①运动电荷
②排斥
③吸引
④蹄
⑤
⑥安培力
⑦BIL
⑧左手
⑨洛伦兹力
⑩安培力
?左手
[学思心得]
电场线与磁感线的比较
1.相似之处
(1)电场线和磁感线都是为了形象地描述场而引入的假想的曲线，实际上并不存在．
(2)电场线和磁感线都是用来描述场的强弱和方向的，电场线和磁感线切线方向分别表示了电场和磁场的方向．
(3)电场线和磁感线都不能相交．因为如果相交，在相交点就会出现两个切线方向，与电场和磁场中某一确定点的场的方向是唯一的相矛盾．
2．电场线和磁感线的显著区别是：电场线起始于正电荷或无穷远，终止于无穷远或负电荷，是非闭合的曲线，而磁感线是闭合的曲线．
【例1】 (多选)关于电场线和磁感线的概念，以下说法中正确的是( )
A．电场线和磁感线都是不封闭的曲线
B．沿着磁感线的方向，磁场越来越弱
C．任意两条电场线或磁感线都不能相交
D．电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱
CD [电场线和磁感线都是为了形象描述场而引入的模型，由于曲线的切线方向表示场的方向，所以不可能相交，其疏密都反映场的强弱，所以B错误，C、D正确；电场线不闭合，而磁感线是闭合的，在条形磁铁外部，磁感线由N极到S极；在条形磁铁内部由S极到N极，故A错误．]
1．磁场中某区域的磁感线，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处受力大
D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
B [根据磁感线的疏密程度可以判断出a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb，即B正确；同一通电导线放在a、b处时的位置(即放入时与磁感线的方向)不确定，则其受安培力的大小就不一定．]
安培定则的应用——电流磁场的判断
应用安培定则时要分清是直线电流还是环形电流．
(1)判断直线电流周围的磁场：
大拇指方向——电流方向．
四指弯曲方向——周围磁感线环绕方向．
(2)判断环形电流周围的磁场：
四指弯曲方向——电流方向．
大拇指方向——环形电流中心磁场方向．
(3)判断载流螺线管的磁场：
四指弯曲方向——电流方向．
大拇指方向——载流螺线管中心磁场方向．
【例2】 如图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是( )
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
C [电流产生磁场的磁感线方向可以用安培定则来判定．对直线电流：手握导线，大拇指指向电流方向，四指指向磁感线的环绕方向，据此判定知①对，②错；对环形电流：四指指电流方向，大拇指指向中心轴线的磁感线方向，所以③错，④对．判断时注意立体图形的俯视方向，所以选项C正确．]
2．如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上原小磁针最后平衡的位置是( )
A．N极竖直向上 B．N极竖直向下
C．N极沿轴线向左 D．N极沿轴线向右
D [金属环匀速旋转时，形成的电流方向与旋转方向相反，由安培定则可以判断轴线上磁场的方向向右，则小磁针N极静止时的指向向右．]
磁感应强度与安培力
1.磁场中某点的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，仅与产生磁场的磁体或电流有关，与放入的直导线的电流I的大小、导线的长短(即L的大小)无关，与通电导线受到的力也无关，即便不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在．因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比．磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，与该处通电导线所受安培力的方向垂直．
2．磁场问题的综合性题目往往是与力学知识的综合．磁、力综合题与纯力学题相比，物体只是多受到一个安培力或洛伦兹力的作用，解决问题的思维程序和方法与力学中相同．正确解决问题的前提仍是进行受力分析、运动分析，在此基础上再选用力学知识、规律作出判断，或列出方程求解.
【例3】 在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向下，如图所示，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上，求磁感应强度的大小．
[解析] 由左手定则可知，导体棒所受安培力沿斜面向上，受力分析如图所示，将重力沿斜面方向和垂直斜面方向正交分解．由平衡条件知：
F＝mgsin 30° ①
F＝BIL ②
所以：B＝＝.
