【正文】 疊加。 說明： ①通電螺線管的磁場分布：外部與條形磁鐵外部的磁場分布情況相同，兩端分 別為 N極和 S 極。 ③不管是磁體的磁場還是電流的磁場，其分布都是在立體空間的，要熟練掌握其立體圖、縱截面圖、橫橫面圖的畫法及轉(zhuǎn)換。描述磁場強弱和方向的物理量，用符號“ B”表示。對于磁場中某處來說， 通電導線在該處受的磁場力 F 與通電電流強度 I 與導線長度 L 乘積的比值是一個恒量，它與電流強度和導線長度的大小均無關。 （ 2）磁場對通電導線的作用力 ①內(nèi)容：通電導線與磁場方向垂直時，它受力的大小與 I 和 L 的乘積成正比。 ③ B 應為與電流垂直的值 ，即式子成立條件為： B 與 I 垂直。小磁針靜止時 N 極所指的方向規(guī)定為該點的磁感應強度的方向，簡稱為磁場的方向。這里應注意的是一般畫磁感線可以按上述規(guī)定的任意數(shù)來畫圖，這種畫法只能幫助我們了解磁感應強度大?。环较虻姆植?，不能通過每平方米的磁感線數(shù)來得出磁感應強度的數(shù)值。 若平面 S 不跟磁場方向垂直，則應把 S 平面投影到垂直磁場方向上。 （ 3）在勻強磁場 B中，若磁感線與平面不垂直，公式Φ =BS 中的 S 應為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積。 (4)磁通密度 磁感線越密的地方，穿過垂直單位面積的磁感線條數(shù)越多，反之越少，因此穿過單位面積的磁通量 —— 磁通密度，它反映了磁感應強度的大小，在數(shù)值 上等于磁感應強度的大小， B =Φ /S。 磁現(xiàn)象的電本質(zhì) 磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由運動的電荷產(chǎn)生的。 ②分子電流假說揭示了電和磁的本質(zhì)聯(lián)系，指出了磁性的起源：一切磁現(xiàn)象都是由運動的電荷產(chǎn)生的。 ②判斷通電導線在磁場中所受安培力時，注意一定要用左手，并注意各方向間的關系。 （ 2）當 B 與 I 成 角時， ， 是 B 與 I 的夾角。 （ 3）導線 L 所處的磁場應為勻強磁場；在非勻強磁場中，公式 僅適用于很短的通電導線（我們可以把這 樣的直線電流稱為直線電流元）。在蹄形磁鐵的兩極間有一個固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個可以轉(zhuǎn)動的鋁框，在鋁框上繞有線圈。 當線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動時，不論通過電線圈轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都跟磁感線平行，安培力的力矩不變。 其中 k、 n、 B、 I、 d 是一定的，因此有 。 由進一步受力分析得出，若金屬棒平衡，則它受到的安培力 F應與重力沿斜面向下的分量 mgsinθ大小相等，方向相反。磁感應強度為 B=，方向垂直紙面向里，求： （ 1）為使彈簧恰好不伸長，金屬棍中通入的電流大小和方向 （ 2）當金屬棍中通以 的電流，方向自 a 向 b，金屬棍下降 1mm；若電流 仍為 ，但方向改為自 b 向 a，金屬棍下降多少？（ g取 10m/s2） 如圖 4 所示，環(huán)形金屬輕彈簧線圈，套 在條形磁鐵中心位置，若將彈簧沿半徑向外拉，使其面積增大，則穿過彈簧線圈所包圍面積的磁通量將（ ） 答案： B 解析：圖 5 為條形磁鐵的磁場分布，由于磁場的磁感線是閉合的曲線，在磁體內(nèi)部是由 S 極指向 N 極，在 磁體外部是由 N 極指向 S 極，且在磁體外的磁感線分布在磁體四周很大的空間。角，求這時穿過線圈磁通量Φ 2，上述過程中磁通量變化了多少？ (3)若按（ 2）中轉(zhuǎn)動方向，線圈從圖示 位置轉(zhuǎn)過 180176。后，穿過線圈的磁通量為負，為： Φ 3＝－ 1 10－ 3Wb 翻轉(zhuǎn) 180176。 對 A選項，因 I 增大而引起導線周圍的磁場磁感應強度增大，故 A正確。時，穿過線框的磁通量最?。害担?0，因此可以判定 線框以 ab 軸轉(zhuǎn)動時磁通量一定變化，故 D 正確。若導線東西放置，小磁針有可能不偏轉(zhuǎn)，導致實驗失敗。 磁感應強度為矢量，它可以分解為幾個分量。 （ 2）為了描述磁場強弱，我們引入了磁感應強度這個新的物理量，對磁感應強度要領的學習可以結(jié)合電場強度的定義來加深理解。若導線放置時沒有與磁場垂直，此時受磁場力為 N，若把此導線與磁場垂直放置時，受到的磁場力將大于 N，根據(jù)磁感應強度定義式 可知，此處磁感應強度將大于 4 T，所以答案應選 B。但電流受力的方向不代表磁感應強度和磁場方向。應注意兩者的區(qū)別與關系。 答案： c 為正極 d 為負極 誤區(qū)警示：不要錯誤地認為螺線管 b端吸引小磁針的 N極就相當于條形磁鐵的 S 極，關鍵要分清螺線管內(nèi)、外部磁感線的方向。由于磁感線是閉合曲線，所以只要有磁感線穿入 封閉曲面，如一個球面，則該磁感線必從該曲面穿出，由此可知選項 D 正確。 