课件28张PPT。第三章 磁 场第一节 磁现象和磁场第三章 磁 场学习目标
1.了解磁现象，知道磁体、磁极、磁性等概念．
2．知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质．
3．了解电流的磁效应，体会奥斯特发现电流磁效应的重要意义．
4．知道地磁场的特点，了解地磁场的变化以及对人类生活的影响．第三章 磁 场一、磁现象
1．磁性、磁体、磁极磁性最强2.同名磁极相互__________，异名磁极相互_________．
3．对于磁现象的应用，________是我国古代四大发明之一.
[想一想] 1.用一个大头针分别靠近条形磁铁的两端和中部，大头针受到的引力相同吗？
提示：两端对大头针的引力较大,中部对大头针的引力较小.排斥吸引指南针二、电流的磁效应
1．奥斯特实验
将导线沿___________方向放置在指南针的上方，通电时磁针发生了转动．
2．奥斯特实验发现了___________的磁效应，首次揭示了电与磁的联系．
三、磁场
1．磁体、通电导体周围都存在着磁场．
2．磁体与___________之间，磁体与___________之间，通电导体与___________之间的相互作用，都是通过___________发生作用的．磁场是物质存在的一种特殊形式．南北电流磁体通电导体通电导体磁场[判一判] 2.(1)磁场看不见,摸不着,因此磁场是人们假想的,实际并不存在．( )
(2)磁极与磁极之间的作用是通过磁场发生的，通电导线与通电导线之间的作用是通过电场发生的．( )
提示：(1)× (2)×四、地球的磁场
1．地磁场
地球由于本身具有磁性而在其周围空间形成的磁场．地球的磁场很弱，很小的磁针才能显示出地磁场的存在，指南针正是利用这一原理制成的．2．地磁两极和地理两极的关系
地磁南极(S极)在地理___________附近，地磁北极(N极)在地理___________附近，二者并不___________．
3．磁偏角
地磁轴和地球自转轴两者的夹角，大约为11°，这个夹角叫___________．
[想一想] 3.在做奥斯特实验时，通电导线为什么要南北放置效果最明显？
提示：磁场是有方向的，在做奥斯特实验时,为排除地球磁场的影响，小磁针应南北放置，通电导线也应南北放置．北极南极重合磁偏角1．磁场的产生
磁体、电流和运动电荷周围都存在磁场．
2．磁场的客观性
磁场是磁体和电流周围存在的一种特殊物质，它不是由分子或原子组成的，虽然看不见、摸不着，但它能够对放入其中的磁极、电流产生力的作用，它是客观存在的．对磁场的理解3．磁场的基本性质
对放入其中的磁极或电流有力的作用．
4．磁场的方向性
磁场的方向是自由小磁针静止时，N极的指向(或小磁针N极的受力方向)．
特别提醒：磁场是物质的另一种存在形态，和实物一样，也是一种客观存在物，具有质量、能量、动量等物质的基本属性. (2014·遵义高二检测)下列关于磁场的说法中，正确的是( )
A．只有磁铁周围才存在磁场
B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的
C．磁场只有在磁极与磁极、磁极和通电导线发生作用时才产生
D．磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的
[解析] 磁铁和电流周围都有磁场，A错误；磁场是一种客观存在的物质，B、C错误；磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用
的，D正确．故选D.D“场”和实物都是物质存在的形式，磁场的性质通过磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的相互作用力表现出来.1．下列说法中正确的是( )
A．电荷周围没有磁场
B．电荷的周围一定有电场和磁场
C．磁铁周围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
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，选项A、B、C错误．电流能产生磁场就是电和磁有联系的证明，故选D.D1．电流对小磁针的作用
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，导线通电后，其下方与导线平行的小磁针发生偏转,N极转向磁场方向,如图甲所示.电流的磁效应甲2．磁铁对通电导线的作用
如图乙所示，磁铁会对通电导体棒产生力的作用，使导体棒偏离原位置．3．电流和电流间的相互作用
如图丙所示，互相平行的两条导线，当通以同向电流时，两导线相互吸引，当通以反向电流时，两导线相互排斥．
特别提醒：无论是磁极与磁极之间，电流与磁极之间还是电流与电流之间的作用，都是通过磁场相互作用的． 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．电流沿南北方向放置在磁针的正上方
D．电流沿东西方向放置在磁针的正上方
[思路探究] 在做奥斯特实验时,为什么会考虑导线的放置方向?
