第三章 磁场 期末复习(2)
高二物理选修3-1第三章磁场知识点总结复习
第三章磁场教案3.1 磁现象和磁场第一节、磁现象和磁场1．磁现象磁性：能吸引铁质物体的性质叫磁性.磁体：具有磁性的物体叫磁体.磁极：磁体中磁性最强的区域叫磁极。
2．电流的磁效应磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.(与电荷类比）电流的磁效应：电流通过导体时导体周围存在磁场的现象（奥斯特实验)。
3．磁场磁场的概念：磁体周围存在的一种特殊物质(看不见摸不着，是物质存在的一种特殊形式)。
磁场的基本性质：对处于其中的磁极和电流有力的作用.磁场是媒介物:磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的.磁场对电流的作用，电流与电流的作用，类比于库仑力和电场，形成磁场的概念,磁场虽然看不见、摸不着,但是和电场一样都是客观存在的一种物质，我们可以通过磁场对磁体或电流的作用而认识磁场.4．磁性的地球地球是一个巨大的磁体，地球周围存在磁场———地磁场.地球的地理两极与地磁两极不重合（地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近),其间存在磁偏角.地磁体周围的磁场分布情况和条形磁铁周围的磁场分布情况相似。
宇宙中的许多天体都有磁场。
月球也有磁场。
例1、以下说法中，正确的是（)A、磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B、电流与电流的相互作用是通过电场产生的C、磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D、磁场和电场是同一种物质例2、如图表示一个通电螺线管的纵截面，ABCDE在此纵截面内5个位置上的小磁针是该螺线管通电前的指向，当螺线管通入如图所示的电流时，5个小磁针将怎样转动？例3、有一矩形线圈，线圈平面与磁场方向成 角，如图所示。
设磁感应强度为B,线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量为多大？例4、如图所示,两块软铁放在螺线管轴线上，当螺线管通电后，两软铁将(填“吸引"、“排斥”或“无作用力”),A端将感应出极。
3。
2 磁感应强度第二节 、 磁感应强度1．磁感应强度的方向：小磁针静止时N 极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向 思考：能不能用很小一段通电导体来检验磁场的强弱呢？2．磁感应强度的大小匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。
第三章 磁场 第1、2节
第三章磁场第1节磁现象和磁场1．磁体吸引铁质物体的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体，磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极．2．奥斯特实验是将导线沿南北方向放置在磁针的上方，通电时磁针发生了转动．此实验说明电流周围存在磁场．3．磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的．4．(1)地球本身是一个大磁体，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近．(2)地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针的指向与南北方向有一个夹角，这个夹角称做磁偏角5．发现电流周围存在磁场的物理学家是()A．奥斯特B．焦耳C．张衡D．安培答案 A6．下列关于磁场的说法正确的是()A．磁场最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质C．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无答案AC解析磁场虽看不见、摸不着，但其是客观存在的，不随人的意志而转移，它是一种特殊的物质形态，最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用．7．磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的相互作用的示意图，以下正确的是()A．磁体↔磁场↔磁体B．磁体↔磁场↔电流C．电流↔电场↔电流D．电流↔磁场↔电流答案ABD解析磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的相互作用都是通过磁场来传递的．【概念规律练】知识点一磁场1．以下说法中正确的是()A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的C．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D．磁场和电场是同一种物质答案 A解析电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极间还是电流与电流间、磁体与电流间，都有相互作用的磁场力．磁场是磁现象中的一种特殊物质，它的基本性质是对放入磁场中的磁体、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，它不会对放入静电场中的磁体产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其自身的特点．所以只有A 正确．点评一切磁现象都是通过磁场产生的，由于电流周围存在磁场，所以电流与电流之间、电流与磁体之间的作用也是磁现象．2．下列说法中正确的是()A．只有磁铁周围才有磁场B．电荷的周围一定有电场和磁场C．永久磁铁的磁场与电流周围的磁场是两种不同的磁场D．电流能产生磁场说明电和磁是有联系的答案 D解析磁铁和电流周围都有磁场且性质相同，而电流是电荷定向移动形成的．所以，运动电荷周围既有电场又有磁场，静止电荷周围只有电场，A、B、C不对，电流产生磁场就是电和磁有关的证明，所以D对．知识点二奥斯特实验3．在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是()A．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C．导线沿南北方向放置在磁针的正上方D．导线沿东西方向放置在磁针的正上方答案 C解析把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方．通电时磁针发生明显的偏转，是由于南北方向放置的通电导线的正下方的磁场恰好是东西方向．正确选项为C.点评(1)注意“奥斯特实验”的细节问题，导线东西放置或将磁针放在导线的延长线上都不一定能观察到磁针的偏转．(2)观察小磁针是否发生偏转时，应避免与地磁场引起的磁针偏转相重合．4．奥斯特实验说明了()A．磁场的存在B．磁场的方向性C．电流可以产生磁场D．磁场间有相互作用答案 C解析奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围能产生磁场．故正确答案为C.知识点三地磁场5．关于地磁场，下列叙述正确的是()A．地球的地磁两极与地理的两极重合B．我们用指南针确定方向，指南的一极是指南针的南极C．地磁的北极与地理南极重合D．地磁的北极在地理南极附近答案BD解析地球是一个大磁体，其磁北极(N极)在地理南极附近，磁南极(S极)在地理北极附近，并不重合．指南针指南的一端应该是磁针的南极(S极)．选项B、D正确．6．地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是()A．①②④B．②③④C．①⑤D．②③答案 D【方法技巧】一、磁体与导体间相互作用力问题的分析方法7．铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，当将铁棒A靠近铁棒B时，下述说法中正确的是()A．A、B一定相互吸引B．A、B一定相互排斥C．