[答案]
3．(多选)如图所示，匀强磁场中有一通电直导线，关于导线受到的安培力F，下列判断正确的有( )
A．F方向向上
B．F与电流大小有关
C．F与磁感应强度大小有关
D．F与导线在磁场中的长度有关
BCD [由左手定则知，安培力F的方向向下，A项错误；由F＝BILsin θ知，安培力F的大小与电流大小、磁场强弱、导线的有效长度都有关，B、C、D正确．]
磁场对运动电荷的作用
1.洛伦兹力方向垂直于电荷运动方向，也垂直于磁场方向，由于洛伦兹力的方向总与运动方向垂直，所以洛伦兹力在任何情况下对电荷都不做功，不改变电荷的速度大小和电荷的动能，但能改变运动电荷的速度方向．
2．带电粒子受到的洛伦兹力与电场力的区别：
(1)带电粒子在磁场中可能受到洛伦兹力的作用，其条件是其运动方向和磁场方向不平行，而带电粒子在电场中一定受到电场力的作用．
(2)洛伦兹力的方向垂直于磁场方向，可用左手定则判定，而电场力的方向由电场方向和电荷的正负决定，且一定平行于电场方向．
(3)洛伦兹力的大小与磁感应强度、粒子的电荷量及粒子的速度成正比，同时还与粒子速度方向和磁场方向之间的夹角有关，而电场力与电场强度及带电粒子的电荷量成正比．
【例4】 如图所示，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，一金属杆AB从高h处自由下落，则( )
A．A端先着地
B．B端先着地
C．两端同时着地
D．以上说法均不正确
B [由于金属杆中有许多自由电子，随杆一起向下运动，所以利用左手定则可以判断出这些自由电子因向下运动而受到向左的洛伦兹力，因此洛伦兹力将使电子向A端聚集，B端因而出现正电荷，这样A端带负电，B端带正电，杆AB的A端因受到向上的电场力而阻碍它向下运动，B端因受到向下的电场力而更快地向下运动，故B端先着地，而A端后着地．]
[一语通关]
(1)安培力计算用F＝BIL，要求导线与磁场垂直．
(2)洛伦兹力与安培力的方向都用左手定则判定．
(3)判断负电荷受洛伦兹力时，四指应指向负电荷运动的反方向．
4．带正电荷q的粒子(不计重力)进入匀强磁场中(如图所示)，能在磁场中受力发生垂直纸面向里偏转的是( )
D [因为A、B项中带正电荷q的粒子，运动方向平行于磁场，所以不受磁场力而做匀速直线运动，由左手定则可知，C选项中带正电荷q的粒子受到的磁场力向外，D选项中带正电荷q的粒子，受到的磁场力垂直纸面向里，故选项D正确．]
课件34张PPT。第二章 磁场章末复习课234567891011121314 安培定则的应用——电流磁场的判断151617181920磁感应强度与安培力212223242526磁场对运动电荷的作用 27282930313233点击右图进入…Thank you for watching !章末综合测评(二)
(时间：45分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是( )
A B C D
C [由磁场方向的规定可知选项C正确．]
2．如图所示，环中电流方向由左向右，且I1＝I2，则圆环中心O处的磁场是( )
A．最大，穿出纸面
B．最大，垂直穿入纸面
C．为零
D．无法确定
C [根据安培定则，上半圆环中电流I1在环内产生磁场垂直纸面向里，下半圆环中电流I2在环内产生的磁场垂直纸面向外，由于O对于I1和I2对称(距离相等)，故I1和I2在O处产生的磁场大小相等、方向相反，在O处相互抵消．]
3．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.2 T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度L＝0.2 m，导线中电流I＝1 A．该导线所受安培力F的大小为( )
A．0.01 N B．0.02 N
C．0.03 N D．0.04 N
D [根据安培力的表达式F＝BIL，得F＝0.2×1×0.2 N＝0.04 N．]
4．关于电荷所受洛伦兹力和电场力，正确的说法是( )
A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用
B．电荷在电场中一定受电场力作用
C．电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致
D．电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反
B [运动电荷在速度方向不与磁场方向平行时才受到洛伦兹力作用，A错误；电荷在电场中一定受电场力作用，B正确；只有正电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致，C错误；只有负电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反，D错误．]
5．如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个圆形线圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中通以如图所示方向的电流时，线圈将( )
A．向磁铁平移
B．远离磁铁平移
C．边转动边向左摆动
D．边转动边向右摆动
C [通以顺时针的电流，由于处于S极的磁体附近，根据左手定则可得，线圈左边安培力垂直纸面向外，右边安培力垂直纸面向里．从上往下看，导致线圈逆时针转动，当转到90°时，由右手定则可知，线圈左侧相当于N极，与水平磁铁右侧相吸引，即线圈将边转动边向左摆动，C正确．]
6．质量为m的导体棒ab置于光滑圆弧形金属导轨上，导轨下端接有电源，如图所示．磁场方向为下列哪一种情况时能使导体棒静止在导轨上( )
A．沿ab方向
B．沿ba方向
C．竖直向下
D．竖直向上
C [导体棒受重力G、支持力F与安培力FB作用，重力G与支持力F的合力为F合，导体棒静止，处于平衡状态，由平衡条件可知，安培力FB与F合等大反向，安培力水平向里，由图示可知，ab棒中的电流由a指向b，由左手定则可知，磁场竖直向下；故选C.]