[解析] 在做“奥斯特实验”时，为减弱地球磁场的影响，导线应南北放置在小磁针的正上方或正下方,这样电流产生的磁场为
东西方向，会使小磁针有明显的偏转．若导线东西放置,电流所
产生的磁场为南北方向，小磁针有可能不发生偏转，故A、B、D错，C正确．C小磁针静止时指向南北，说明它受到的地磁场的作用力为南北方向．若要使小磁针有明显的偏转，就需要有东西方向的力作用在小磁针上．这可由电流沿南北方向放置在小磁针的正上方或正下方来实现．2．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
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.C1．地磁场特点：地磁场的方向并不是正南正北方向的，即地磁两极与地理两极并不重合．地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近．
2．虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大．因此，一般我们认为：
(1)地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下．
(2)在赤道正上方，地磁场方向水平向北．
(3)在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方．对地磁场的认识3．影响：由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的高速带电粒子，其运动方向会发生变化，不能直接到达地球．因此地磁场对地球生命有保护作用． (2014·河北衡水中学高二检测)下列说法正确的是( )
A．地球是一个巨大的磁体，其N极在地球南极附近，S极在地球北极附近
B．地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下
C．地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合，其间有一个夹角，这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的
D．在地球表面各点磁场强弱相同
[解析] 地磁场类似于条形磁铁的磁场，所以在地球表面赤道上的磁场最弱，选项D不正确．在地球上不同位置，磁偏角的数值是不同的，因此C不正确．故选A、B.AB地磁场的分布与条形磁体周围的磁场分布情况相似，两极磁性最强，中间磁性最弱．
3．关于地磁场，下列叙述正确的是( )
A．地球的地磁两极和地理两极重合
B．我们用指南针确定方向，指南的一极是指南针的北极
C．地磁的北极与地理的南极重合
D．地磁的北极在地理的南极附近
解析：地球是一个大磁体，地球的地磁两极与地理两极并不重合．因此A、C错误．因为地磁北极在地理南极附近，因此,指南针指南的一极应是指南针的南极.故B错误、D正确.故选D.D易错辨析——对地磁场认识不清而出错
[范例] 地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针,小磁针的S极指向地磁场的南极；②地磁场的N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．①②④ B．②③④
C．①⑤ D．②③D[错因分析] ①对地磁场的磁感线分布不清楚，②对地磁场在地面附近的水平分量和竖直分量认识不清．
[解析] 地球的磁场与条形磁铁的磁场相似,主要有三个特点:
(1)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示．
(2)地磁场B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，磁感应强度相等，且方向水平向
北．故正确答案为D.[真知灼见] 认识地磁场、掌握地磁场的特点是解答好该类题的关键，部分题目还需考虑磁偏角.课件43张PPT。第三节 几种常见的磁场第三章 磁 场学习目标
1.知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说．
2．知道磁感线的定义及几种常见磁场的磁感线分布，并会用安培定则判断磁场方向．
3．知道匀强磁场和磁通量的概念，并会计算磁通量．第三章 磁 场一、磁感线
1．定义：在磁场中画出的一些有方向的曲线，使这些曲线上每一点的切线方向都跟这点的_____________的方向一致，这样的曲线就叫磁感线．
2．特点
(1)每一点的切线方向就是该点的___________方向．
(2)疏密表示磁场的强弱，磁感线______的地方磁场强，反之磁场弱．
(3)任何两磁感线不相交、不相切、不中断．
(4)任何一条磁感线均为闭合曲线，在磁体外部由________，在磁体内部由___________.
(5)磁感线是一种理想化模型，实际并不存在．磁感应强度磁场密N→SS→N[判一判] 1.(1)没有磁感线的地方，磁感应强度一定为零．
( )
(2)磁感线总是从N极发出，到S极终止的曲线．( )
(3)沿着磁感线的方向磁感应强度越来越小．( )
提示：(1)× (2)× (3)×
磁感线是用来形象描述磁场强弱和方向的假想曲线．磁感线的疏密程度表示磁场的强弱．磁场强的地方，磁感线较密；磁场弱的地方，磁感线较疏．故(1)错，(3)错；磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N→S，在磁体内部由S→N.故(2)错．二、几种常见的磁场
1．直线电流的磁场
直线电流的磁场方向可以用___________来表示：右手握住导线，让伸直的___________所指的方向与___________一致，
弯曲的四指所指的方向就是_________________．这个规律也叫___________________．安培定则拇指电流方向磁感线环绕的方向右手螺旋定则2．环形电流的磁场
环形电流的磁场可用另一种形式的安培定则表示：让右手弯
曲的四指与___________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．环形电流3．通电螺线管的磁场
右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与电流方向一致,拇指所指的方向就是螺线管___________磁感线的方向或拇指指向螺线管的N极(如图所示)．内部[想一想] 2.如图所示，把小磁针放入螺线管内部，小磁针的N极指向螺线管的哪端？
提示：指向左端．螺线管内部的磁感应强度方向从右端指向左端，又小磁针N极的指向与磁感应强度方向一致．三、安培分子电流假说
1．内容：安培认为：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__________，它的两侧相当于两个_________． (如图所示)
2．对磁现象的解释
(1)磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向___________，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性；当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得___________，两端对外界显示较强的磁作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了．磁体磁极杂乱无章大致相同(2)磁体的消磁：磁体受到高温或猛烈敲击时，即在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流取向又变得___________，磁体磁性消失．
[想一想] 3.分子电流假说揭示了磁现象的本质是什么？
提示：分子电流假说揭示了电和磁的本质联系，指出了磁性的起源：一切磁现象都是由运动的电荷产生的.杂乱无章四、匀强磁场
1．定义：磁感应强度的___________处处相同的磁场．
2．磁感线的特点：间隔相同的___________．
五、磁通量
1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向___________的平面S，B和S的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通．
2．公式：Φ＝___________.强弱、方向平行直线垂直BS3．单位：1 Wb＝1 T·m2.
