意义：表示磁场强弱的物理量。
是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的（2）定义：在磁场中垂直磁场方向的通电导线，受到的安培力跟电流强度和导线长度乘积比值。
（3）定义式：ILFB（通电导线垂直于磁场）。
（4）矢量性：方向为该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向。
小磁针的N 极所受磁场力的方向，即小磁针静止时N 极的指向就是那一点磁场的方向。
【题2】如图，一束电子沿某坐标轴运动，在x 轴上的A 点处产生的磁场方向沿z 轴正方向，则该束电子的运动方向A ．z 轴正方向B ．z 轴负方向C ．y 轴正方向D ．y 轴负方向 【答案】C（6）单位：特斯拉T 1 T ＝1 N/（A·m ）＝1 kg/（A·s 2） 2．匀强磁场（1）定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。
2013版物理一轮精品复习学案：8单元复习(8)(选修3-1)
单元复习【知识框架】【复习指导】一、知识特点1.本章内容包括磁场的基本性质和安培定则、左手定则的应用、安培力的应用、洛伦兹力和带电粒子在磁场中的运动、带电粒子在复合场中的运动等内容.2.本章的基本概念多且非常抽象,需要熟练掌握磁场的基本概念，掌握用磁感线描述磁场的方法，以及电流、带电粒子在磁场中的受力和运动情况,结合牛顿运动定律、运动学知识、圆周运动知识及功能关系等知识进行综合分析.二、复习方法及重点难点突破1.复习方法(1)对本章的重要概念，如磁感应强度、磁感线、磁通量、安培力、洛伦兹力等要深刻理解、准确掌握.同时注意与电场进行类比学习和记忆.(2)对各种磁场分布图，如条形磁铁的磁场、蹄形磁铁的磁场、同名磁极间的磁场、异名磁极间的磁场、通电直导线周围的磁场、通电螺线管的磁场、环形电流的磁场等，要从立体图、横截面图、纵截面图等不同角度识记且能够根据问题需要准确画出.(3)针对安培定则、左手定则以及右手定则易混的特点，复习时可通过比较、区别、反复练习的方法，从而达到准确应用.(4)对安培力的复习，不但要明确其大小、方向，还要学会用“电流元法”、“特殊位置法”、“等效分析法”等方法分析具体问题.将立体图转化为平面图进行受力分析，是解决涉及到安培力的综合问题的常用方法.(5)带电粒子在匀强磁场中的运动是本章的重点.涉及带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题要按定圆心、画轨迹、求半径的方法根据几何关系和运动学方程求解.(6)本章知识与生产、生活、现代科技联系密切，如带电粒子在磁场中的运动与质谱仪、回旋加速器、粒子速度选择器、等离子体发电机、电磁流量计等相联系，可以设计一些生产、生活中对这些知识应用的实例，让学生应用所学知识进行分析，提高学生应用知识解决实际问题的能力.2.重点、难点突破方法(1)五种常见磁场的磁感线的分布情况是重点也是难点，复习时，引导学生既要熟悉平面分布情况，也要熟悉其立体分布情况，运用各种实物模拟使学生在头脑中形成完整清晰的图景.(2)解决有关通电导体在磁场中受到安培力作用下的平衡或加速运动问题时，要依据B、I的方向，善于从恰当的角度画出包括F安在内的受力分析平面图.(3)带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题，确定轨迹、圆心、半径、圆心角等是关键.根据不同的边界条件，结合几何知识计算是重点.复习时应注意解题思路和方法的总结.(4)带电粒子在复合场(重力场、匀强电场、匀强磁场)中的运动，多见于做匀速直线运动、匀速圆周运动，此类问题要注意依据受力和初始条件来确定粒子的运动情况，结合受力和运动情况来分析能量变化.【考点提升训练】一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共70分.每小题至少一个答案正确，选不全得4分)1.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法是( ).磁感线从磁体的N极出发，终止于S极B.磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C.沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D.在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小2.如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中( ).a、b两点磁感应强度相同B.c、d两点磁感应强度大小相等C.a点磁感应强度最大D.b点磁感应强度最大3.根据所学知识判断图中正确的是( )4.(2012·德州模拟)如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，则导体棒受到的( ).安培力大小为BILB.安培力大小为BILsinθC.摩擦力大小为BILsinθD.支持力大小为mg-BILcosθ5.粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动.已知磁场方向垂直纸面向里.以下四个图中,能正确表示两粒子运动轨迹的是( )6.空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度B 随时间t 变化的图象如图所示.规定B ＞0时，磁场的方向穿出纸面.一电荷量q=5π×10-7 C 、质量m=5×10-10 kg 的带电粒子，位于某点O 处，在t=0时刻以初速度v 0=π m/s 沿某方向开始运动.不计重力的作用，不计磁场的变化可能产生的一切其他影响.则在磁场变化N 个(N 为整数)周期的时间内带电粒子的平均速度的大小等于( ).π m/sB.2m/sC.m/sm/s7.(2012·烟台模拟)如图所示，一束粒子(不计重力，初速度可忽略)缓慢通过小孔O 1进入极板间电压为U 的水平加速电场区域Ⅰ，再通过小孔O 2射入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域Ⅱ，其中磁场的方向如图所示，磁感应强度大小可根据实际要求调节，收集室的小孔O 3与O 1、O 2在同一条水平线上.则( ).该装置可筛选出具有特定质量的粒子 B.该装置可筛选出具有特定电荷量的粒子 C.该装置可筛选出具有特定比荷的粒子 D.该装置可筛选出具有特定动能的粒子8.下列四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是( ).