1、1.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3安培力、安培力的方向4匀强磁场中的安培力5洛伦兹力、洛伦兹力的方向6洛伦兹力公式7带电粒子在匀强磁场中的运动8质谱仪和回旋加速器1磁感应强度、磁感线、安培力、洛伦兹力的理解及安培定则和左手定则的运用，一般以选择题的形式出现2安培力的大小计算以及带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析与计算，一般以计算题的形式出现3有界磁场中的临界问题4带电粒子在匀强磁场中的多解问题5带电粒子在组合场和复合场中的运动来源:学科网一、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
2、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(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：BS公式的适用条件：匀强磁场；磁感线的方向与平面垂直，即BS；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
3、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)3电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则立体图横截面图来源:学科网ZXXK4.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
4、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、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，FBIL(2)磁场和电流平行时：F0.2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(2)安培力的方向特点：FB，FI，即F垂直于B和I决定的平面1奥斯特发现了电流可以产生磁场()2磁感线是客观存在的，磁感线上各点的切线方向表示该点的磁场方向()3通电导线
5、放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零()4磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致()5磁感线总是由N极出发指向S极()6在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大()7安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直()8安培力一定不做功()1(多选)(2015课标全国卷)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解析：指南针不可以仅具有一个磁极，故A错误；指南针能够
6、指向南北，说明地球具有磁场，故B正确；当附近的铁块磁化时，指南针的指向会受到附近铁块的干扰，故C正确；根据安培定则，在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时会产生磁场，指南针会偏转与导线垂直故D错误答案：BC2(2016银川模拟)在如图所示的电路中，A1A2和B1B2为两根平行放置的导体棒，S2为单刀双掷开关，下列操作中能使两根导体棒相互排斥的是()A闭合S1，S2接aB闭合S1，S2接bC断开S1，S2接aD断开S1，S2接b来源:Zxxk.Com解析：要使两根导体棒相互排斥，则要求流经A1A2和B1B2导体棒中的电流为反向电流闭合S1，S2接a时，A1A2和B1B2导体棒中的电
7、流均向下，选项A错误；闭合S1，S2接b时，A1A2和B1B2导体棒中的电流均为零，选项B错误；断开S1，S2接a时，A1A2中的电流向下，B1B2中的电流为零，选项C错误；断开S1，S2接b时，A1A2中的电流向下，B1B2中的电流向上，选项D正确答案：D3(2016咸阳模拟)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沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P，当P中通以方向向外的电流时()A导线框将向左摆动B导线框将向右摆动C从上往下看，导线
8、框将顺时针转动D从上往下看，导线框将逆时针转动解析：当P中通以方向向外的电流时，由安培定则可知长直导线P产生的磁场方向为逆时针方向由左手定则可判断出ab所受的安培力方向垂直纸面向外，cd所受的安培力方向垂直纸面向里，故从上往下看，导线框将逆时针转动，D正确答案：D4(2015重庆卷)音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机如图所示是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等某时刻线圈中
9、电流从P流向Q，大小为I.(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率解析：(1)线圈的右边受到磁场的安培力，共有n条边，故FnBILnBIL.由左手定则，电流向外，磁场向下，安培力水平向右(2)安培力的瞬时功率为PFvnBILv.答案：(1)nBIL，方向水平向右(2)nBIlv一、单项选择题1(2016日照模拟)如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是()Aa、b、c的N极都向纸里转Bb的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转Cb、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转D
10、b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转解析：由于圆环带负电荷，故当圆环沿顺时针方向转动时，等效电流的方向为逆时针，由安培定则可判断环内磁场方向垂直纸面向外，环外磁场方向垂直纸面向内，磁场中某点的磁场方向即是放在该点的小磁针静止时N极的指向，所以b的N极向纸外转，a、c的N极向纸里转来源:Z_xx_k.Com答案：B2(2015江苏卷)如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()解析：由题意知，当处于磁场中的导体受安培力作用的有效
11、长度越长，根据FBIL知受安培力越大，越容易失去平衡，由图知选项A中导体的有效长度最大，所以A正确答案：A3(2016张家口模拟)如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点以O为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流则过O点的通电直导线所受安培力的方向为()A沿y轴正方向 B沿y轴负方向C沿x轴正方向 D沿x轴负方向解析：由题图可知，过A点和B点的通电直导线对过O点的通电导线的安培力等大、反向，过C点的通电直导线对过O点的通电直导线的安培力即为其总的安培力，沿OC连线向