[想一想] 4.在匀强磁场中放一面积为S的线框，怎样放置能使穿过线框的磁通量最大？
提示：垂直磁场方向放置时,穿过线框的磁感线的条数最多.磁通量最大.磁通密度磁感线与电场线的比较闭合曲线不闭合，起始于正电荷或无限远，终止于负电荷或无限远为形象描述场而引入的假想线，
实际不存在场的强弱场的方向不能相交(电场中无电荷空间不相交)特别提醒：在没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在.
下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是( )
A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线
B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的
C．电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线
D．电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场也越强CD[解析] 电场线与磁感线分别是为了形象描述电场、磁场而引入的假想线，实际不存在，A错误．两种场线的切线方向均表示相应的场方向，两种场线都不会相交，B错误．电场线起始于正电荷、终止于负电荷，而磁感线在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，组成闭合曲线，C正确．电场线越密，表示该处电场越强；磁感线越密，表示该处磁场越强，D正确．故选C、D.1．磁场中某区域的磁感线分布如图所示，则( )
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba>Bb
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零B解析：由题图可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，所以Ba几种常见的磁场磁感线的分布特点2．三种常见的电流的磁场
以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极特别提醒：(1)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．
(2)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． 在下图中,分别给出了其中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向,请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向.
[思路探究] 如何判定电流的磁场？[解析] 根据安培定则，各图中电流方向和磁感线方向判定如图所示．
[答案] 见解析图在通电螺线管内部，磁感线由S极到N极；在外部，磁感线由N极到S极．
2．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：1．磁通量的计算
(1)公式：Φ＝BS.
(2)公式的适用条件
①匀强磁场；
②磁感线与平面垂直．
(3)在匀强磁场B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，则Φ＝BScos θ.
(4)当磁感线同时从不同侧穿过同一面时，
磁通量Φ＝|Φ1|－|Φ2|.对磁通量的进一步理解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，穿出时即为负值．
(2)当平面转过180°时，磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ1|＋|Φ2|＝2BS.
3．磁通量的变化
磁通量的变化，一般有下列三种情况：
(1)B变，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S；
(2)S变，B不变时，ΔΦ＝B·ΔS；
(3)B和S都变化时，ΔΦ＝ΔB·ΔS.特别提醒：(1)穿过某一面积的磁通量是由穿过该面的磁感线条数的多少决定，与匝数无关．
(2)当平面转过180°时,磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS,而不是ΔΦ＝0. 如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为________．若使框架绕OO′转过30°角，则穿过框架平面的
磁通量为________；若从初始位置转过90°角，
则穿过框架平面的磁通量为________；若从初
始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通
量的变化量是________．
[思路探究] 在该题目中引起磁通量变化的原因是什么？BS02BS对磁通量的求解问题应注意以下三方面：
(1)看清磁感线的方向与平面的关系；
(2)确定磁感线的穿过方向；
(3)注意是哪个因素变化引起的磁通量的变化．3．(2014·黄冈中学高二检测)一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置B和位置C的过程中，下列对磁通量变化判断正确的是( )
A．一直变大 B．一直变小
C．先变大后变小 D．先变小后变大
解析：由图可知， 线圈由A经过B到C的过程
中，线圈垂直磁场方向的面积先增大后减小，
通过线圈的磁通量为Φ＝BS，可见通过线圈的磁通量先变大后变小．C磁场的叠加即磁感应强度B的叠加，由于磁感应强度是矢量,所以它能像力的合成、电场强度的叠加一样进行矢
量的合成，合成时满足平行四边形定则，在学习过程中要做到触类旁通．
特别提醒：电流周围各点的磁感应强度的大小与电流大小和离电流的远近有关．磁场的叠加 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
[思路探究] 如何判断两导线在各点形成磁场的方向？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．解决磁场的叠加问题，首先明确每个分磁感应强度的大小和方向，然后根据矢量合成确定合磁感应强度的大小和方向，同时注意空间对称性的应用．C易错辨析——对磁通量概念理解不透而出错
[范例] 如图所示，在条形磁铁中部垂直套有A、B两个圆环,设通过线圈A、B的磁通量为ΦA、ΦB，则( )
A．ΦA＝ΦB B．ΦA<ΦB
C．ΦA>ΦB D．无法判断B[错因分析] 本题易错选项及错误原因具体分析如下：
本题易误选C，原因在于只关注条形磁铁外部的磁场，而忽略了条形磁铁内部的磁场．
[解析] 在条形磁铁的周围，磁感线是从N极出发，经外空间磁场由S极进入磁铁内部．在磁铁内部的磁感线从S极指向N
极，又因磁感线是闭合的平滑曲线，所以条形磁铁内外磁感线条数一样多，从下向上穿过A、B环的磁感线条数一样多，而从上向下穿过A环的磁感线多于B环，则从下向上穿过A环的净磁感线条数小于B环，所以通过B环的磁通量大于通过A环的磁通量．[真知灼见] 磁通量大小的判断