甲图中，导线通电后磁针发生偏转B.乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用C.丙图中，当电流方向相同时,导线相互靠近D.丁图中,当电流方向相反时，导线相互远离9.如图所示，一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，当加有与侧面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面MN间电压为U，已知自由电子的电量为e.下列说法中正确的是( ).M板比N板电势高B.导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大C.导体中自由电子定向移动的速度为v=U/BdD.导体单位体积内的自由电子数为BI/eUb10.(2012·和平区模拟)如图所示，竖直放置的平行板电容器，板接电源正极，B板接电源负极，在电容器中加一与电场方向垂直的、水平向里的匀强磁场.一批带正电的微粒从板中点小孔C射入，射入的速度大小方向各不相同，考虑微粒所受重力，微粒在平行板、B间运动过程中( ).所有微粒的动能都将增加B.所有微粒的机械能都将不变C.有的微粒可以做匀速圆周运动D.有的微粒可能做匀速直线运动二、计算题(本大题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(2011·北京高考)(12分)利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用.如图所示的矩形区域CDG(C边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场，处有一狭缝.离子源产生的离子经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于G边且垂直于磁场的方向射入磁场，运动到G边，被相应的收集器收集.整个装置内部为真空.已知被加速的两种正离子的质量分别是m1和m2(m1>m2)，电荷量均为q.加速电场的电势差为U，离子进入电场时的初速度可以忽略.不计重力，也不考虑离子间的相互作用.(1)求质量为m1的离子进入磁场时的速率v1；(2)当磁感应强度的大小为B时，求两种离子在G边落点的间距.12.(18分)在电子显像管内部，由炽热的灯丝上发射出的电子在经过一定的电压加速后，进入偏转磁场区域，最后打到荧光屏上，当所加的偏转磁场的磁感应强度为零时，电子应沿直线运动打在荧光屏的正中心位置.但由于地磁场对带电粒子运动的影响，会出现在未加偏转磁场时电子束偏离直线运动的现象，所以在精密测量仪器的显像管中常需要在显像管的外部采取磁屏蔽措施以消除地磁场对电子运动的影响.已知电子质量为m、电荷量为e，从炽热灯丝发射出的电子(可视为初速度为零)经过电压为U的电场加速后，沿水平方向由南向北运动.若不采取磁屏蔽措施，且已知地磁场磁感应强度的竖直向下分量的大小为B，地磁场对电子在加速过程中的影响可忽略不计.在未加偏转磁场的情况下，(1)试判断电子束将偏向什么方向;(2)求电子在地磁场中运动的加速度的大小;(3)若加速电场边缘到荧光屏的距离为l，求在地磁场的作用下使到达荧光屏的电子在荧光屏上偏移的距离.答案解析1.【解析】选D.磁感线是一些闭合的曲线，没有出发点和终止点，选项错.磁场的方向与通电导体在磁场中某点受磁场力的方向垂直，B选项错.磁感线的疏密可定性表示磁场强弱，不是沿磁感线方向磁场减弱，C选项错.通电导体在磁场中受的安培力最小为零，最大为BIL，同一通电导体在不同的磁场中安培力在零到BIL之间，由此可见D选项正确.2.【解析】选B、D.磁感应强度是矢量，根据安培定则可确定长直导线产生的磁场在a、b、c、d四点磁感应强度的方向.根据矢量合成法则，可得、C错误，B、D正确.3.【解析】选.由左手定则知正确，B 错误;由安培定则知D 错误;电场中某点场强方向应沿电场线的切线方向，正电荷受力与其方向相同，C 错误.4.【解析】选、C.根据安培力计算公式，F=BIL，正确，B 错误.导体棒受力如图根据平衡条件，F f =BILsin θ,C 正确.F N =mg+BILcos θ,D 错误.5.【解析】选.由mvr qB =可知，粒子甲、乙运动的半径之比为2∶1，C 、D 错误.洛伦兹力提供向心力，由左手定则判定正确,B 错误.【变式备选】一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示.径迹上的每一小段可近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变).则由图中情况可判定下列说法正确的是().粒子从a 运动到b ，带正电 B.粒子从b 运动到a ，带正电 C.粒子从a 运动到b ，带负电 D.粒子从b 运动到a ，带负电【解析】选B.粒子速率v 不断减小，依据轨道半径公式mvR qB =可知，其轨道半径R 将不断减小,故粒子从b 运动到a;由于洛伦兹力的方向应指向弧形轨道的凹侧，利用左手定则可判断粒子带正电.故选B.6.【解析】选C.带电粒子在磁场中的运动半径为mv r 0.01 m Bq ==，周期为2mT 0.02 s Bq π==，作出粒子的轨迹示意图如图所示，所以在磁场变化N 个(N为整数)周期的时间内，带电粒子的平均速度的大小等于/s ，即C 选项正确.7.【解析】选C.粒子经加速电场Ⅰ，有21qU mv 2=，由题意知粒子在Ⅱ区域做匀速直线运动，故有qvB=qE,联立两式可得22q E m 2UB =,故正确选项为C.8.【解析】选B.甲、丙、丁中小磁针或导线所受的磁场力都是导线中电流产生的磁场给的力，但乙中的磁场是磁铁产生的.9.【解析】选C 、D.由于自由电子带负电,根据左手定则可知，M 板电势比N 板电势低，错误.当上、下表面电压稳定时，UqqvB U Bdv d ==，，与单位体积内自由电子数无关，B 错误，C 正确.再根据I=neSv,可确定D 正确.10.【解析】选D.微粒受重力、电场力和洛伦兹力.电场力可能对微粒做功，也可能不做功,故、B 错误.重力和电场力不可能平衡，C 错误.重力、电场力、洛伦兹力有可能平衡，故D 正确.11.【解析】(1)由动能定理，2111qU m v 2=，(3分)所以1v =(3分)(2)离子在磁场中做圆周运动，2v mvqvB m R R qB ==，，则12R R ==(3分)两种离子在G 边落点的间距12s 2R 2R =-=(3分)答案：(1)(2)12.【解析】(1)根据左手定则，可以判断出电子束将偏向东方.(4分)(2)设从加速电场射出的电子速度为v 0，则根据动能定理有：201mv eU2= (2分)从加速电场射出的电子在地磁场中受到洛伦兹力的作用而做匀速圆周运动，设电子的加速度为a ，根据牛顿第二定律，ev 0B=ma(2分)由以上各式解得a =(2分)(3)设电子在地磁场中运动的半径为R ，根据牛顿第二定律200v ev B mR =得0mv R eB = (2分)设电子在荧光屏上偏移的距离为x ，根据图中的几何关系，有: x R =(3分)结合以上关系，得x =.(3分)答案：(1)东方(2)(3) 【总结提升】示波器和显像管问题(1)电子束带负电，应用左手定则时要特别注意.(2)首先要对电子束加速，一般应用动能定理，21eU mv 2=.(3)偏转时要分清是在电场中偏转还是在有界磁场中偏转，电场中偏转应用类平抛运动处理方法，有界磁场中偏转要应用洛伦兹力提供向心力和不同边界中的几何关系.。