A、B间可能无磁场力作用D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥答案 D解析小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性的铁棒，故铁棒A可能有磁性，也可能没有磁性，只是在小磁针的磁场作用下暂时被磁化的结果，铁棒B能排斥小磁针，说明铁棒B一定有磁性，若A无磁性，当A靠近B时，在B的磁场作用下也会被磁化而发生相互的吸引作用；若A有磁性，则A、B两磁体都分别有N极和S极，当它们的同名磁极互相靠近时，互相排斥；当异名磁极互相靠近时，互相吸引．这说明不论A有无磁性，它们之间总有磁场力的作用，故只有D项正确．8．现有甲、乙两根钢棒，当把甲的一端靠近乙的中部时，没有力的作用；而把乙的一端靠近甲的中部时，二者相互吸引，则()A．甲有磁性，乙无磁性B．甲无磁性，乙有磁性C．甲、乙均无磁性D．甲、乙均有磁性答案 B解析对于磁铁，磁性最强的区域是磁极，若钢棒有磁性，其磁性最强的区域是两端，中间几乎没有磁性，由于甲的一端与乙的中部不吸引，则说明甲棒无磁性，乙的一端能吸引甲的中部，则说明乙棒有磁性，故B项正确，A、C、D三项错误．二、小磁针受磁场力作用转动问题的分析9．在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知()A．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针B．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针C．可能是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针D．可能是小磁针正西方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针答案CD解析根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的原理，本题中可能是小磁针正东方向有一磁铁的S极靠近小磁针；也可能是小磁针正西方向有一磁铁的N极靠近小磁针．1．关于磁极间的相互作用，以下说法正确的是()A．同名磁极相吸引B．同名磁极相排斥C．异名磁极相排斥D．异名磁极相吸引答案BD2．下列说法中正确的是()A．任何磁体都具有N极和S极两个磁极B．奥斯特实验说明了电流周围存在着磁场C．通电导体之间也存在着相互作用，它们是通过电场发生作用的D．地磁场的N极与地理的南极重合，地磁场的S极与地理的北极重合答案AB解析磁体都有两个磁极：N极、S极，A正确；奥斯特实验说明电流周围存在磁场，B正确；通电导体之间的相互作用是通过磁场产生的，C错误；地磁场的两极与地理两极并不重合，D错误，故选A、B.3．下列关于磁场的说法中，正确的是()A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C．磁极与磁极之间是直接发生作用的D．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生答案 A解析磁场是一种客观存在的物质，磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流间相互作用时都是通过磁场而发生，故B、C、D错误，A正确．4．下列说法中正确的是()A．奥斯特实验说明了通电导线对磁体有作用力B．奥斯特实验说明了磁体对通电导线有作用力C．奥斯特实验说明了任意两条通电导线之间有作用力D．奥斯特实验说明了任意两个磁体之间有作用力答案 A解析奥斯特实验说明了通电导线对磁体有作用力，所以正确选项为A.5．下列说法中与实际情况相符的是()A．地球的磁偏角是一个定值B．地磁场的北极在地理位置的北极附近C．除了地球外，到目前为止其他星球上还没有发现磁现象D．郑和出海远航比哥伦布的远洋探险早答案 D解析磁偏角随地理位置变化而变化，A错误；地磁场的北极在地理南极附近，B错误；其他星球上也有磁场存在，C错误；我国是利用指南针航海最早的国家．D正确．6．关于磁铁的两个磁极，下列说法中正确的是()A．可以分开B．不能分开C．一定条件下可以分开D．磁铁很小时就只有一个磁极答案 B7．磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是() A．磁体的吸铁性B．磁极间的相互作用规律C．电荷间的相互作用规律D．磁场对电流的作用原理答案 B解析军舰被地磁场磁化后变成了磁体，当军舰靠近水雷时，对控制引爆电路的小磁针有力的作用，使小磁针转动引爆水雷．B项正确．8．金属棒一端靠近小磁针的南极或北极时，都看到有吸引现象，可断定这根金属棒()A．一定是永磁体B．一定不是永磁体C．一定是铁、钴、镍类的物质制成的棒D．可能是磁体，也可能不是磁体答案BC9．以下说法正确的是()A．只有两个磁铁相互接触时，才能发生相互作用B．把一根条形磁铁从中间折断，则被分开的两部分只有N极或S极C．极光现象与地球的磁场有关D．人们代步的电动自行车中应存在磁体答案CD解析磁体的周围存在一种特殊的物质——磁场，磁铁间不接触时也可以通过磁场发生相互作用，故A错．无论将磁铁分得多么小，它总有N极和S极，迄今为止，还没有发现只有N极或S极的磁单极子存在(这一点与电荷不同)，故B错．极光现象是地磁场将射向地球的带电粒子偏转到地球的两极，带电粒子与大气相互作用而发出的光，故C正确．电动自行车的电机中一定有磁体存在，故D正确．10．为了判断一根钢锯条是否有磁性，某同学用它的一端靠近一个能自由转动的小磁针，下面给出了几种可能产生的现象及相应的结论，其中正确的是()A．若小磁针的一端被推开，则锯条一定有磁性B．若小磁针的一端被吸引过来，则锯条一定有磁性C．若小磁针的一端被吸引过来，不能确定锯条是否有磁性D．若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否有磁性答案AC解析若发生排斥现象，只有一种可能，小磁针靠近锯条的同名磁极．若发生吸引现象，则锯条可能有磁性，也可能无磁性，故选A、C.11．力是物体与物体间的相互作用，对于磁铁与附近的铁钉，下列说法中正确的是() A．施力物体只有磁铁，受力物体只有铁钉B．只有当磁铁和铁钉接触时，才会产生力的作用C．磁铁和铁钉虽然没有接触，但也会产生力的作用D．磁铁对铁钉有吸引作用，而铁钉不会吸引磁铁答案 C解析磁场力是通过磁场作用的，所以磁铁和铁钉不一定要接触才会产生力的作用，故B错．既然磁场力也是力，则其作用应是相互的，因此，磁铁和铁钉互为施力物体和受力物体，故A错．由于铁钉被磁化而具有磁性，铁钉也会吸引磁铁，故D错，所以应选C.12．在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便且效果明显，通电直导线应() A．平行于南北方向，位于小磁针上方B．平行于东西方向，位于小磁针上方C．平行于东南方向，位于小磁针下方D．平行于西南方向，位于小磁针下方答案 A解析考虑地磁场的作用，放置通电导线一定要南北方向，开始时和磁针平行．把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方，通电时磁针发生明显的偏转，是由于南北方向放置的电流的正下方的磁场恰好是东西方向．13．超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是()①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反③超导体使磁体处于失重状态④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡A．①③B．①④C．②③D．②④答案 D解析同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反．磁体悬浮在空中，重力和磁力平衡．第2节磁感应强度1．磁感应强度是用来描述磁场强弱和方向的物理量，物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向．2．在物理学中，把很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫电流元．在探究影响通电导线受力因素的实验中无论怎样改变I、L的数值，FIL这一比值是不变的，说明FIL是反映磁场性质的量，与放入什么样的通电导体无关．3．在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度．通常用字母B表示．