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．课件22张PPT。第二节 磁感应强度第三章 磁 场学习目标
1.理解并掌握磁感应强度的大小、方向及物理意义．
2．进一步体会用比值法定义物理量．
3．通过实验、类比和分析，体会探究的思路和方法．第三章 磁 场一、磁感应强度的方向
1．物理学中，用_________________来描述磁场的强弱．
2．磁感应强度的方向
(1)放入磁场中的小磁针，在磁场中受力将会___________．
(2)小磁针静止时，___________所指方向规定为该点的磁感
应强度方向，简称为___________．磁感应强度转动N极磁场方向二、磁感应强度的大小
1．探究实验
(1)如图所示的实验装置，可以认为磁
极间的磁场是________的，直导线的
方向与磁感应强度的方向_________．
(2)有电流通过时导线将摆动一个角度，观察摆动角度的大小可以比较___________的大小．
(3)实验表明，通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与导线的长度L、导线中的电流I的___________成正比，用公式表示为F＝___________.均匀垂直导线受力乘积ILB电流元[判一判] (1)通电导线在磁场中受到的磁场力为零，则说明该处的磁感应强度为零．( )
(2)磁感应强度的大小与电流元成反比，与其受到的磁场力成正比．( )
(3)通电导线所受磁场力大的地方,磁感应强度一定大.( )
提示：(1)× (2)× (3)×对磁感应强度的理解3．磁感应强度B的方向
磁感应强度B是一个矢量，它的方向是磁场中小磁针静止时N极所指的方向或者说是N极所受磁场力的方向．通电导线受力的方向不是磁感应强度的方向．磁感应强度的合成与分解必须遵循平行四边形定则．
4．磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场,这时L应很短很短，IL称作“电流元”，相当于静电场中的“点电荷”． 匀强磁场中长2 cm的通电导线垂直于磁场方向放置，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为4×10－3 N，
问：该处的磁感应强度B是多大？若磁场、电流不变，导线长
度减小到1 cm，该处的磁感应强度又是多大？
[思路探究] 磁感应强度的大小与该处是否放置电流元有关吗?
[答案] 0.1 T 0.1 T1．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极所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
解析：磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向,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能代表磁感应强度和磁场的方向．故选B、D.BD磁感应强度B与电场强度E的比较描述磁场的性质描述电场的性质都是用比值的形式下定义B＝F/(IL)，通电导线与B垂直，B与F、I、L无关E＝F/q E与F、q无关矢量,小磁针 N极受力方向矢量，放入该点正电荷受力方向1 T＝1 N/(A·m)1 V/m＝1 N/C特别提醒：(1)电场力为零,该处电场场强为零；磁场力为零,该处磁感应强度不一定为零．
(2)某点电场强度的方向即为放在该处的正电荷所受电场力的方向；某点磁感应强度的方向却不是放在该处的通电导线的受力方向．
(3)在电场中某一确定的位置放置一个检验电荷，该电荷受到的电场力是唯一确定的；在磁场中某一确定的位置放入一段导线，电流受到的磁场力还与导线放置的方向有关． (2014·天津南开中学高二检测)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度
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AC某点电场的强弱由电场本身来决定与该处是否有检验电荷无关．某点磁场的强弱由磁场本身决定，与该处是否有电流元无关．2．关于磁场，下列说法中不正确的是( )
A．磁场和电场一样，是同一种物质
B．磁场的最基本特性是对放在磁场里的磁极或电流有磁场力的作用
C．磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场进行的
D．电流和电流之间的相互作用是通过磁场进行的
解析：电荷周围存在电场，运动电荷产生磁场，磁场的基本性质是对放在磁场里的磁体或电流有磁场力的作用，磁体
间、磁体与通电导体间、电流与电流间的相互作用都是通过磁场进行的．故B、C、D正确．A易错辨析——对磁感应强度及方向理解不透而出错
[范例] 长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强
弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度( )
A．等于4 T
B．大于或等于4 T
C．小于或等于4 T
D．方向与其所受到的磁场力方向一致B[错因分析] 本题易错选项及错误原因分析如下：
课件30张PPT。第五节 运动电荷在磁场中受到的力第三章 磁 场学习目标
1.了解洛伦兹力的产生原因，会判断洛伦兹力的方向．
2．掌握洛伦兹力的公式，能计算洛伦兹力的大小．
3．了解显像管的原理．第三章 磁 场一、洛伦兹力的方向和大小
1．演示实验：
阴极射线管发出的电子束，如图甲中的径迹是__________.把电子射线管放在蹄形磁铁的磁场中，如图乙中电子束的径迹___________，若调换磁铁南北极的位置，则电子束的径迹会________________________．一条直线发生弯曲向相反的方向弯曲2．洛伦兹力
(1)定义：___________在磁场中所受的力．
(2)与安培力的关系：通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦
兹力的_____________，而洛伦兹力是安培力的微观本质．
3．洛伦兹力的方向
(1)左手定则：
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同
一平面内．让________从掌心进入，并使四指指向_________________，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受___________的方向．运动电荷宏观表现磁感线正电荷运动方向洛伦兹力(2)特点：洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都___________，洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向，不改变速度大小，对电荷不做功．
4．洛伦兹力的大小
当速度方向和磁感应强度方向分别满足以下几种情况，洛伦兹力的大小：
(1)当v与B成θ角时：F＝______________.