(含答案)磁场、磁感应强度、磁通量、安培定则的应用
磁场、磁感应强度、磁通量、安培定则的应用一、基础知识（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、电流和运动电荷有磁场力的作用．(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时北极的指向．2、磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向．(2)大小：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)．(3)方向：小磁针静止时N极的指向．(4)单位：特斯拉(T)．3、匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场．(2)特点匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线．4、磁通量(1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积．(2)公式：Φ＝BS.深化拓展(1)公式Φ＝BS的适用条件：①匀强磁场；②磁感线的方向与平面垂直．即B⊥S.(2)S为有效面积．(3)磁通量虽然是标量，却有正、负之分．(4)磁通量与线圈的匝数无关．（二）磁感线、通电导体周围磁场的分布1、磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁场方向一致．2、条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布(如图所示)34、磁感线的特点(1)磁感线上某点的切线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强弱，在磁感线较密的地方磁场较强；在磁感线较疏的地方磁场较弱．(3)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点．在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极．(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切．(5)磁感线是假想的曲线，客观上不存在．（三）对磁感应强度的理解1、磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的．2二、练习1、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．表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D．表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值解析电场和磁场有一个明显的区别是：电场对放入其中的电荷有力的作用，磁场对通电导线有力的作用的条件是磁场方向不能和电流方向平行，因此A对，B错．同理根据电场强度的定义式E＝F/q可知C正确．而同样用比值定义法定义的磁感应强度则应有明确的说明，即B＝FIL中I和B的方向必须垂直，故D错．答案AC规律总结(1)电场强度的方向与电荷的受力方向相同或相反；而磁感应强度方向与电流元受安培力方向垂直，满足左手定则．(2)电荷在电场中一定会受到电场力的作用；如果电流方向与磁场方向平行，则电流在磁场中不受安培力的作用．2、关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()A．根据磁感应强度定义式B＝FIL，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比B．磁感应强度B是标量，没有方向C．磁感应强度B是矢量，方向与F的方向相反D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同，磁感线密集的地方磁感应强度B大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B小些答案 D解析磁感应强度是磁场本身的性质，与放入磁场中的电流I或受力大小F无关，A错误；磁感应强度B是矢量，其方向与F总是垂直的，B、C错误；在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，由磁场本身决定，与其他外在的一切因素无关，用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，D正确．3、关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大答案 D解析磁感应强度是磁场本身的属性，在磁场中某处的磁感应强度为一恒量，其大小可由B＝FIL计算，与试探电流元的F、I、L的情况无关，A错．磁感应强度的方向规定为小磁针N极受磁场力的方向，与放在该处的电流元受力方向垂直，B错．当试探电流元的方向与磁场方向平行时，电流元受磁场力虽为零，但磁感应强度却不为零，C错．磁感线的疏密是根据磁场的强弱画出的，磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，磁感线越稀疏的地方，磁感应强度越小，故D正确．4、关于磁感线的性质和概念，下列说法中正确的是()A．磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向B．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线C．磁感线总是从磁体的N极指向S极D．