12、上，故A项正确答案：A4将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一块条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看()A圆环顺时针转动，靠近磁铁B圆环顺时针转动，远离磁铁C圆环逆时针转动，靠近磁铁D圆环逆时针转动，远离磁铁解析：该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针，N极在内，S极在外，根据同极相互排斥，异极相互吸引，可得C项正确答案：C5(2016衡水模拟)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
13、猜想，可能正确的是()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正确答案：C6(2016德州模拟)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()A3I B2IC.I DI解析：如图所示，设地磁场的磁感
14、应强度为B0，电流为I的导线产生的磁场的磁感应强度为B1，因为小磁针偏转了30，则有tan 30；设电流为I的直导线产生的磁场的磁感应强度为B2，小磁针偏转了60时，则有tan 60；联立解得B23B1；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，I3I，选项A正确答案：A二、多项选择题7(2014浙江卷)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒从t0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图甲中I所示方向为电流正方向则金属棒()A一直向右移动B速度随时间周期性变化C受到的
15、安培力随时间周期性变化D受到的安培力在一个周期内做正功解析：根据左手定则知金属棒在0内所受安培力向右，大小恒定，故金属棒向右做匀加速运动，在T内金属棒所受安培力与前半个周期大小相等、方向相反，金属棒向右做匀减速运动，一个周期结束时金属棒速度恰好为零，以后始终向右重复上述运动，选项A、B、C正确；在0时间内，安培力方向与运动方向相同，安培力做正功，在T时间内，安培力方向与运动方向相反，安培力做负功，在一个周期内，安培力所做的总功为零，选项D错误答案：ABC8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角，则
16、导体棒受到的()A安培力大小为BILB安培力大小为BILsin C摩擦力大小为BILsin D支持力大小为mgBILcos 解析：根据安培力计算公式，FBIL，A正确，B错误；导体棒受力如图所示，根据平衡条件，FfBILsin ，C正确；FNmgBILcos ，D错误答案：AC9(2016潍坊模拟)光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L20 cm的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m60 g、电阻R1 、长为L的导体棒ab，用长也为L的绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B0.5 T，当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆
17、到最大高度时，细线与竖直方向成53角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，sin 530.8，g10 m/s2，则()A磁场方向一定竖直向下B电源电动势E3.0 VC导体棒在摆动过程中所受安培力F3 ND导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J解析：导体棒向右沿圆弧摆动，说明受到向右的安培力，由左手定则知该磁场方向一定竖直向下，A对；导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功，由动能定理知BILLsin mgL(1cos )0，代入数值得导体棒中的电流I3 A，由EIR得电源电动势E3.0 V，B对；由FBIL得导体棒在摆动过程中所受安培力F0.3 N，C错；
18、由能量守恒定律知电源提供的电能W等于电路中产生的焦耳热Q和导体棒重力势能的增加量E的和，即WQE，而EmgL(1cos )0.048 J，D错答案：AB三、非选择题10(2016衡阳模拟)载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B，式中常量k0，I为电流强度，r为距导线的距离在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0.当MN通以强度为I1的电流时，两细线内的张力均减小为T1，当MN内电流强度为I2时，两细线内的张力均大于T0.(1)分别指出强度为I1、I2的电流的方向；(2)求M
19、N分别通以强度为I1和I2的电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比解析：(1)根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，且距离导线越近，相互作用力越大，可知，I1的方向向左，I2的方向向右(2)当MN中的电流强度为I时，线圈受到的安培力大小为FkIiL，式中r1、r2分别为ab、cd与MN的间距，i为线圈中的电流，L为ab、cd的长度.答案：(1)I1的方向向左，I2的方向向右(2)11(2016安阳模拟)如图所示，在倾角为30的斜面上，固定一宽L0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E12 V，内阻r1 ，一质量m20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好整个装置处于磁感应强度B0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)金属导轨是光滑的，取g10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力的大小；(2)通过金属棒的电流的大小；(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值解析：(1)金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示F安mgsin 30，代入数据得F安0.1 N.(2)由F安BIL，得I0.5 A.(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R0，根据闭合电路欧姆定律得EI(R0r)，解得R0r23 .答案：(1)0.1 N(2)0.5 A(3)23