在国际单位制中的单位是特斯拉，简称特，符号是T.B是矢量，其方向就是磁场的方向，即小磁针静止时N极所指的方向．公式：B＝FIL.公式在应用中应注意两点：①导线所受磁场力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直；②通电导线长度L很短时，B就是导线所在处的磁感应强度．同时，因它所在处各点的磁感应强度变化很小，可近似认为磁场是匀强磁场．4．在磁感应强度的定义式B＝FIL中，有关各物理量间的关系，下列说法中正确的是() A．B由F、I和L决定B．F由B、I和L决定C．I由B、F和L决定D．L由B、F和I决定答案 B【概念规律练】知识点一磁感应强度的方向1．下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是()A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B．小磁针N极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答案BD解析磁场中某点磁感应强度的方向表示该点磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N 极受力的方向．但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场的方向．点评(1)磁感应强度的方向和小磁针N极受力方向相同，但绝非电流的受力方向．(2)磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的，和小磁针、电流的存在与否无关．2．下列关于磁感应强度方向的说法中正确的是()A．磁场中某点的磁感应强度的方向规定为小磁针静止时北极所指的方向B．磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针S极在此处的受力方向一致C．磁场中某点的磁感应强度的方向由试探电流元在此处的受力方向决定D．磁感应强度的方向由磁场本身决定，与是否在磁场中放入通电导线无关答案AD解析小磁针在磁场中静止下来时，N极的方向规定为该点的磁感应强度的方向，A正确，B错误；磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与此处是否有小磁针或通电导线无关，C错误，D正确．知识点二磁感应强度的定义式B＝F IL3．有关磁感应强度的下列说法中，正确的是()A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．若有一小段长为L，通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是F ILD．由定义式B＝FIL可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小答案 A解析磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场强弱，因此选项A是正确的；磁感应强度是与电流I和导线长度L无关的物理量，且B＝FIL中的B、F、L相互垂直，所以选项B、C、D皆是错误的．4．根据磁感应强度的定义式B＝FIL，下列说法中正确的是()A．在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比B．一小段通电直导线在空间某处受磁场力F＝0，那么该处的B一定为零C．磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同D．一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力F也一定为零答案 D点评在定义式B＝FIL中，通电导线必须垂直于磁场方向放置．因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱有关外，还和导线的方向有关．导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力的大小也不相同．通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零．知识点三磁感应强度与电场强度的比较5．关于磁感应强度的方向和电场强度的方向，下列说法正确的是()A．电场强度的方向与电荷所受电场力的方向相同B．电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D．磁感应强度的方向与小磁针在该处的指向相同答案BC解析物理学上规定正电荷在电场中的受力方向为该点电场方向，小磁针N极受力的方向为该点的磁场方向，小磁针静止时N极的指向为该点磁感应强度的方向．6．下列说法中正确的是()A．电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱答案AC解析通电导体受磁场力与电荷受电场力不同，安培力的大小与导体放置的方向有关，导体与磁场方向垂直时磁场力最大，导体与磁场方向平行时磁场力为零．【方法技巧练】一、磁感应强度大小的计算方法7．一根长为0.1 m的电流为1 A的通电导线，在磁场中某处受到的安培力大小为0.4 N，则该处的磁感应强度为()A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．可能为0答案 B8．在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1 cm ，电流为0.5 A ，所受的磁场力为5×10－4 N ．求：(1)该位置的磁感应强度多大？(2)若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？(3)若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力多大？答案 (1)0.1 T (2)0.1 T (3)0解析 (1)根据公式B ＝F IL得： B ＝5×10－40.01×0.5T ＝0.1 T. (2)该处的磁感应强度不变，B ＝0.1 T.(3)电流元平行磁场放置时，所受磁场力为零，F ＝0.方法点拨 ①在磁场中放入通电导线、当导线与磁场垂直时，B ＝F IL；导线与磁场不垂直时，导线所受磁场力变小，因而不能简单地套用公式B ＝F IL. ②磁感应强度决定于磁场本身，与是否放置通电导线及放置通电导线的方式均无关．二、导体所受磁场力的计算9．在磁感应强度为10－2 T 的匀强磁场中，有一根长0.2 m 的通电导线，导线中的电流强度为10 A ，将这条导线与磁场方向垂直放置，那么它将受到多大的磁场力作用？答案 2×10－2 N解析 在通电导线与磁场垂直条件下，由B ＝F IL得F ＝BIL ＝10－2×10×0.2 N ＝2×10－2 N.1．关于磁感应强度的方向，下列方法不正确的是( )A ．小磁针静止时S 极所指的方向B ．小磁针静止时N 极所指的方向C ．小磁针N 极的受力方向D ．同磁场方向一致答案 A解析 磁感应强度的方向规定为小磁针N 极的受力方向或小磁针静止时N 极所指的方向，同磁场方向一致．故只有A 选项不正确．2．有人根据公式B ＝F IL提出以下看法，其中正确的是( ) A ．磁感应强度的数值跟通电导线受到的磁场力F 的大小成正比B ．磁感应强度的数值跟通电导线的电流I 成反比C ．磁感应强度的数值跟通电导线的长度L 成反比D ．磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，它是客观存在的，它与外加导线的长度、电流的强弱和受力情况均无关答案 D3．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是( )A.N A·mB.N·A mC.N·A m 2D.N A·m 2答案 A解析 当导线与磁场方向垂直时，由公式B ＝F IL ，磁感应强度B 的单位由F 、I 、L 的单位决定．在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称T,1 T＝1NA·m.4．关于磁感应强度的大小，下列说法正确的是()A．磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度一定大B．磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度不一定大，与放置方向有关C．通电导线在磁场中受磁场力大的地方，该处磁感应强度一定大D．通电导线在磁场中受磁场力大的地方，该处磁感应强度不一定大，与放置方向有关答案AD解析磁极在磁场中的受力跟放置方向无关，电流在磁场中的受力与放置方向有关．5．在电流产生的磁场中，某点的磁感应强度的大小决定于()A．该点在磁场中的位置B．该点处的电流大小和方向C．产生磁场的电流D．产生磁场的电流和该点在磁场中的位置答案 D解析某点的磁感应强度的大小除了和磁场本身有关外，还和该点在磁场中所在的位置有关．6．关于磁感强度，正确的说法是()A．根据定义式B＝FIL，磁场中某点的磁感强度B与F成正比，与IL成反比B．磁感强度B是矢量，方向与F的方向相同C．B是矢量，方向与通过该点的磁感线的切线方向相同D．在确定的磁场中，同一点的B是确定的，不同点的B可能不同，磁感线密的地方B 大些，磁感线疏的地方B小些答案CD7．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm，通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则P处磁感应强度为()A．零B．10 T，方向竖直向上C．0.1 T，方向竖直向上D．10 T，方向肯定不是竖直向上答案 D解析由公式B＝FIL可知，把数值代入可以得到B＝10 T，公式中F是与B垂直的，所以P处磁感应强度方向肯定不是竖直向上．8．一根通电导线在某个空间没有受到磁场力，那么()A．这个空间一定没有磁场B．可能有磁场，且磁场方向与导线垂直C．可能有磁场，且磁场方向可能与导线中电流方向相同D．可能有磁场，且磁场方向可能与导线中电流方向相反答案CD解析当磁场方向和电流方向平行时，则导线不受磁场力．故C、D正确．9．一根长20 cm的通电导线放在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，若它受到的安培力为4×10－3 N，则导线中的电流是多大？若将导线中的电流减小为0，则该处的磁感应强度为多少？答案0.05 A0.4 T解析由B＝FIL得I＝FBL＝4×10－30.4×0.2A＝0.05 A.。
2024-2025学年高中物理第三章磁场2磁场对通电导线的作用——安培力教案教科版选修3-1
七、教学反思与改进
回顾本节课的教学，我认为在以下几个方面取得了较好的效果：
1. 通过实验演示，学生能够直观地观察到安培力的现象，增强了他们的感性认识。实验操作环节，学生积极参与，动手能力强，对安培力的理解更加深入。
2. 教学活动设计
为了促进学生的参与和互动，我设计了以下教学活动：
（1）实验演示：通过实验，让学生直观地观察安培力的现象，引发学生的兴趣和好奇心。在实验过程中，学生将亲自动手操作，观察不同电流、磁场条件下导线受到的安培力。
（2）角色扮演：学生分组扮演“磁场”、“电流”和“安培力”三个角色，通过角色扮演，让学生更好地理解三者之间的关系。
（2）视频：播放实验操作视频，帮助学生更好地理解实验过程和观察安培力的现象。
（3）在线工具：利用在线工具，如物理模拟软件，让学生模拟和观察安培力的产生和作用效果。
（4）实物模型：准备磁场、电流和安培力的实物模型，让学生更直观地理解三者之间的关系。
五、教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
二、核心素养目标
本节课的核心素养目标主要包括物理观念、科学思维、实验探究和科学态度四个方面。首先，通过学习磁场对通电导线的作用，学生将建立正确的物理观念，理解安培力的产生原因和作用效果。其次，学生需要运用科学思维，分析安培力的方向和大小，以及与电流、磁场之间的关系。在此基础上，学生将进行实验探究，观察安培力的现象，验证理论知识，培养实验操作能力和问题解决能力。最后，通过学习本节课内容，学生将培养积极的科学态度，激发对物理学科的兴趣和好奇心，增强对科学知识的认同感和责任感。
磁场期末复习课件
磁场对磁体或电流的作用表现为吸引或排挤，这是磁场最基本的物理效应。此外 ，磁场还对一些物质产生磁化作用，使其具有磁性。在现代科技中，磁场的应用 非常广泛，如电磁铁、发电机、电动机等。
02
磁场中的物质
磁化现象
磁化现象
磁化是指铁磁性物质在磁场中被 极化的过程，表现为物质具有磁
性。
磁化机制
磁化现象的产生是由于物质内部微 观粒子的磁矩在磁场作用下产生排 列和取向，形成宏观的磁性。
磁场能量的表现情势
磁场中的能量可以表现为磁场能、电能、机械能等多种情势。这些情势 的能量可以相互转化，但总能量保持不变。
03
能量守恒在磁场中的应用
在磁场中，各种电磁现象都遵循能量守恒定律。例如，当导线在磁场中
运动时，会产生感应电流，同时导线也会受到安培力的作用，这个过程
中电能和机械能相互转化。
磁场中的动量守恒
05
磁场与运动电荷的关系
洛伦兹力
总结词
洛伦兹力是运动电荷在磁场中所受的力 ，其方向垂直于电荷运动方向和磁场方 向。
VS
详细描述
洛伦兹力的大小与电荷的运动速度、电荷 量及磁感应强度有关，其计算公式为$F = qvBsintheta$，其中$q$为电荷量， $v$为运动速度，$B$为磁感应强度， $theta$为速度与磁场方向的夹角。
磁场的性质
总结词
磁场的性质主要表现为对处于其中的磁体或电流产生力的作用，同时表现出磁 偏角的特性。
详细描述
磁场具有方向性和强度，其方向与磁力线的方向一致，而强度则用磁感应强度 来表示。此外，磁场还具有穿透性和封闭性，能够穿透某些物质并在空间中形 成闭合的磁力线。
磁场的作用
总结词
磁场的作用主要体现在对磁体或电流的磁力作用上，同时也对一些物质产生磁化 作用。
《磁场期末复习》PPT课件
3、磁流体发电机 例６、如图所示、连接平行金属板P1和P2的部分导线CD 和另一连接电池的回路的一部分导线GH靠近且平行，金 属板置于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当一束 等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带 负电的粒子，而整体电性呈现中性），沿平行于金属板 方向射入两金属板之间时，CD受力情况是 AC Ａ 等离子体从右方且垂直于磁场方 向射入时，ＣＤ受力方向背离ＧＨ Ｂ 等离子体从右方且垂直于磁场方 向射入时，ＣＤ受力方向指向ＧＨ Ｃ 等离子体从左方且垂直于磁场方 向射入时，ＣＤ受力方向指向ＧＨ Ｄ 等离子体从左方且垂直于磁场方 向射入时，ＣＤ受力方向背离ＧＨ
几种磁场的磁感线：
安培定则（右手螺旋定则）：对直 导线，四指指磁感线方向；对环行 电流，大拇指指中心轴线上的磁感 线方向；对长直螺线管大拇指指螺 线管内部的磁感线方向。
㈡、导轨问题 例3、如图，电源电动势2V，内阻0.5Ω，竖直导轨 电阻可忽略。金属棒的质量0.1Kg，电阻0.5Ω，它 与导轨间的动磨擦因数0.4，有效长度为0.2m，靠 在导轨的外面。为使金属棒不滑动，我们加一与纸 面夹角成37°且向外的磁场，问： (1)此磁场是斜向上还是斜向下？ (2)B 的范围是多少？
三、例题
如图所示，一束电子以速度v0垂直界面射入磁感强 度为B、宽度为d的匀强磁场中 ．穿过磁场后的速 度方向与电子射入磁场时的速度方向夹角为30°， 则电子的质量为多大？穿过磁场所需时间为多少？
三、例题 例２、如图，在真空中，匀强电场的方向竖直向下， 匀强磁场的方向指向纸内。三个油滴ABC带有等量同 种电荷，在复合场中，A静止、B向右匀速运动、C向 左匀速运动，则三个油滴质量关系是：（ B ） A、mA＞mB＞mC B、mC＞mA＞mB C、mB＞mA＞mC D、mA=mB=mC 例３、如图，某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸 面向里的匀强磁场。已知一离子在电场力和磁场力作用 下，从静止开始沿曲线acb运动，到达b点时速度为零， c点为运动的最低点，则： BC A 离子必带负电 B a、b两点位于同一高度 C 离子在c点速度最大 D 离子到达b点后将沿原曲线返回a点
磁场总复习课件
2. 拉力的大小
3.拉力做的功
×××
（2）在有界磁场中的运动
模型2 粒子m、+q, 以V 垂直磁场射入宽度 为L的有界匀强磁 场,从另一侧穿出， 磁感强度为B，怎 样求粒子 1.速度偏转角. 2.通过磁场的时间.