磁场中任意两条磁感线均不相交答案AD解析磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，A对；利用碎铁屑在磁场中被磁化的性质，可显示磁感线的形状，但它排成的曲线本身不是磁感线，磁感线是假想曲线，B错；磁感线在磁体外部由N极指向S极，但在内部却是由S极指向N极，即磁感线是闭合曲线，C错；假设两条磁感线可以相交，过交点作曲线的切线，将有两个不同的方向，而同一点的磁场方向只能有一个，故任意两条磁感线均不相交，D对．5、如图所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．答案6、下列各图中，用带箭头的细实线标出了通电直导线周围磁感线的分布情况，其中正确的是( )答案 D解析 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，并且这些同心圆都在跟导线垂直的平面内，电流方向与磁感线方向间的关系可由安培定则判定：让伸直的大拇指指向导线中电流方向，弯曲四指的方向即为磁感线的环绕方向，所以只有D 正确． 7、(2011·课标全国理综·14)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )答案 B解析 地磁场的N 极在地球南极附近，地磁场的S 极在地球北极附近，根据安培定则，可判定电流方向为顺时针方向(站在地球的北极向下看)，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．8、电流计的主要结构如图所示，固定有指针的铝框处在由磁极与软铁芯构成的磁场中，并可绕轴转动．铝框上绕有线圈，线圈的两端与接 线柱相连．有同学对软铁芯内部的磁感线分布提出了如下的猜想，可 能正确的是( )答案 C解析 软铁芯被磁化后，左端为S 极，右端为N 极，而磁体内部的磁感线方向从S 极指向N 极，可见B 、D 错误．再根据磁感线不能相交，知A 错误，C 正确．9、如图所示，正方形线圈abcd 位于纸面内，边长为L ，匝数为N ，过 ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B ，则穿过线圈的磁通量为 ( )A.BL 22B.NBL 22 C ．BL 2D ．NBL 2答案 A10、(2012·浙江杭州市高三检测)如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将( )A ．逐渐增大B ．逐渐减小C ．保持不变D ．不能确定答案 B解析 离导线越远，电流产生的磁场越弱，穿过线圈的磁感线条数越少，磁通量逐渐减小，故只有B 正确11、(2012·全国·18)如图所示，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MN 的中点，c 、d 位于 MN 的中垂线上，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解析 根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解．根据安培定则判断： 两直线电流在O 点产生的磁场方向均垂直于MN 向下，O 点的磁感应强度不为零，故A 选项错误；a 、b 两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故B 选项错误；根据对称性，c 、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C 选项正确；a 、c 两点的磁感应强度方向相同，故D 选项错误． 答案 C方法点拨1．牢记判断电流的磁场的方法——安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型．2．在进行磁感应强度的叠加时，应注意是哪个电流产生的磁场，磁场方向如何．12、如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心、r为半径的圆周上有A、B、C、D四个点．已知A点的磁感应强度为0，则下列叙述正确的是()A．直导线中的电流方向垂直纸面向里B．B点的实际磁感应强度为 2 T，方向斜向右上方，与竖直方向的夹角为45°C．C点的实际磁感应强度也为0D．D点的实际磁感应强度与B点相同答案AB解析A点的实际磁感应强度为0，即直线电流在A处的磁感应强度与匀强磁场在该处的磁感应强度的矢量和为0，所以直线电流在A处的磁感应强度B＝1 T，方向向左，由安培定则可得直导线中的电流方向垂直纸面向里，由于圆周上各点到直导线的距离相同，所以直线电流在圆周上各处的磁感应强度大小均为1 T，但方向不同，在B处向上，在C 处向右，在D处向下，则B、C、D三处的实际磁感应强度分别为： 2 T，方向斜向右上方与竖直方向成45°夹角；2 T，方向向右； 2 T，方向斜向右下方与竖直方向成45°夹角，选项A、B正确．13、(2011·大纲全国·15)如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的点是()A．a点B．b点C．c点D．d点答案 C解析由于I1>I2，且离导线越远产生的磁场越弱，在a点I1产生的磁场比I2产生的磁场要强，A错，同理，C对．I1与I2在b点产生的磁场方向相同，合成后不可能为零，B 错．d点两电流产生的磁场B1、B2不共线，合磁场不可能为0，D错．14、有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是()A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D ．在线段MN 上只有一点的磁感应强度为零 答案 BD解析 两根导线分别在M 点和N 点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，所以M 点、N 点的磁感应强度大小相等，方向相反，选项B 正确；线段MN 中点O 的磁感应强度为零，选项D 正确．15、两个完全相同的通电圆环A 、B 的圆心O 重合、圆面相互垂直，通电电流相同，电流方向如图4所示，设每个圆环在其圆心O 处独立产生的磁 感应强度为B 0，则O 处的磁感应强度大小为 ( )A ．0B ．2B 0 C.2B 0D ．无法确定答案 C解析 由安培定则可知，A 在圆心处产生的场强垂直于纸面向里，B 在圆心处产生的场强竖直向下，两者垂直，所以合磁感应强度大小B ＝B 20＋B 20＝2B 0，C 选项正确．