7．某电器元件不小心被外磁场磁化了，为了使该元件退磁，下列方法有效可行的有( )
A．把该元件高温处理
B．把该元件通入强电流
C．把该元件放在逐渐减弱的交变磁场中
D．把该元件放入强磁场中
AC [当磁体被高温加热、剧烈撞击或者逐渐减弱的交变磁场作用时，分子电流取向变得杂乱无章，对外就不再显示磁性．]
8．如图所示是用“洛伦兹力演示仪”演示时的两幅照片，忽略地磁场的影响，下列说法正确的是( )
甲 乙
A．甲图中的电子束不受洛伦兹力
B．乙图中的电子束不受洛伦兹力
C．甲图中的电子束处在垂直纸面的磁场中
D．乙图中的电子束处在垂直纸面的磁场中
AD [据左手定则知，电子在磁场中所受洛伦兹力方向与电子运动速度方向必垂直，所以在受洛伦兹力情况下不可能做直线运动，所以A项正确，C项错误；乙图中电子做匀速圆周运动，所以必受洛伦兹力作用，且洛伦兹力与磁场垂直，所以B项错误，D项正确．]
9．如图所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向里)，有一离子恰能沿直线飞过此区域(不计离子重力)( )
A．若离子带正电，E方向应向下
B．若离子带负电，E方向应向上
C．若离子带正电，E方向应向上
D．不管离子带何种电，E方向都向下
AD [可用假设法，设粒子带正电，则受向上的洛伦兹力、向下的电场力，故电场方向向下；同理，若粒子带负电，受向下的洛伦兹力、向上的电场力，则电场方向也向下．故选项A、D正确，选项B、C错误．]
10．如图所示，一导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上，并与金属导轨组成闭合回路．当回路中通有电流时，导体棒受到安培力作用．要使安培力增大，可采用的方法有( )
A．增大磁感应强度 B．减小磁感应强度
C．增大电流 D．减小电流
AC [由F＝BIL知选项A、C正确．]
二、填空题(本题共2小题，每空3分，共12分)
11．如图所示，水平桌面上放一根条形磁铁，磁铁正中央上方吊着跟磁铁垂直的导线，当导线中通入指向纸内的电流时悬线上拉力将________(填“变大”“不变”或“变小”)，磁铁对桌面的压力将________(填“变大”“不变”或“变小”)．
[解析] 如图所示，画出一条通电电流为I的导线所在处的磁感线，磁场方向水平向左，由左手定则知，导线受安培力方向竖直向上，所以悬线的拉力将变小．根据牛顿第三定律可知，通电导线对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力变大．
[答案] 变小 变大
12．某同学利用如图所示装置研究磁与电的关系，请仔细观察图中的装置、操作和现象，然后归纳得出初步结论．
比较甲、乙两图可知：_______________________________________.
比较甲、丙两图可知：_______________________________________.
[解析] 甲、乙两图的不同之处是甲图中有电流，且磁针偏转，由奥斯特实验可知，结论应为：通电导体周围有磁场．甲、丙两图不同在于电流方向不一样，且磁针偏转方向也不同，所以结论应为：通电导体周围的磁场方向与电流方向有关．
[答案] 通电导体周围有磁场 通电导体周围的磁场方向与电流方向有关
三、计算题(本题共4小题，共48分)
13．(12分)一根长为0.20 m的直导线，垂直于某匀强磁场方向放置，当导线中通有1 A的电流时，导线受到的安培力大小为0.08 N．问：
(1)磁场的磁感应强度为多大？
(2)当导线中的电流增大为2 A时，导线受到的安培力为多大？此时磁场的磁感应强度为多大？
[解析] (1)B＝＝ T＝0.4 T.
(2)F安＝BIL＝0.16 N
磁感应强度不变仍为0.4 T.
[答案] (1)0.4 T (2)0.16 N 0.4 T
14．(12分)一均匀导体棒质量为m，由两根相同的劲度系数为k的轻弹簧悬挂在水平位置，通入如图所示的电流I后，弹簧伸长量为x0，如果将电流反向，大小不变，平衡后，弹簧伸长量为多少(未超出弹性限度)?
[解析] 通入题图中的电流时，2kx0＋BIL＝mg
电流反向时，设弹簧伸长量为x1，则2kx1＝BIL＋mg
解得x1＝－x0.
[答案] －x0
15．(12分)如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距1 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体的质量M＝0.3 kg，棒与导轨的动摩擦因数μ＝0.5，匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g取10 m/s2)
[解析] 为使物体匀速上升，必使棒受安培力向左，依左手定则可知电流方向必须为a→b，由ab棒受力平衡可知，F安－μmg－Mg＝0，即BIL＝Mg＋μmg，得I＝＝ A＝2 A.
[答案] 2 A 方向a→b
16．(12分)一根长度0.1 m的均匀金属杆，两端焊接等长的细软导线，悬挂在同一水平的两点上，abcd所在的区域内有一竖直向上的匀强磁场，当ab中通以如图所示电流时，金属杆ab偏离原来的位置到两根悬线和竖直方向的夹角为30°时保持平衡，如果金属杆ab的质量为0.086 6 kg，其中通过电流的大小为10 A，求匀强磁场的磁感应强度大小(g取10 m/s2)．
[解析] 画出导体棒ab的受力如图所示(侧视图，从a向b看)，ab处于静止状态，所以三力合力为零，有F安＝BIL＝mgtan 30°，所以B＝＝ T＝0.5 T.
[答案] 0.5 T
