【正文】 荷上的洛倫茲力的合力，這段導(dǎo)線中含有的運動電荷數(shù)目為 nL，所以洛倫茲力 。 （ 1）當(dāng)運動電荷運動方向與磁感應(yīng)強度方向垂直時： F=qvB； （ 2）當(dāng)運動電荷運動方向與磁感應(yīng)強度方向平行時： F=0； （ 3）當(dāng)電荷在磁場中靜止時： F=0。 （ 2）大小關(guān)系： ，式中的 N 是導(dǎo)體中的定向運動的電荷數(shù)。 （ 2）注意靜摩擦力可以有不同的方向，因而求解結(jié)果是一個范圍。 根據(jù)第二幅受力圖，得： ， ； ， 。當(dāng)電流較大時，導(dǎo)體有向上的運動趨勢，所受靜摩擦力向下；當(dāng)靜摩擦力達到最大時，磁場力為最大值 F1，此時通過 ab 的電流最大為 Imax；同理，當(dāng)電流最小時，應(yīng)該是導(dǎo)體受向上的靜摩擦力，此時的安 培力為 F2，電流為 Imin。本題中既可分段求解，然后求合力，又可采用等效方法直接求解。 解析： 方法一： ab 段所受的安培力大小 Fab=BIL，方向向右， bc 段所受的安培力大小 Fbc=BIL，方向向上，所以該導(dǎo)線 所受安培力為這兩個力的合力，如圖所示， ，方向沿∠ abc 的角平分線向上。若使 a、 c 兩端（或 b、 d 兩端）的電勢相對于另一端 b、 d（或 a、 c）的電勢的高低做同步變化，線圈磁場與電流方向的關(guān)系跟上 述兩種情況一樣，故 D 也正確。 方法二：把 B 分解為平行于線圈平面的分量 和垂直于線圈平面的分量 ， 顯然 不穿過線圈，且 ，故 。 答案： BD 誤區(qū)警示：在該題中誤選 A 是因為沒有理解磁通量是標量，它的大小反映穿過某一面積的磁感線條數(shù)，而在單位面積上穿過的磁感線條數(shù)的多少才表示磁場強弱；如果只注意決定磁通量大小因素之一的面積，忽視另外因素，如磁感應(yīng)強度及磁場方向和面積間的夾角，將會誤選 C。 1關(guān)于磁通量的下列說法，正確 的是（ ） A．磁通量是反映磁場強弱和方向的物理量 B．某一面積上的磁通量是表示穿過此面積的磁感線的總條數(shù) C．在磁場中所取的面積越大，該面上磁通量越大 D．穿過任何封閉曲面的磁通量一定為零 解析：磁通量Φ是磁感應(yīng)強度 B 與垂直于磁場方向的面積 S 的乘積，即Φ =BS，亦表示穿過磁場中某面積 S 的磁感線的總條數(shù)，Φ只有大小，沒有方向，是標量。 1如圖所示，放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時 N 極指向右，試判定電源的正、負極。 答案： BD 總結(jié)升華： （ 1）磁感應(yīng)強度的方向和小磁針 N 極受力方向相同，但絕非電流的受力方向； （ 2）磁場中某點磁感應(yīng)強度的大小和方向是確定的，和小磁針、電流的存在與否無關(guān)。 答案： B 總結(jié)升華：據(jù)給定的磁場力（或磁感應(yīng)強度）求出磁感應(yīng)強度（磁場力），應(yīng)理解公式 成立的條件。 1長 10 cm 的通電直導(dǎo)線，通過 1 A的電流，在磁場強弱、方向都一樣的空間（勻強磁場）中某處受到的磁場力為 N，則該磁場的磁感應(yīng)強度為（ ） A．等于 4 T B．大于或等于 4 T C．小于或等于 4 T D．上述說法都錯誤 解析：本題較深層次地考查了對磁感應(yīng)強度的定義式 的理解。 （ 1）如果北半球某處地磁場的磁感應(yīng)強度大小為 B，與水平方向的夾角為 ，那么該處地磁場的磁感應(yīng)強度的水 平分量和豎直分量各為多大？ （ 2）如果地理南、北極和地磁北、南極是重合的，那么在赤道上空磁場的豎直分量是多大？