16、欧姆在探索导体的导电规律的时候，没有电流表，他利用小磁针的偏转检测电流，具体 的做法是：在地磁场的作用下，处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流的时候，小磁针就会发生偏转；当通过该导线的电流为I 时，发现小磁针偏转了30°，由于直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比，当他发现小磁针偏转了60°时，通过该导线的电流为( )A ．3IB ．2I C.3ID ．I答案 A解析 如图所示，设地磁场的磁感应强度为B0，电流为I 的导线产生的磁场的磁感应强度为B 1，因为小磁针偏转了30°，则有tan 30°＝B 1B 0；设电流为I ′的直导线产生的磁场的磁感应强度为B 2，小磁针偏转了60°时，则有tan60°＝B 2B 0；联立解得B 2＝3B 1；由直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比可得，I ′＝3I ，选项A 正确.。
电磁感应应用题(含答案)
电磁感应应用题(含答案)题目一一个导线长为3m，电流为5A，位于磁场中。
如果该导线所受的磁感应强度为0.8T，求该导线上的电磁感应强度大小。
解答根据电磁感应定律，电磁感应强度的大小可以通过以下公式计算：\[\text{{电磁感应强度大小}} = \text{{导线长度}} \times \text{{电流大小}} \times \text{{磁感应强度}}\]将已知数据代入公式，可得：\[\text{{电磁感应强度大小}} = 3 \, \text{{m}} \times 5 \, \text{{A}} \times 0.8 \, \text{{T}}\]计算结果为2.4T。
题目二一个面积为0.5平方米的线圈，每个回路的匝数为100，位于磁场中。
当该线圈的磁感应强度为0.6T时，求线圈内的磁通量。
解答根据磁通量的定义，磁通量可以通过以下公式计算：\[\text{{磁通量}} = \text{{磁感应强度}} \times \text{{面积}}\times \text{{匝数}}\]将已知数据代入公式，可得：\[\text{{磁通量}} = 0.6 \, \text{{T}} \times 0.5 \, \text{{平方米}} \times 100\]计算结果为30Wb。
题目三一个磁感应强度为0.4T的匀强磁场，以45°的角度斜射到一个平面回路上。
如果回路的面积为0.2平方米，求回路内的磁通量。
解答由于匀强磁场斜射到平面回路上，只有垂直于磁感应强度方向的分量会影响磁通量，因此需要先计算垂直于磁感应强度方向的面积。
垂直于磁感应强度方向的面积可以通过以下公式计算：\[\text{{垂直面积}} = \text{{回路面积}} \times \sin(\text{{角度}}) \]将已知数据代入公式，可得：\[\text{{垂直面积}} = 0.2 \, \text{{平方米}} \times \sin(45°)\]计算结果为0.2平方米。
高中物理(新人教版)必修第三册课后习题：磁感应强度 磁通量(课后习题)【含答案及解析】
磁感应强度磁通量合格考达标练1.下列关于磁感应强度的方向的说法正确的是()A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受磁场力的方向B.小磁针受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,磁场方向也就是小磁针N极受力的方向。
但通电导线受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向。
2.(2021湖北武汉二中期末)在实验精度要求不高的情况下,可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度,具体做法是:在一根南北方向放置的直导线正下方10 cm处放一个罗盘。
导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方;当给导线通入电流时,发现罗盘的指针偏转一定角度,根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。
现已测出此地的地磁场水平分量为5.0×10-5 T,通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置,如图所示。
由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为()A.5.0×10-5 TB.1.0×10-4 TC.8.66×10-5 TD.3.0×10-4 T,该位置产生的磁感应强度的大小B=B地tan 60°=8.66×10-5 T,C正确。
3.用长导线以如图甲所示方式缠绕螺线管,当电流为I时,测得螺线管内轴线中点A的磁感应强度大小为B。
若将导线对折缠绕螺线管,两种绕法螺线管上的线圈匝数相同,如图乙所示,通过相同电流I 时,则在螺线管内A点的磁感应强度大小为()A.0B.0.5BC.BD.2B,由于两根导线中的电流方向相反,产生的磁场相互抵消,所以螺线管内A点的磁感应强度大小为零,故B、C、D错误,A正确。
4.如图所示,边长为L的n匝正方形线框abcd内部有一边长为L2的正方形区域的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。
下列说法正确的是()A.穿过线框abcd的磁通量为BL2B.穿过线框abcd的磁通量为nBL2C.穿过线框abcd的磁通量为BL 24D.穿过线框abcd的磁通量为nBL 245.(2021河北承德高二上期末)有一U形曲面,其尺寸如图所示,U形曲面开口竖直向上,现将U形曲面放入磁感应强度大小为B=2 T的匀强磁场中。
粤教版高中物理必修第三册专题强化练第六章安培定则、磁感应强度、磁通量的综合应用含答案
专题强化练6 安培定则、磁感应强度、磁通量的综合应用1.(2022福建莆田第二中学期中)如图,两根相互平行的长直导线分别通有大小和方向相同的电流I,a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点,且a 、b 、c 与两导线共面;b 点与两导线的距离相等,b 、d 的连线与导线所在平面垂直,则磁感应强度可能为零的点是( )A.a 点B.b 点C.c 点D.d 点2.(2021山东淄博期中)某磁场垂直穿过一个线圈平面,磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图所示。