××× ××× ××× ××× ×××
× ×v ×
×××
L
模型3 粒子m、+q, 以V沿
半径垂直磁场射入
半径为r的匀强磁 场B，怎样求粒子
4.根据几何关系，找R.T..t.d的关系.
3．处理带电粒子在电场和磁场 中运动问题的方法．
（1）带电粒子在匀强电场和匀 强磁场共存区域内运动时，往往 既要受到电场力作用，又要受到 洛仑兹力作用．这两个力的特点 是，电场力是恒力，而洛仑兹力 的大小、方向随速度变化．
1）若二力平衡，则粒子做匀速直 线运动．
（2）决定式：通电直导线电流周 围的磁场。
B=kI / r（L>>r）
3、磁通量（φ）
它表示在磁场中穿过某一面的磁感 线条数的多少． 磁通量是标量． （1）计算式为 φ=B·S┻．(B⊥S)
当B不⊥S时：
=BS ⊥ =BScos S⊥ B， =BS S∥B， =0 单位：Wb
1Wb=1T·m2
f洛=BqV
匀速圆周运动
4）V与B成θ角：（0＜θ＜90°
f洛=BqV⊥ 等距螺旋运动
模型1 已知匀强磁场B，粒子m、q， 速度v,v⊥B，求圆周运动R,T
· ·
·m ·v ·+q·
·B· ··
··R=mv/qB
· · · ·
··f o··f ·· ··
· ··f ·
· · · ·
··T=2m/qB ··T与R、v无关
3磁场1-3节知识点与习题(有答案)
第三章磁场一、磁现象1、磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质（吸铁性）2、磁体：定义：具有磁性的物质分类：永磁体分为天然磁体、人造磁体3、磁极：定义：磁体上磁性最强的部分叫磁极。
（磁体两端最强中间最弱）水平面自由转动的磁体，指南的磁极叫南极（S），指北的磁极叫北极（N）作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
说明：最早的指南针叫司南。
一个永磁体分成多部分后，每一部分存在两个磁极。
如图所示，当弹簧测力计吊着一磁体，沿水平方向从水平放置的条形磁铁的A端一到B 端的过程中，能表示弹簧测力计示数与水平位置关系的是图中的〔〕——条形磁铁的两端磁性最强，中间最弱；再者同名磁极相排斥，异名磁极相吸引，所以由A到B的过程中，弹簧测力计示数逐渐变大。
选D有两根外形完全相同的钢棒，一根有磁性，另一根没有磁性，要确定哪根钢棒有磁性，某同学用一根钢棒的一端去接触另一根钢棒的中间部分，如图所示，若两根棒互相吸引，可以决定_________钢棒有磁性，若两根钢棒互相不吸引，可以断定_________钢棒有磁性。
——乙；甲. 因为条形磁铁的两端磁性最强，中间最弱。
有两个完全相同的磁铁，在不同的磁极上吸引两只铁钉，如图所示．如果将两磁铁靠近，直至两个磁极相接触，会有什么现象发生？设法做一下这个实验，并分析产生有关现象的原因．当两磁铁靠近时，两个铁钉相吸引，因为两个铁钉都被磁化，下端为异名磁极，因此相吸引；当两个磁极相接时，两只铁钉会在重力作用下落下，因这时相接处相当于一条形磁铁中央处，磁性很弱．4、磁化：①定义：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。
②钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。
钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。
所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁5、物体是否具有磁性的判断方法：①根据磁体的吸铁性判断。
高中物理 第三章磁场复习提纲(高二)
点囤市安抚阳光实验学校高二复习提纲之第三章 磁场1、磁体能够吸引铁、钴、镍铁质物质。
磁体上磁性最强的区域叫做磁极，每个磁体都有两个磁极N 极和S 极。
N 极：能够自由转动的磁体悬吊静止时，指北的磁极叫N 极。
S 极：能够自由转动的磁体悬吊静止时，指南的磁极叫S 极。
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
2、磁场（1）存在：磁场是存在于磁体或通电导线周围空间的一种物质。
（2）性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用。
（3）磁场的方向：小磁针北极的受力方向小磁针静止时北极所指的方向磁感线的切线方向（4）磁感强度（B 矢量）：磁感强度是描述磁场性质（强弱,方向）的物理量。
大小：ILFB = （电流的方向必须与磁感线方向垂直）方向：就是磁场的方向单位：特斯拉，简称特；符号：T 。
mA NT ⋅=11磁感强度是由磁场本身决的，与电流无关，当电流方向与磁感线方向平行时，受力为零，但磁感强度不为零。
（5）磁感线：为了形象的描述磁场而人为的在磁场中画磁感线。
磁感线的性质：1、磁感线上每一点的切线都与该点的磁场方向一致。
2、在磁体的外部，磁感线从N 极到S 极在磁体的内部，磁感线从S 极到N 极（磁感线是闭合的）3、磁感线不能相交。
4、磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱。
（6）磁通量：（Φ，标量）意义：垂直穿过某平面的磁感线的条数。
大小：⊥=ΦBS （⊥S 是平面与磁感线垂直的投影面面积） 单位：韦伯，简称韦；符号Wb 。
2m 1T 1Wb ⋅=磁通量是标量，没有方向，但有正负。
从某一面穿入为正则从该面穿出为负。
由⊥Φ=S B ，磁感强度于穿过单位面积的磁通量，所以B 也叫磁通密度。
3、地磁场（1）地球是一个巨大的磁体，地球周围空间存在着地磁场。
（正是因为有地磁场，小磁针才能指明南北方向，即是指南针，N 极指北，S 极指南） （2）地磁的南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。
（存在磁偏角，沈括首个描述）（3）地球上的地磁场方向：南极正上方——竖直向上；北极正上方——竖直向下赤道正上方——水平向北；北半球——北下方；南半球——北上方4、电流的磁效：电流能产生磁场。
专题03 磁场 高二物理下学期期末考点(人教版2019)
【特别提示】沿半径方向射入
圆形磁场的粒子，出射时也沿
半径方向，如图3所示。
高二物理期末考点大串讲
期末复习，总结方法
12
考点2 带电粒子在匀强磁场中的运动
（3）磁聚焦与磁发散
• 磁聚焦：带电粒子平行射入圆形有界匀 • 磁发散：带电粒子从圆形有界匀强磁场
强磁场，如果轨迹半径与磁场半径相等， 边界上同一点射入，如果轨迹半径与磁
（1）放缩圆
粒子速度方向一定，
速度大小不同
高二物理期末考点大串讲
（2）旋转圆
粒子的速度大小一定，
轨迹半径一定，速度方
向不同
（3）平移圆
粒子的速度大小、方
向均一定，从同一直
线边界进入匀强磁场
的入射点位置不同
期末复习，总结方法
15
考点2 带电粒子在匀强磁场中的运动
4.多解问题
带电性不确定
磁场方向不确定
α
αm
T＝ 。
2
s
方法二：由对应的弧长s求：t＝ 。
高二物理期末考点大串讲
期末复习，总结方法
10
考点2 带电粒子在匀强磁场中的运动
2．带电粒子在有界匀强磁场中运动时轨迹圆的几个基本特点
（1）粒子从同一直线边界射入磁场和射出磁场时，出射角等于入射角。（如图1
所示，θ1＝θ2＝θ3）并且粒子经过磁场时速度方向的偏转角等于其轨迹的圆心角。
1．磁场的产生与叠加
高二物理期末考点大串讲
期末复习，总结方法
5
考点1 磁场的性质及磁场对电流的作用
2．地磁场的主要特点
（1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，磁感线分布如图所示。
磁场专题复习PPT课件
• ③方向：左手定则：是磁感线的切线方向；是小磁针 N极受力方向；是小磁针静止时N极的指向．不是导线 受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向．
• ④磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流 或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或 磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足 矢量运算法则.