在極地上空地磁場的水平分量是多大？ 解析： 本題從矢量角度考查了對磁感應(yīng)強度的理解。 家用照明電路中的火線和零線是相互平行的，當(dāng)用電器工作火線和零線都有電流時，它們將（ ） A．相互吸引 B．一會兒吸引，一會兒排斥 C．相互排斥 D．彼此不發(fā)生相互作用 解析：火線與零線雖然都連接用電器，且相互平行，但是當(dāng)用電器正常工作時，流過它們的電流方向相反，并且時刻相反。 對 E選項，先畫出俯視圖（如圖丙），由圖可看出線框繞直導(dǎo)線轉(zhuǎn)動時，在任何一個位置穿過線框的磁感線條數(shù)不變，因此無感應(yīng)電流，故 E 錯。 對 B選項，因離開直導(dǎo)線方向越遠，磁感線分布越疏（如圖乙所示），因此線框向右平動時，穿過線框的磁通量變小，故 B 正確。的過程中磁通量的變化量為： ΔΦ＝｜Φ 3－Φ 1｜＝ 2 10－ 3Wb 有一面積為 100cm2 的金屬環(huán)，電阻為 ，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖 8所示，且磁場方向垂直于環(huán)面向里，在t1 到 t2 這段 時間內(nèi)，環(huán)中流過的電荷量是多少？ 解析：因為Φ＝ B角的過程中，磁通量變化了多少？ 解析：首先沿著由 b 到 a 方向畫出側(cè)視圖，如圖 7 所示： (1)設(shè)勻強磁場磁感應(yīng)強度為 B，由Φ =BSsin30176。穿過彈簧線圈的磁感線有磁體內(nèi)部向上的，也有磁體外部向下的，實際穿過彈簧線圈的磁通量是合磁通量，即向上的磁通量與向下的磁通量之差，當(dāng)彈簧線圈的面積增大后，穿過彈簧線圈向上的磁通量沒有變化，而向下的磁通量增大，所以合磁通量減小，故選 B。 F=mgsinθ 又因為 F=BIL，則可以解得 B= 2．如圖所示，在兩個傾角都為θ的光滑斜面上，各放一根相同的金屬棒，分別通有穩(wěn)恒電流 I1 和 I2。 由此可知：電流表的工作原理是指針的偏角 的值可以反映 I 值的大小，且電流表刻度是均勻的，對應(yīng)不同的 在刻度盤上標出相應(yīng)的電流值，這樣就可以直接讀取電流值了。 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過 角時，這時指針偏角為 角，兩彈簧產(chǎn)生阻礙線圈轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)力矩為 M2，對線圈，根據(jù)力矩平衡有M1=M2。鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個螺旋彈簧和一個指針，線圈的兩端分別接在這兩個螺旋彈簧上，被測電流經(jīng)過這兩個彈簧流入線圈。 （ 4）式中的 L 為導(dǎo)線垂直磁場方向的有效長度。 推導(dǎo)過程：如圖所示，將 B分解為垂直電流的 和沿電流方向的 ， B 對 I 的作用可用 BB2 對電流的作用等效替代， 。 ③若已知 B、 I 方向，則 方向確定；但若已知 B（或 I）和 方向，則 I（或 B）方向不確定。 安培力 通電導(dǎo)線在磁場中受到的力稱為安培力。 說明： ①根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)理論，原子由原子核和核外電子組成，原子核帶正電，核外電子帶負電，核外電子在庫侖引力作用下繞核高速旋轉(zhuǎn)，形成分子電流。 六、磁場對電流的作用 1．