若在某1 s 内穿过线圈的磁通量的变化量为零,则该1 s 开始的时刻是( )A.第1.51 sB.第1.69 sC.第117s D.第53s3.(2021山东邹城期中)如图所示,两直导线中通以相同的电流I,矩形线圈位于两导线之间的实线位置Ⅰ,穿过线圈的磁通量为Φ。
已知虚线位置Ⅱ与实线位置Ⅰ关于右边的直导线对称,虚线位置Ⅲ与两直导线的距离相等,虚线位置Ⅳ和虚线位置Ⅴ关于左边直导线对称,且与左边直导线的距离和实线位置Ⅰ与右边直导线的距离相等。
现将线圈由实线位置平移到图示各个虚线位置,则( )A.将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅱ时,磁通量大小不变B.将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅲ时,磁通量变化量大小为ΦC.将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅳ时,磁通量变化量为零D.将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅴ时,磁通量大小不变4.(2022江苏连云港期中)如图所示电路中,ABCD是由同种金属材料制成的离电源足够远的正方形导线框,O为其对角线交点,已知AB、BC、CD三根导线粗细相,I是同且其半径是导线AD半径的2倍,通电直导线周围某点的磁感应强度B=kIr导线中的电流,r是某点到导线的直线距离,k是常数。
开关闭合后,下列说法正确的是( )A.导线AD与导线AB的电阻之比为3∶4B.导线AD中的电流是导线AB中的电流大小的3倍C.O点处的磁感应强度大小为0D.O点处的磁感应强度方向垂直纸面向外5.(2021江苏苏州期中)两根长直导线a、b平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图,图中O点为两根导线连线的中点,M、N为a、b连线的中垂线上的两点,且与a、b等距,两导线中通有等大、同向的恒定电流。
上海物理合格考磁场和电磁感应复习提纲加练习(含答案)
磁场和电磁感应知识点顺理：一、磁场1．磁场:磁场是存在于磁体、电流周围的一种物质（1）磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流有力的作用.（2）磁场方向的三种判断方法：a.小磁针N极受力的方向。
b.小磁针静止时N极的指向。
c.磁感线的切线方向.2.磁感线（1）在磁场中人为地画出一系列曲线，磁感线上某一点的切线方向也表示该点的磁场方向。
曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线.（2）磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，在内部，由S极到N极，磁感线是闭合曲线；磁感线不相交，不相切。
（3）几种典型磁场的磁感线的分布: 右手螺旋定则判定通电直导线、环形电流、通电螺线管周围的磁场分布①直线电流的磁场：同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场：两端分别是N极和S极，管内可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.⑤地磁场：地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个：（1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近.（2）地磁场的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下（3）在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北.3.磁感应强度：表示磁场强弱的物理量。
大小：Ｂ＝FILＬ⊥Ｂ或Ｂ＝фS S ⊥Ｂ方向：小磁针Ｎ极的受力方向，既小磁针静止时Ｎ极的指向。
4.安培定则：磁场对通电导线的作用力（１）直线电流的磁场。
（２）环形电流的磁场。
5.磁通量：磁场中穿过某一面积的磁感线条数．大小：φ＝ＢＳ⊥在垂直磁场方向的一个平面翻转180度，通过该面的.磁通量变化△φ＝φ２－φ１＝BS－（-BS）＝2BS，而不是零。
6.安培力：磁场对电流的作用力。
考点一安培定则的应用和磁场的叠加
第一讲磁场和安培力考点一安培定则的应用和磁场的叠加1.三根平行的长直通电导线，分别通过一个直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示，030θ=，O为斜边的中点。
已知直线电流在某点产生的磁场，其磁感应强度B的大小与电流强度成正比，与点到通电导线的距离r成反比，已知31222I I I==，1I在O点产生的磁场磁感应强度大小为B，则关于O点的磁感应强度，下列说法正确的是：A．2B，沿OC方向 B．2B，垂直AC向右C．，垂直AC向右 D．02.丹麦物理学家奥斯特在1820年通过实验发现电流磁效应现象，下列说法正确的是：（）A．奥斯特在实验中观察到电流磁效应，揭示了电磁感应定律B．将直导线沿东西方向水平放置，把小磁针放在导线的正下方，给导线通以足够大电流，小磁针一定会转动C．将直导线沿南北方向水平放置，把小磁针放在导线的正下方，给导线通以足够大电流，小磁针一定会转动D．将直导线沿南北方向水平放置，把铜针（用铜制成的指针）放在导线的正下方，给导线通以足够大电流，铜针一定会转动3.欧姆在探索通过导体的电流、电压、电阻的关系时因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流。
具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30°；当他发现小磁针偏转了45°，则通过该直导线的电流为（直导线在某点产生的磁感应强度与通过直导线的电流成正比）：A．I B．2I CI D．无法确定考点二判断通电导体（或磁铁）在安培力作用下运动的常用方法4.如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd（ab、cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。
在半圆弧导线的圆心处垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P。