• 1）带电粒子进入匀强磁场时速度的大小； • 2）带电粒子从射入匀强磁场到射出匀强电场所用
的时间； • 3）匀强电场的场强大小.
• 25、质量为0.1g的小环带5×10-4C电荷量 的负电荷，套在一根足够长的绝缘杆上， 置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直 于纸面向里与绝缘杆垂直如图所示，杆与 水平方向成370角，环与杆间的动摩擦因素 为μ=0.40，求小环由静止开始下滑的最大 加速度和最大速度。（磁场范围足够大， g=10m/s2）
磁场对运动电荷的作用力
已知导线L⊥B,单位体积内自由电子数n,电子 的电荷量为q,定向运动速率为v,磁感强度为B. 试证明磁场对运动电荷的作用力为:
F =qvB
洛仑兹力的大小和方向
LI
B v
F=0
v
-
F=qvB
B
v
B
-
F=qvBsin
1.洛仑兹力的大小:F=qvB⊥= qvB sin
v⊥B→ F=qvB v∥B→F=0 2.洛仑兹力的方向:左手定则 F⊥v ,F⊥B(F垂直于B、v所决定的平面)
• 26、如图所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、 电的荷电量 场加q=速+1后.0，×水10平-5C进，入从两静平止行开金始属经板电间压的为偏U1转=1电00场V 中，微粒射出电场时的偏转角θ=30º，并接着进入一 个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区 域。已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距
第三章 磁场的知识点归纳
第三章磁场的知识点归纳一、磁场的基本概念1、磁场：磁体或电流周围存在的一种特殊物质，能够对放入其中的磁体或电流产生力的作用。
2、磁感线：为了形象地描述磁场而引入的假想曲线，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
3、磁感应强度：描述磁场强弱和方向的物理量，用符号“B”表示。
定义为在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受安培力 F 与电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值，即 B ＝ F ／（IL)。
二、常见磁体的磁场1、条形磁铁：其外部磁场从 N 极出发，回到 S 极，内部则是从 S 极到 N 极，形成闭合曲线。
2、蹄形磁铁：磁场分布与条形磁铁类似，但形状有所不同。
3、地磁场：地球本身是一个大磁体，地磁的 N 极在地理的南极附近，地磁的 S 极在地理的北极附近。
三、电流的磁场1、奥斯特实验：表明通电导线周围存在磁场，这是电流磁效应的发现。
2、安培定则（右手螺旋定则）：用于判断直线电流、环形电流和通电螺线管产生的磁场方向。
直线电流：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向与电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
环形电流：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。
通电螺线管：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，那么大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。
四、磁场对电流的作用1、安培力：通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
其大小 F ＝BILsinθ，其中θ为电流方向与磁场方向的夹角。
当θ ＝ 90°时，安培力最大，F ＝ BIL；当θ ＝ 0°时，安培力为零。
2、安培力的方向：由左手定则判断。
伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大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。
第三章磁场的单元复习
第三章磁场的单元复习一、磁场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：特斯拉(T)．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＝(3)单位：1 Wb＝1_T·m2.二、几种常见的磁感线分布(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感应强度方向一致．Array(2)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布2．几种电流的磁场分布三.安培力1．安培力的大小F=(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 决定的平面． 四．洛伦兹力：磁场对 的作用力叫洛伦兹力． 1. 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 ＝ . 2．洛伦兹力的方向 (1)判定方法左手定则：掌心——磁感线垂直穿入掌心；四指——指向 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)． 3．带电粒子在磁场中的运动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，以入射速度v 垂直于磁感线进入做 运动． 推导： ，半径R= ,周期T= ,求时间t= 1.质谱仪(1)构造：如图甲所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成．(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式 . 粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式 .由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷． r ＝1B 2mU q ，m ＝qr 2B 22U ，q m ＝2U B 2r 2. 1.质谱仪(1)构造：如图甲所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成．(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式qU ＝12m v 2.粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式q v B ＝m v 2r 由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷．r ＝1B 2mU q ，m ＝qr 2B 22U ，q m ＝2U B 2r 2.2．回旋加速器(1)构造：如图乙所示，D 1、D 2是半圆金属盒，D 形盒的缝隙处接交流电源．D 形盒处于匀强磁场中．\(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期 ，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D 形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速．由q v B ＝m v 2R ，得E km ＝q 2B 2R 22m，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度和D 形盒半径决定，与加速电压无关．图甲 图乙例1. 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向例2．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 点的实际磁感应强度为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 ，方向斜向上，与B 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 点相同例3.如图所示，矩形线圈有N匝，面积大小为S，放在水平面内，加一个竖直向下的范围较大的匀强磁场，磁感应强度为B，则穿过平面的磁通量是多少？若使线圈绕ab边转过60°，则穿过线圈平面的磁通量是多少？若线圈绕ab边转过180°，则穿过线圈的磁通量改变了多少？ＢＣＡＤE 第1题F GH例4． 如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S 极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是 （ ）A ． 向右飞行的正离子B ． 向左飞行的正离子C ． 向右飞行的负离子 D. 向左飞行的负离子例5、初速度为V 0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则（ ） A.