(2)当v⊥B时：F＝___________.
(3)当v∥B时，F＝___________.垂直qvBsinθqvB0[想一想] 1.洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？洛伦兹力对带电粒子做功吗？
提示：洛伦兹力的方向与速度方向始终垂直，洛伦兹力只改变粒子的速度方向，不改变速度大小；不做功.二、电视显像管的工作原理
1．构造
如图所示,电视显像管由电子枪、__________和荧光屏组成.
2．原理
(1)电子枪___________．
(2)电子束在磁场中___________．
(3)荧光屏被电子束撞击发光．偏转线圈发射电子偏转3．扫描
在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强
弱都在___________，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动．
4．偏转线圈
使电子束偏转的磁场是由___________产生的．
[想一想] 2.显像管工作时,电子束是依次扫描荧光屏上各点,可为什么我们觉察不到荧光屏的闪烁？
提示：这是由于眼睛的视觉暂留现象，当电子束扫描频率达到人眼的临界闪烁频率时，由于视觉暂留的原因，人眼就感觉不到荧光屏的闪烁.不断变化两对线圈1．洛伦兹力的方向
(1)决定因素：电荷的电性(正、负)，速度方向、磁感应强度的方向．当电性一定时，其他两个因素决定洛伦兹力的方向，如果只让一个因素相反，则洛伦兹力方向必定相反；如果同时让两个因素相反，则洛伦兹力方向将不变．
(2)判定方法：同安培力一样，洛伦兹力的方向遵守左手定则．但要注意负电荷受力方向与正电荷的相反．
(3)方向特点：洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化．但无论怎么变化，洛伦兹力都与电荷运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷运动方向,不改变电荷速度大小．洛伦兹力的方向和大小2．洛伦兹力的大小
(1)理论推导(导线与磁场垂直且固定不动)
假设：一导线长为L，横截面积为S，单位体积内的自由电荷数为n，每一电荷带电荷量为q，电荷定向移动的平均速率为v.(如图甲所示)甲乙(2)若运动电荷速度v的方向与磁感应强度B的方向成θ角时，可将v分解为与B平行的分量v2和与B垂直的分量v1，其中分速度v2方向不受洛伦兹力，如图乙所示，运动电荷所受洛伦兹力由分速度v1决定：F＝qv1B＝q(vsin θ)B＝qBvsin θ.
特别提醒：(1)尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现，但不能认为安培力就简单地等于所有定向移动电荷所受洛伦兹力的和，一般只有当导体静止时才能这样认为．
(2)当B与v平行时，电荷不受洛伦兹力(F＝0)；当电荷相对磁场静止时，电荷不受洛伦兹力(F＝0)． 下列四图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．
?
[思路探究] 对于正、负运动电荷,四指的指向意义是否相同?[答案] 见解析(1)用左手定则判断洛伦兹力方向时，要特别注意运动电荷的正负，四指应指向正电荷运动的方向，指向负电荷运动的反方向．
(2)计算洛伦兹力的大小时，应注意弄清v与磁感应强度B的方向关系．当v⊥B时，洛伦兹力F＝qvB，当v∥B时，F＝0，当v与B成θ角(0<θ<90°)时，应将v(或B)进行分解取它们垂直的分量计算．1．有一质量为m、电荷量为q的带正电的小球停在绝缘平面
上，并处在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场
中，如图所示．为了使小球漂离平面，匀强磁场在纸面内移动的最小速度应为多少？方向如何？洛伦兹力与静电力的比较运动电荷在磁场中受到的力电荷在电场中受到的力运动的电荷静止或运动的电荷F洛＝qvBsin θ，与v有关,当B与v平行时,F洛＝0F电＝qE，与v无关同时垂直于速度方向和磁场方向，用左手定则判断与电场方向相同或相反只改变运动电荷的速度方向，不改变速度大小既可改变速度大小，又可改变速度方向任何情况下都不做功可能做正功、负功，也可能不做功特别提醒：(1)电荷所受电场力为零时，该处电场强度一定为零．
(2)运动电荷所受洛伦兹力为零时，该处磁感应强度不一定为零． 如图所示,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中,轨道两端在同一高度上,轨道是光滑的，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点O由静止释
放，M、N为轨道的最低点，以下说法正确的是( )ABDA．两小球到达轨道最低点的速度vM＞vN
B．两小球到达轨道最低点时对轨道的压力FM＞FN
C．小球第一次到达M点的时间大于到达N点的时间
D．在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中不能
[思路探究] 带正电小球在匀强磁场和匀强电场中所受力有什么不同？理解洛伦兹力、电场力与带电粒子的速度方向关系及其特点,进而明确两力的作用效果是正确区别二者的前提和关键．2．关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是( )