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磁场、磁感应强度、磁通量、安培定则的应用一、基础知识（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、电流和运动电荷有磁场力的作用．(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时北极的指向．2、磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向．(2)大小：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)．(3)方向：小磁针静止时N极的指向．(4)单位：特斯拉(T)．3、匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场．(2)特点匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线．4、磁通量(1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积．(2)公式：Φ＝BS.深化拓展(1)公式Φ＝BS的适用条件：①匀强磁场；②磁感线的方向与平面垂直．即B⊥S.(2)S为有效面积．(3)磁通量虽然是标量，却有正、负之分．(4)磁通量与线圈的匝数无关．（二）磁感线、通电导体周围磁场的分布1、磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁场方向一致．2、条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布(如图所示)34、磁感线的特点(1)磁感线上某点的切线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强弱，在磁感线较密的地方磁场较强；在磁感线较疏的地方磁场较弱．(3)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点．在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极．(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切．(5)磁感线是假想的曲线，客观上不存在．（三）对磁感应强度的理解1、磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的．2二、练习1、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．表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D．表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值解析电场和磁场有一个明显的区别是：电场对放入其中的电荷有力的作用，磁场对通电导线有力的作用的条件是磁场方向不能和电流方向平行，因此A对，B错．同理根据电场强度的定义式E＝F/q可知C正确．而同样用比值定义法定义的磁感应强度则应有明确的说明，即B＝FIL中I和B的方向必须垂直，故D错．答案AC规律总结(1)电场强度的方向与电荷的受力方向相同或相反；而磁感应强度方向与电流元受安培力方向垂直，满足左手定则．(2)电荷在电场中一定会受到电场力的作用；如果电流方向与磁场方向平行，则电流在磁场中不受安培力的作用．2、关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()A．根据磁感应强度定义式B＝FIL，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比B．磁感应强度B是标量，没有方向C．磁感应强度B是矢量，方向与F的方向相反D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同，磁感线密集的地方磁感应强度B大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B小些答案 D解析磁感应强度是磁场本身的性质，与放入磁场中的电流I或受力大小F无关，A错误；磁感应强度B是矢量，其方向与F总是垂直的，B、C错误；在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，由磁场本身决定，与其他外在的一切因素无关，用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，D正确．3、关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大答案 D解析磁感应强度是磁场本身的属性，在磁场中某处的磁感应强度为一恒量，其大小可由B＝FIL计算，与试探电流元的F、I、L的情况无关，A错．磁感应强度的方向规定为小磁针N极受磁场力的方向，与放在该处的电流元受力方向垂直，B错．当试探电流元的方向与磁场方向平行时，电流元受磁场力虽为零，但磁感应强度却不为零，C错．磁感线的疏密是根据磁场的强弱画出的，磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，磁感线越稀疏的地方，磁感应强度越小，故D正确．4、关于磁感线的性质和概念，下列说法中正确的是()A．磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向B．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线C．磁感线总是从磁体的N极指向S极D．磁场中任意两条磁感线均不相交答案AD解析磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，A对；利用碎铁屑在磁场中被磁化的性质，可显示磁感线的形状，但它排成的曲线本身不是磁感线，磁感线是假想曲线，B错；磁感线在磁体外部由N极指向S极，但在内部却是由S极指向N极，即磁感线是闭合曲线，C错；假设两条磁感线可以相交，过交点作曲线的切线，将有两个不同的方向，而同一点的磁场方向只能有一个，故任意两条磁感线均不相交，D对．5、如图所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．答案6、下列各图中，用带箭头的细实线标出了通电直导线周围磁感线的分布情况，其中正确的是( )答案 D解析 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，并且这些同心圆都在跟导线垂直的平面内，电流方向与磁感线方向间的关系可由安培定则判定：让伸直的大拇指指向导线中电流方向，弯曲四指的方向即为磁感线的环绕方向，所以只有D 正确． 