安培分子電流假說的內(nèi)容 安培認為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流 —— 分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，分子的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極。 此時 ，式中 即為面積 S 在垂直于磁感線方向的投影，我們稱為“有效面積”。 當(dāng)平面 S 與磁場方向平行時，φ =0。 （ 1）磁通量的定義 穿過某一面積的磁感線的條數(shù)，叫做穿過這個面積的磁通量，用符號φ表示。 B 是矢量，其方向就是磁場方向，即小磁針靜止時 N 極所指的方向。 磁感應(yīng)強度 定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到的安培力的作用 F，跟電流 I 和導(dǎo)線長度 L 的乘積 IL的比值，叫做通電直導(dǎo)線所在處的磁場的磁感應(yīng)強度。 ②公式： 。在磁場中不同位置，這個比值可能各不相同，因此，這個比值反映了磁場的強弱。 通過精確的實驗可以知道，當(dāng)通電直導(dǎo)線在勻強磁場中與磁場方向垂直時，受到磁場對它的力的作用。 4．勻強磁場 （ 1）定義：在磁場的某個區(qū)域內(nèi)，如果各點的磁感應(yīng)強度大小和方向都相同，這個區(qū)域內(nèi)的磁場叫做勻強磁場。管內(nèi)（邊緣除外）是勻強磁場，磁場分布由 S 極指向 N 極。 3．通電螺線管的磁場 （ 1）安培定則：用右手握住螺線管，讓彎曲時四指的方向跟電流 方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管中心軸線上的磁感線方向。 （ 2）磁感線分布如圖所示： （ 3）幾種常用的磁感線不同畫法。 ③磁場的強弱與距導(dǎo)線的距離有關(guān)，離導(dǎo)線越近磁場越強，離導(dǎo)線越遠磁場越弱。 ②磁感線與電場線類似，在空間不能相交，不能相切，也不能中斷。 （ 2）磁感線特點 （ 1）磁感 線的疏密反映磁場的強弱，磁感線越密的地方表示磁場越強，磁感線越疏的地方表示磁場越弱。 磁體磁場： 可以利用同名磁極相斥，異名磁極相吸的方法來判定磁場方向。 ③地磁軸和地球自轉(zhuǎn)軸的夾角約為 11176。 3．指南針 放在地球周圍的指南針靜止時能夠指南北，就是受到了地磁場作用的結(jié)果。 與用檢驗電荷檢驗電場存在一樣，可以用小磁針來檢驗磁場 的存在。靜止電荷周圍空間沒有磁場。 （特別推介） 2021 高考物理專題復(fù)習(xí)――磁場 一、磁場 磁體是通過磁場對鐵一類物質(zhì)發(fā)生作用的，磁場和電場一樣，是物質(zhì)存在的另一種形式，是客觀存在。 電流周圍空間存在磁場，電流是大量運動電荷形成的，所以運動電荷周圍空間也有磁場。磁場對磁體、電流都有磁力作用。 2．地磁體周圍的磁場分布 與條形磁鐵周圍的磁場分布情況相似。 ②磁偏角隨地球磁極緩慢移動而緩慢變化。 確定磁場方向的方法是： 將一不受外力的小磁針放入磁場中需測定的位置，當(dāng)小磁針在該位置靜止時，小磁針 N 極的指向即為該點的磁場方向。 （ 1）磁感線上每一點切線方向跟該點磁場方向相同。 以下各圖分別為條形磁體、蹄形磁體、直線電流、環(huán)行電流的磁場 說明： ①磁感線是為了形象地描述磁場而在磁場中假想出來的一組有方向的曲線，并不是客觀存在于磁場中的真實曲線。 ②直線電流的磁場無磁極。 2．環(huán)形電流的磁場 （ 1）安培定則：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向。 ③環(huán)形電流的磁場在微觀上可看成無數(shù)根很短的直線電流的磁場的