A．安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力
B．安培力可以对通电导线做功，洛伦兹力对运动电荷一定不做功
C．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零
D．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的运动状态B解析：安培力和洛伦兹力都是磁场力，A错误．洛伦兹力永远与电荷运动方向垂直，所以洛伦兹力不做功，安培力是洛伦兹力的宏观表现，它虽然对引起电流的定向移动的电荷不做功，但对导线是可以做功的，B正确．电荷运动方向与磁感线方向在同一直线上时，运动电荷不受洛伦兹力作用，而此处磁感应强度不为零，C错误．洛伦兹力不改变带电粒子的速度大小，但改变速度的方向，D错误．故选B.易错辨析——洛伦兹力中的易错问题
?[范例] 如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管．在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小
球能从试管口处飞出，则( )
A．小球带负电
B．小球的运动轨迹是一条抛物线
C．洛伦兹力对小球做正功
D．维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大BD[错因分析] 本题易错选项及错误原因具体分析如下：
[解析] 由左手定则可判断小球带正电，A错误；洛伦兹力与
速度方向总垂直，洛伦兹力对小球不做功，C错误；洛伦兹力
在F反方向上的分量逐渐增大，故维持试管匀速运动的拉力F
应逐渐增大，D正确；沿试管方向洛伦兹力的分量不变，小球沿试管匀加速运动，小球向右匀速运动的同时沿试管匀加速运动，轨迹为抛物线，B也正确．故该题正确答案为B、D.[真知灼见] 洛伦兹力是一个与速度大小和方向都相关的磁场力，在任何位置都满足F⊥v和F＝qvB(条件v⊥B).其中v是合速度，速度v的大小和方向的改变都会造成洛伦兹力F的大小和方向改变，所以分析涉及洛伦兹力的运动时要动态跟踪分析，不能只看某一位置的受力情况.课件38张PPT。第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动第三章 磁 场学习目标
1.知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场时做匀速圆周运动．
2．会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式，并会用这些公式分析问题．
3．知道质谱仪和回旋加速器的原理．第三章 磁 场一、带电粒子在匀强磁场中的运动
1．运动轨迹
(1)匀速直线运动：带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相同或相反)，此时带电粒子所受洛伦兹力为___________，粒子将以速度v做匀速直线运动．
(2)匀速圆周运动：带电粒子垂直射入匀强磁场，由于洛伦兹力始终和运动方向垂直，因此，带电粒子速度大小不变，但是速度方向不断在变化，所以带电粒子做___________运动，洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动的向心力．零匀速圆周[判一判] 1.(1)带电粒子进入磁场后，一定做匀速圆周运动．( )
(2)洛伦兹力的作用是既改变了速度的方向，也改变了速度的大小．( )
(3)相同的粒子以不同的速度垂直进入同一磁场，粒子做圆周运动的周期相同．( )
提示：(1)× (2)× (3)√二、质谱仪
1．原理图：如图所示：5．质谱仪的应用：可以测定带电粒子的质量和分析__________．qUvBq质量同位素[想一想] 2.什么样的粒子打在质谱仪显示屏上的位置会不
同？位置的分布有什么规律？三、回旋加速器
1．构造图：如图所示．
回旋加速器的核心部件是两个
___________．
2．周期：高频交流电的周期与带电粒子在D形盒中的运动周
期_________．粒子每经过一次加速，其轨道半径就大一些，粒子绕圆周运动的周期___________．D形盒相同不变[想一想] 3.回旋加速器所用交变电压的周期由什么决定？
提示：为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，交流电压的周期必须等于带电粒子在回旋加速器中做匀速圆周运动的周期，即T＝ .因此，交流电压的周期由带电粒子的质量m、带电荷量q和加速器中的磁场的磁感应强度B来决定.1．在带电粒子(不计重力)以一定的速度进入匀强磁场中时，中学阶段只研究两种情况
(1)若带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相同或相反)，带电粒子以入射速度v做匀速直线运动．
(2)若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v做匀速圆周运动．带电粒子在匀强磁场中的运动特别提醒：只有当带电粒子以垂直于磁场的方向射入匀强磁场中时，带电粒子才能做匀速圆周运动，两个条件缺一不可． 已知氢核与氦核的质量之比m1∶m2＝1∶4，电荷量之比q1∶q2＝1∶2，当氢核与氦核以v1∶v2＝4∶1的速度，垂直于磁场方向射入磁场后，分别做匀速圆周运动，则氢核与氦核半径之比r1∶r2＝________，周期之比T1∶T2＝________.