电子将向右偏转，速率不变 B.电子将向左偏转，速率改变 C.电子将向左偏转，速率不变 D.电子将向右偏转，速率改变例5．(2011·课标全国卷，18)电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I 从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I 成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是( )． A ．只将轨道长度L 变为原来的2倍 B ．只将电流I 增加至原来的2倍 C ．只将弹体质量减至原来的一半D ．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L 变为原来的2倍，其他量不变例6.条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，如图所示，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止.下列结论正确的是 （ ）A ．通电后磁铁对水平面的压力比通电前相同 B.磁铁对水平面的压力增大C.磁铁对水平面施加向左的静摩擦力D.磁铁所受的合外力增加第4题第8题左 右 V 0第6 练习1．(单选)(2010·上海单科，13)如图，长为2l 的直导线折成边长相等，夹角为60°的V 形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B .当在该导线中通以电流强度为I 的电流时，该V 形通电导线受到的安培力大小为( )． A ．0 B ．0.5BIl C ．BIl D ．2BIl2.(2011·大纲全国·15)如图3所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I 1和I 2，且I 1>I 2；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3.如图所示，水平放置的两根平行金属导轨相距O.2m ，上面有一质量为O.04kg 的均匀金属棒ab ，电源电动势为6V 、内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，要在金属棒所在位置施加一个磁感应强度大小为________T ，方向________的匀强磁场，才能使金属棒ab 对轨道的压力恰好为零.(g=1Om ／s 2)4.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L ，质量为m 的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是 （ ） A.B=mgtanθ/IL ，方向垂直斜面向下 B.B=mgtanθ／IL ，方向竖直向下 C.B=mg ／IL ，方向水平向左 D .B=mgcosθ/IL ，方向水平向右5、带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a 和b 是轨迹上的两点，匀强磁场B 垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是 ( )A ．粒子先经过a 点，再经过b 点B ．粒子先经过b 点，再经过a 点C ．粒子带负电D ．粒子带正电6．(2011·浙江卷，20)利用如图8－2－15所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN 上方是磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d 和d 的缝，两缝近端相距为L .一群质量为m 、电荷量为q ，具有不同速度的粒子从宽度为2d 的缝垂直于板MN 进入磁场，对于能够从宽度为d 的缝射出的粒子，下列说法正确的是( )．第16题A ．粒子带正电B ．射出粒子的最大速度为qB (3d ＋L )2mC ．保持d 和L 不变，增大B ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D ．保持d 和B 不变，增大L ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大7.如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。
高中物理选修3-1第三章磁场知识点及经典例题
第三章磁场第1 节磁现象和磁场、磁现象磁性：能吸引铁质物体的性质叫磁性。
磁体：具有磁性的物体叫磁体磁极：磁体中磁性最强的区域叫磁极。
、磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引. （与电荷类比）三、磁场 1.磁体的周围有磁场2.奥斯特实验的启示：——电流能够产生磁场，运动电荷周围空间有磁场导线南北放置3.安培的研究：磁体能产生磁场，磁场对磁体有力的作用；电流能产生磁场，那么磁场对电流也应该有力的作用性质：①磁场对处于场中的磁体有力的作用。
②磁场对处于场中的电流有力的作用。
第2 节磁感应强度F 跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 、定义：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力的比值叫做磁感应强度．对磁感应强度的理解1．描述磁场的强弱2．公式B＝F/IL 是磁感应强度的定义式，是用比值定义的，磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，与F、I、L 均无关．3．单位：特，符号T 1T=1N/AM4.定义式B＝FIL 成立的条件是：通电导线必须垂直于磁场方向放置．因为磁场中某点通电导线受力的大小，除了与磁场强弱有关外，还与导线的方向有关．导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同．通电导线受力为零的地方，磁感应强度B 的大小不一定为零，这可能是电流方向与B 的方向在一条直线上的原因造成的．5．磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短，IL 称作“电流元”，相当于静电场中的试探电荷．6．通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向．7. 磁感应强度与电场强度的区别磁感应强度B 是描述磁场的性质的物理量，电场强度E 是描述电场的性质的物理量，它们都是矢量，现把它们的区别列表如下：磁感应强度是矢量，其方向为该处的磁场方向遵循平行四边形定则。
如果空间同时存在两个或两个以上的磁场时，某点的磁感应强度B 是各磁感应强度的矢量和．二、匀强磁场： 如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场．在 匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受的安培力F ＝ BIL.1）．公式 F ＝BLI 中 L 指的是“有效长度”．当 B 与 I 垂直时， F 最大， F ＝BLI ；当 B 与I 平行时， F ＝0.2）．弯曲导线的有效长度 L ，等于连接两端点直线的长度，如图 3－3－4；相应的电流沿 L 由始三、磁通量： 匀强磁场中，一个磁场方向垂直的平面，面积为 通量，简称磁通 BS 单位：韦伯 1Wb=1TM2第 3 节 几种常见的磁场、磁场的方向 物理学规定： 在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就 是该点的磁场方向。
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第三章磁场章末提高复习（二）第3节带电粒子在组合场中的运动考点一质谱仪与回旋加速器典例：某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图乙为俯视图。
回旋加速器的核心部分为两个D形盒，分别为D1、D2。
D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒底面垂直。
两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计。
D 形盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B。
若质子从粒子源O处进入加速电场的初速度不计，质子质量为m、电荷量为＋q。
加速器接入一定频率的高频交变电压，加速电压为U。
不考虑相对论效应和重力作用。
(1)求质子第一次经过狭缝被加速后进入D形盒时的速度大小v1和进入D形盒后运动的轨迹半径r1；(2)求质子被加速后获得的最大动能E km和高频交变电压的频率f；(3)若两D形盒狭缝之间距离为d，且d≪R，计算质子在电场中运动的总时间t1与在磁场中运动的总时间t2，并由此说明质子穿过电场的时间可以忽略不计的原因。