方法一：把 S 投影到與 B 垂直的方向，即水平方向，如圖中 ， ， 故 。要求直桿 MN 垂直紙面向外運動，把直桿所在處的磁場方向和直桿中電流畫出來，得 A、 B 正確。 1如圖所示，導線 abc 為垂直折線，其中電流為 I， ab=bc=L，導線所在的平面與勻強磁場垂直，勻強磁場的磁感應強度為 B，求導線 abc 所受安培力的大小和方向。 答案： 方向沿∠ abc 的角平分線向上 總結(jié)升華：對安培力公式 的正確理解是分析本題的關鍵?，F(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭，試求出為使桿 ab 靜止不動，通過 ab 桿的電流范圍為多少？ 解析：桿 ab 中的電流為 a 到 b，所受的安培力方向平行于導軌向上。 解上述方程得： Imax= A。最后根據(jù)平衡條件或物體的運動狀態(tài)列出方程。電流是帶電粒子定向運動形成的，通電導線在磁場中受到磁場力（安培力）的作用，提示了帶電粒子的定向運動的電荷數(shù)。 3．洛倫茲力的大小 洛倫茲力的大小用公式 來計算，其中 為電荷速度方向與磁感應強度方向的夾角。 又因為 ， ，故 。 （ 2）在電荷的運動方向與磁場方向垂直時，由左手定則可知，洛倫茲力的方向既與磁場方向垂直， 又與電荷的運動方向垂直，即洛倫茲力垂直于 v 和 B 兩者決定的平面。所以只有當 v 與 B不平行時，運動電荷才受洛倫茲力。這與電場對其中的靜止電荷或運動電荷總有電場力作用是不同的。 洛倫茲力 電場力 作用對象 僅在運動電荷的速度方向與 B 不平行時，運動電荷才受到洛倫茲力 帶電粒子只要處在電場中，一定受到電場 力 大小、方向 F=qvBsin ，方向與 B垂直，與 v 垂直，用左手定則判斷 F=qE， F 的方向與 E 同向或反向 特點 洛倫茲力永不做功 電場力可做正（或負）功 九、電視機顯像管的工作原理 1．構造 電視機顯像管由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈和熒光屏三部分組成，如圖所示。在偏轉(zhuǎn)磁場的作用下，電子束在熒光屏上掃描。 180176。 （ 2）周期：由軌道半徑與周期之間的關系 可得周期 。其結(jié)構如甲圖所示，容器 A中含有電荷量相同而質(zhì)量有微小差別的帶電粒 子。在加速電場中，由動能定理得 。若粒子電荷量 q 也未知，通過質(zhì)譜儀可以求出該粒子的比荷（電荷量與質(zhì)量之比） 。 2．回旋加速器 利用電場對帶電粒子的加速作用和磁場對運動電荷的偏轉(zhuǎn)作用來獲得高能粒子，這些過程在回旋加速器的核心部件 —— 兩個 D 形盒和其間的窄縫內(nèi)完成，如圖所示。 （ 4）帶電粒子的最終能量 當帶電粒子的速度最大時，其運動半徑也最大，由牛頓第二定律 ，得 ，若 D形盒的半徑為 R，則 r=R，帶電粒子的最終動能 。 解析：粒子在電場中加速時，只有電場力做功，由動能定理得 。 故圓周半徑 。 答案： 1∶ 2 1∶ 1∶ 2 總結(jié)升華：理解粒子的動能與電場力做功之間的關系，掌握粒子在勻強磁場中做圓周運動的軌道半徑和周期公式是解決此題的關鍵。 （ 2）如果離子進入磁場后經(jīng)過時間 t 到達位置 P，證明： 直線 OP 與離子入射方向之間的夾角 跟 t 的關系是。 （ 2）當離子到位置 P 時，圓心角： 因為 ，所以 。 r=d / sin30176。 答案： 總結(jié)升華：對帶電粒子的勻速圓周運動的求解，關鍵是畫出勻速圓周運動的軌跡，利用幾何知識找出圓心及相應的半徑，從而找到圓弧所對應的圓心角。 解析：由幾何關系可求得最大半徑 r，即 . 所以 。確定半徑時要用到幾何知識，且根據(jù)邊角關系來確定。 解析：根據(jù)左手定則可以 判斷出：正離子在勻強磁場中做勻速圓周運動，其偏轉(zhuǎn)方向為順時針方向，射到 y 軸上最遠的離子是沿 x 軸負方向射出的離子。②邊界上的入射狀態(tài)或某些特殊放射方向，往往決定著帶電粒子的運動范圍（或邊界）。磁場方向垂直于圓面。 電子在磁場中沿圓弧 ab運動，圓心為 C，半徑為 R。 2一帶電質(zhì)點，質(zhì)量為 m，電量為 q，以平行于 x軸以速度 v 從 y軸上的 a點進入圖 a 中第一象限所示的區(qū)域，為了使該質(zhì)點能從 x軸上 b 點以垂直于 x軸的速度 v 射出，可在適當?shù)牡胤郊右粋€垂直于 xy 平面，磁感強度為 B 的勻強磁場，若 此磁場僅分布在一個圓形內(nèi)，試求這圓形磁場區(qū)域的最小半徑（重力忽略不計）。 分別過 a 點和 b 點作平行于 x 軸和 y 軸的兩條直線，它們與粒子圓弧軌跡相切于 a＇和 b＇，則實線 為粒子在磁場中運動的軌跡，如圖（ b）所示。②不能認為粒子從 a 到 b 點始終在磁場中運動。據(jù)求得的最大能量便可求得粒子在磁場中旋轉(zhuǎn)次數(shù) n，粒子在磁場中運動時間即為 nT。 （ 3）粒子在電場中運動時間極短，因此高頻交流電壓頻率要等于粒子回旋頻率， 因為 ，回旋頻率 角速度 （ 4）粒子最大回旋半徑為 Rmax，則由牛頓第二定律得 ，故 最大動能 （ 5）粒子每旋轉(zhuǎn)一周增加能量