[思路探究] 带电粒子在匀强磁场中运动的半径和周期与哪些因素有关？2∶11∶2(1)掌握粒子在匀强磁场中做圆周运动的轨道半径和周期公式是解决此题的关键．
(2)比例法是解物理问题的有效方法之一．使用的程序一般是：根据研究对象的运动过程确定相应的物理规律，根据题意确定运动过程中的恒量，分析剩余物理量之间的函数关系，建立比例式求解．1．(2014·佛山质检)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若速度相同
的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则
下列相关说法中正确的是( )
A．该束粒子带负电
B．速度选择器的P1极板带正电
C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，
质量越大
D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，
比荷越小BD1．带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径的确定
求解带电粒子在磁场中做圆周运动的方法如图甲所示，图中P为入射点，M为出射点，已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心O.如图乙所示,图中P为入射点, M为出射点，已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点，作它的中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心O.一般利用几何知识解直角三角形甲乙在实际问题中圆心位置的确定极为重要，通常有两种方法: 如图所示，在xOy平面内，y≥0的区域有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、带电荷量大小为q的粒子从原点O沿与x轴正方向成60°角方向以v0射
入，粒子的重力不计，求带电粒子在磁场中运动的时间和带电粒子离开磁场时的位置．
[思路探究] 带电粒子垂直射入匀强磁场，做什么运动？如何确定圆心并画出运动轨迹？带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的解题方法——三步
法：
(1)画轨迹：即确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹．
(2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期、偏转角相联系．
(3)用规律 ：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式．2．如图所示，一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场，穿过磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为θ＝30°.(不计电子重力)求：
(1)电子的质量m.
(2)电子在磁场中的运动时间t.对回旋加速器的理解特别提醒：(1)洛伦兹力永不做功，磁场的作用是让带电粒子“转圈圈”，电场的作用是加速带电粒子．
(2)两D形盒狭缝所加的是与带电粒子做匀速圆周运动周期相同的交流电，且粒子每次过狭缝时均为加速电压． 一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所
示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连．下列说法正确的是( )
A．质子被加速后的最大速度随B、R的增大
而增大
B．质子被加速后的最大速度随加速电压的
增大而增大
C．只要R足够大，质子的速度可以被加速
到任意值
D．不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子
[思路探究] 带电粒子从D形盒获得最大速度与什么有关？A分析回旋加速器问题的两个误区
(1)误认为交变电压的周期随粒子轨迹半径的变化而变化，实际上交变电压的周期是不变的．
(2)误认为粒子的最终能量与加速电压的大小有关，实际上，粒子的最终能量由磁感应强度B和D形盒的半径决定，与加速电压的大小无关．3．劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示.这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙,下
列说法正确的是( )
A．离子由加速器的中心附近进入加速器
B．离子由加速器的边缘进入加速器
C．离子从磁场中获得能量
D．离子从电场中获得能量AD真题剖析——带电粒子在匀强磁场中运动规律的应用课件34张PPT。第四节 通电导线在磁场中受到的力第三章 磁 场学习目标
1.会用左手定则判断安培力的方向，掌握安培力的方向与磁场方向和电流方向的关系．
2．掌握匀强磁场中安培力大小的公式，会分析安培力作用下导体的运动情况．
3．了解磁电式电流表的构造和原理．第三章 磁 场一、安培力的方向
1．安培力：通电导线在___________中受的力．
2．安培力的方向：(左手定则)
伸开左手，使拇指与其余四个手指___________，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从___________进入，并使四指指向_______________，这时________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．
3．安培力方向的特点：
安培力方向与导线、磁感应强度的方向都垂直，即垂直于导
线、磁感应强度决定的平面．磁场垂直掌心电流的方向拇指[做一做] 1.画出如图中通电导线所受安培力方向或电流方向.
提示：如图所示：二、安培力的大小
1．通电导线跟磁场垂直时：安培力最大，F＝_________.
2．通电导线跟磁场平行时，安培力最小，F＝_________.
3．通电导线跟磁场夹角为θ时，把磁感应强度B分解为与导线垂直的分量B⊥和与导线平行的分量B∥，如图所示．则B⊥＝Bsin θ，B∥＝Bcos θ.