[延伸思考](1)质子在回旋加速器中运动时，随轨迹半径r的增大，同一D形盒中相邻轨迹的半径之差Δr如何变化？为什么？(2)若使用这台回旋加速器加速α粒子，需要如何改造？考点二 带电粒子在三类组合场中的运动类型(一) 先电场后磁场[例1] (2018·全国卷Ⅰ)如图，在y ＞0的区域存在方向沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小为E ；在y ＜0的区域存在方向垂直于xOy 平面向外的匀强磁场。
一个氕核11H 和一个氘核21H 先后从y 轴上y ＝h 点以相同的动能射出，速度方向沿x 轴正方向。
已知11H 进入磁场时，速度方向与x 轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O 处第一次射出磁场。
11H 的质量为m ，电荷量为q 。
不计重力。
求：(1)11H 第一次进入磁场的位置到原点O 的距离；(2)磁场的磁感应强度大小；(3)21H 第一次离开磁场的位置到原点O 的距离。
类型(二) 先磁场后电场[例2] 如图所示，真空中有一以O 点为圆心的圆形匀强磁场区域，半径为R ＝0.5 m ，磁场垂直纸面向里。
在y >R 的区域存在沿－y 方向的匀强电场，电场强度为E ＝1.0×105 V/m 。
在M 点有一正粒子以速率v ＝1.0×106 m/s 沿＋x 方向射入磁场，粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场，最终又从磁场离开。
已知粒子的比荷为q m＝1.0×107 C/kg ，粒子重力不计。
(1)求圆形磁场区域磁感应强度的大小；(2)求沿＋x 方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程。
类型(三) 先后多个电、磁场[例3] (2018·江苏高考)如图所示，真空中四个相同的矩形匀强磁场区域，高为4d ，宽为d ，中间两个磁场区域间隔为2d ，中轴线与磁场区域两侧相交于O 、O ′点，各区域磁感应强度大小相等。
某粒子质量为m 、电荷量为＋q ，从O 沿轴线射入磁场。
当入射速度为v 0时，粒子从O 上方d 2处射出磁场。
取sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。
(1)求磁感应强度大小B ；(2)入射速度为5v 0时，求粒子从O 运动到O ′的时间t ；(3)入射速度仍为5v 0，通过沿轴线OO ′平移中间两个磁场(磁场不重叠)，可使粒子从O 运动到O ′的时间增加Δt ，求Δt 的最大值。
考点三 带电粒子在交变电磁场中的运动[典例] 如图甲所示，虚线MN 的左侧空间中存在竖直向上的匀强电场(上、下及左侧无边界)。
一个质量为m 、电荷量为q 的带正电小球(视为质点)，以大小为v 0的水平初速度沿PQ 向右做直线运动。
若小球刚经过D 点时(t ＝0)，在电场所在空间叠加如图乙所示随时间周期性变化、垂直纸面向里的匀强磁场，使得小球再次通过D 点时的速度方向与PQ 连线成60°角。
已知D 、Q 间的距离为(3＋1)L ，t 0小于小球在磁场中做圆周运动的周期，重力加速度大小为g 。
(1)求电场强度E 的大小；(2)求t 0与t 1的比值； (3)小球过D 点后将做周期性运动，当小球运动的周期最大时，求此时磁感应强度的大小B 0及运动的最大周期T m 。
第4节带电粒子在叠加场中的运动考点一带电粒子在叠加场中运动的实例分析实例(一)速度选择器[例1](2018·北京高考)某空间存在匀强磁场和匀强电场。
一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动。
下列因素与完成上述两类运动无关的是()A．磁场和电场的方向B．磁场和电场的强弱C．粒子的电性和电量D．粒子入射时的速度实例(二)磁流体发电机[例2](多选)磁流体发电是一项新兴技术。
如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场，图中虚线框部分相当于发电机，把两个极板与用电器相连，则()A．用电器中的电流方向从B到AB．用电器中的电流方向从A到BC．若只增大带电粒子电荷量，发电机的电动势增大D．若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大实例(三)电磁流量计[例3]医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。
电磁血流计由一对电极a 和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。
使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。
由于血液中的正负离子随血液一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。
在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。
在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.040 T。
则血流速度的近似值和电极a、b的正负为()A．1.3 m/s，a正、b负B．2.7 m/s，a正、b负C．1.3 m/s，a负、b正D．2.7 m/s，a负、b正实例(四)霍尔元件[例4](多选)自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。
如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。
图乙为霍尔元件的工作原理图。
当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。
下列说法正确的是()A．根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高C．图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的D．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小考点二带电粒子在叠加场中的运动类型(一)电场与磁场共存[例1](多选)如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。
不计重力，则()A．若电子以和正离子相同的速率从右向左飞入，电子也沿直线运动B．若电子以和正离子相同的速率从右向左飞入，电子将向上偏转C．若电子以和正离子相同的速率从左向右飞入，电子将向下偏转D．若电子以和正离子相同的速率从左向右飞入，电子也沿直线运动类型(二)磁场与重力场共存例2如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。
质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。
现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则()A．经过最高点时，三个小球的速度相等B．经过最高点时，甲球的速度最小C．甲球的释放位置比乙球的高D．运动过程中三个小球的机械能均保持不变类型(三)电场、磁场与重力场共存例3如图所示，在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，足够长的斜面固定在水平面上，斜面倾角为45°。
有一带电的小球P静止于斜面顶端A处，且恰好对斜面无压力。
若将小球P(视为质点)以初速度v0水平向右抛出，一段时间后，小球落在斜面上的C点。
已知小球P的运动轨迹在同一竖直平面内，重力加速度为g，求：(1)小球P落到斜面上时速度方向与斜面的夹角θ及由A到C所需的时间t；(2)小球P从抛出到落到斜面的位移x的大小。
考点三 轨道约束情况下带电体在磁场中的运动1.(2018·安庆模拟)如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨道半径为R ，已知该电场的电场强度为E ，方向竖直向下；该磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，设重力加速度为g ，则( )A ．液滴带正电B ．液滴比荷q m ＝E gC ．液滴沿顺时针方向运动D ．液滴运动速度大小v ＝Rg BE2.(多选)如图所示，粗糙的足够长直绝缘杆上套有一带电小球，整个装置处在由水平向右匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场组成的足够大复合场中，小球由静止开始下滑，则下列说法正确的是( )A ．小球的加速度先增大后减小B ．小球的加速度一直减小C ．小球的速度先增大后减小D ．小球的速度一直增大，最后保持不变3.在光滑绝缘水平面上，一条绷紧的轻绳拉着一个带电小球绕轴O 在匀强磁场中作逆时针方向匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示。
若小球运动到A 点时，绳子忽然断开。
关于小球在绳断开后可能的运动情况，下列说法中正确的是 ( )A ．小球仍作逆时针匀速圆周运动，半径不变B ．小球作顺时针匀速圆周运动，半径不变C ．小球仍作逆时针匀速圆周运动，但半径减小D ．小球作顺时针匀速圆周运动，半径减小。