7、(2011·课标全国理综·14)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )答案 B解析 地磁场的N 极在地球南极附近，地磁场的S 极在地球北极附近，根据安培定则，可判定电流方向为顺时针方向(站在地球的北极向下看)，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．8、电流计的主要结构如图所示，固定有指针的铝框处在由磁极与软铁芯构成的磁场中，并可绕轴转动．铝框上绕有线圈，线圈的两端与接 线柱相连．有同学对软铁芯内部的磁感线分布提出了如下的猜想，可 能正确的是( )答案 C解析 软铁芯被磁化后，左端为S 极，右端为N 极，而磁体内部的磁感线方向从S 极指向N 极，可见B 、D 错误．再根据磁感线不能相交，知A 错误，C 正确．9、如图所示，正方形线圈abcd 位于纸面内，边长为L ，匝数为N ，过 ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B ，则穿过线圈的磁通量为 ( )A.BL 22B.NBL 22 C ．BL 2D ．NBL 2答案 A10、(2012·浙江杭州市高三检测)如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将( )A ．逐渐增大B ．逐渐减小C ．保持不变D ．不能确定答案 B解析 离导线越远，电流产生的磁场越弱，穿过线圈的磁感线条数越少，磁通量逐渐减小，故只有B 正确11、(2012·全国·18)如图所示，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MN 的中点，c 、d 位于 MN 的中垂线上，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解析 根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解．根据安培定则判断： 两直线电流在O 点产生的磁场方向均垂直于MN 向下，O 点的磁感应强度不为零，故A 选项错误；a 、b 两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故B 选项错误；根据对称性，c 、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C 选项正确；a 、c 两点的磁感应强度方向相同，故D 选项错误． 答案 C方法点拨1．牢记判断电流的磁场的方法——安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型．2．在进行磁感应强度的叠加时，应注意是哪个电流产生的磁场，磁场方向如何．12、如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心、r为半径的圆周上有A、B、C、D四个点．已知A点的磁感应强度为0，则下列叙述正确的是()A．直导线中的电流方向垂直纸面向里B．B点的实际磁感应强度为 2 T，方向斜向右上方，与竖直方向的夹角为45°C．C点的实际磁感应强度也为0D．D点的实际磁感应强度与B点相同答案AB解析A点的实际磁感应强度为0，即直线电流在A处的磁感应强度与匀强磁场在该处的磁感应强度的矢量和为0，所以直线电流在A处的磁感应强度B＝1 T，方向向左，由安培定则可得直导线中的电流方向垂直纸面向里，由于圆周上各点到直导线的距离相同，所以直线电流在圆周上各处的磁感应强度大小均为1 T，但方向不同，在B处向上，在C 处向右，在D处向下，则B、C、D三处的实际磁感应强度分别为： 2 T，方向斜向右上方与竖直方向成45°夹角；2 T，方向向右； 2 T，方向斜向右下方与竖直方向成45°夹角，选项A、B正确．13、(2011·大纲全国·15)如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的点是()A．a点B．b点C．c点D．d点答案 C解析由于I1>I2，且离导线越远产生的磁场越弱，在a点I1产生的磁场比I2产生的磁场要强，A错，同理，C对．I1与I2在b点产生的磁场方向相同，合成后不可能为零，B 错．d点两电流产生的磁场B1、B2不共线，合磁场不可能为0，D错．14、有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是()A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D ．在线段MN 上只有一点的磁感应强度为零 答案 BD解析 两根导线分别在M 点和N 点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，所以M 点、N 点的磁感应强度大小相等，方向相反，选项B 正确；线段MN 中点O 的磁感应强度为零，选项D 正确．15、两个完全相同的通电圆环A 、B 的圆心O 重合、圆面相互垂直，通电电流相同，电流方向如图4所示，设每个圆环在其圆心O 处独立产生的磁 感应强度为B 0，则O 处的磁感应强度大小为 ( )A ．0B ．2B 0 C.2B 0D ．无法确定答案 C解析 由安培定则可知，A 在圆心处产生的场强垂直于纸面向里，B 在圆心处产生的场强竖直向下，两者垂直，所以合磁感应强度大小B ＝B 20＋B 20＝2B 0，C 选项正确．16、欧姆在探索导体的导电规律的时候，没有电流表，他利用小磁针的偏转检测电流，具体 的做法是：在地磁场的作用下，处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流的时候，小磁针就会发生偏转；当通过该导线的电流为I 时，发现小磁针偏转了30°，由于直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比，当他发现小磁针偏转了60°时，通过该导线的电流为( )A ．3IB ．2I C.3ID ．I答案 A解析 如图所示，设地磁场的磁感应强度为B0，电流为I 的导线产生的磁场的磁感应强度为B 1，因为小磁针偏转了30°，则有tan 30°＝B 1B 0；设电流为I ′的直导线产生的磁场的磁感应强度为B 2，小磁针偏转了60°时，则有tan60°＝B 2B 0；联立解得B 2＝3B 1；由直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比可得，I ′＝3I ，选项A 正确.。