导线所受的安培力是B⊥产生的，F＝________________.ILB0ILBsinθ[判一判] 2.(1)通电导线在磁场中一定会受到磁场力的作用．( )
(2)通电导线在磁场中受到的力为零，则磁感应强度一定为零. ( )
(3)在匀强磁场中，对任意形状的闭合线圈，当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈的有效长度是0，通电后在磁场中所受安培力的矢量和一定为零．( )
提示：(1)× (2)× (3)√三、磁电式电流表
1．构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．
2．特点：两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿___________方向均匀分布，使线圈平面都与磁场方向___________，使表盘刻度___________．半径平行均匀3．工作原理：如图所示是线圈在磁场中受力的示意图.当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，由左手定则知，线圈左右两边所受的安培力的方向相反，于是架在轴上的线圈就要转动，通过转轴收紧螺旋弹簧使其变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小．线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变．所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向．4．优缺点：优点是灵敏度高，可以测出_______的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱．如果希望它测量较大的电流值，就要根据上一章的方法扩大其量程．很弱1．安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平
面．在判断时首先确定磁场与电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向．
2．当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心．(电流与B垂直时，一定要让磁感线垂直穿过手心，否则可能出现错误)安培力方向的判断——左手定则3．注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关
系，安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行．
特别提醒：(1)F安⊥I，F安⊥B，但B与I不一定垂直．
(2)判断通电导线在磁场中所受安培力时,注意一定要用左手,并注意各方向间的关系．
(3)若已知B、I方向，F安方向唯一确定，但若已知B(或I)、F安方向、I(或B)方向不唯一． 画出下图中通电导体棒所受的安培力的方向．[解析] 根据各图中已知方向利用左手定则,判知如图所示:
[答案] 见解析图应用左手定则的两个要点
(1)安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方
向，所以应用左手定则时，必须使大拇指指向与四指指向和磁场方向均垂直．
(2)由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不一定垂直穿入手掌，可能与四指方向成某一夹角．但四指一定要指向电流方向．1．请根据图中给出的条件，运用左手定则，求出各图中第三个物理量的方向．解析：根据各图中已知方向利用左手定则，判知：
甲：F垂直于纸面向里 乙：F垂直于纸面向里
丙：I由左向右 丁：F垂直于I斜向右下方
答案：见解析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，等于连接两端点直线的长度(如图所示)；相应的电流沿L由始端向末端．对安培力大小计算公式的深刻理解3．若磁场和电流成θ角时，如图所示．
可以将磁感应强度B正交分解成B⊥＝Bsin θ和B∥＝Bcos θ，而B∥不产生安培力．
F＝ILB⊥＝ILBsin θ，即F＝ILBsin θ.A对安培力公式F＝BILsin θ的正确理解是分析问题的关键.本题中既可分段求解，然后求合力，又可采用等效方法进行计算．2．如图所示，导线abc为垂直折线，其中电流为I，ab＝bc＝L，导线所在的平面与匀强磁场垂直，匀强磁场的磁感应强度为B，求导线abc所受安培力的大小和方向．如果通电导体放置在非匀强磁场中，则不能够运用F＝BIL进行定量的计算，但可用F＝BIL和左手定则进行定性的讨论，常用的方法有以下几种：安培力作用下导体运动方向的判断把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置,然后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向特别提醒：(1)导体处于非匀强磁场中时，通常用电流元法判断其受力情况．
(2)判断条形磁铁(或小磁针)与环形电流间的相互作用时，通常选择等效法．两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；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，确定磁体所受电流磁场的反作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向 两条通电的直导线互相垂直，如图所示，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB是固定的，另一条导线CD能自由转动．它们通以图示方向的直流电流时，CD导线将( )
A．逆时针方向转动，同时靠近导线AB
B．顺时针方向转动，同时靠近导线AB
C．逆时针方向转动，同时离开导线AB
D．顺时针方向转动，同时离开导线AB
[思路探究] 导线的运动方向由谁来决定？A[解析] 由安培定则可知直线电流产生的磁场是以直线电流为圆心的同心圆，AB中电流所产生的磁场在CD导线所在平面内的磁感线如图甲所示(俯视图甲)．由左手定则可知，CD通电导线在M点受到的磁场力垂直于纸面向里，在N点受到的磁场力垂直于纸面向外．由于磁场的对称性，M、N两点的磁场力大小相等、方向相反，使得CD通电导线转动起来，即CD电流将会转到与AB同向的位置，在图乙中，CD中的电流所受到的磁场力由左手定则可知(如图乙中的FB所示)，CD将向AB靠近．故选A.两个模型及对应的结论
(1)两电流平行的模型：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥．
(2)两电流不平行的模型：两个电流不平行时，有转到平行且电流方向相同的趋势，边转动边相互吸引．3．如图所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N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
B．线圈向右运动
C．从上往下看顺时针转动
D．从上往下看逆时针转动A解析：法一：电流元法．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，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，故线圈向左运动．只有选项A正确．
法二：等效法将环形电流等效成小磁针，如图乙所示，根据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“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A.思维建模——安培力作用下的平衡模型
[范例] (16分)质量为m＝0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d＝0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4,磁感应强度B＝2 T 的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示．现调节滑动变阻器的触头,试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围为多少？[解析] 杆ab中的电流方向为a到b，所受的安培力方向平行于导轨向上．当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下，当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值F1，此时通过ab的电流最大为Imax；同理，当电流最小时，应该是导体受向上的最大静摩擦力，此时的安培力为F2，电流为Imin.(2分)
正确地画出两种情况下的受力图如图所示，
由平衡条件列方程求解．根据受力图甲列式如下：
F1－mgsin θ－Ff1＝0(2分)
FN1－mgcos θ＝0(2分)
Ff1＝μFN1(1分) F1＝BImaxd(1分)
解上述方程得：Imax＝0.46 A(1分)
根据受力图乙列式如下
F2＋Ff2－mgsin θ＝0(2分) FN2－mgcos θ＝0(2分)
Ff2＝μFN2(1分) F2＝BImind.(1分)
解上述方程得：Imin＝0.14 A．(1分)
所以通过ab杆的电流范围为0.14 A≤I≤0.46 A.
[答案] 0.14 A≤I≤0.46 A[建模感悟] (1)先将立体图转化为平面图，再对导体棒进行受力分析，要注意用左手定则确定好安培力的方向，最后根据平衡条件列出平衡方程.
(2)求解安培力大小F＝ILB时应用闭合电路欧姆定律求解电流I.
