【正文】 弱 越弱 直線電流的磁場 通電螺線管的磁場 環(huán)形電流的磁場 橫截面圖 縱截面圖 電流周圍的磁場情況都可以用安培定則判斷．但不同形式的通電導(dǎo)體采用的安培定則的方式不同． (4)勻強磁場：在磁場的某些區(qū)域內(nèi)，磁感線為同向、等間 距的平行線，如圖 8－ 1－ 3所示． 圖 8－ 1－ 3 三、磁通量 1．概念： 在磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場中，與磁場方向 面積 S和 B的乘積叫做穿過這個面的磁通量． 2．公式： Φ＝ . 3．單位： 1 Wb＝ . 4．物理意義： 指垂直穿過某一面積的磁感線的條數(shù)． 垂直的平面 BS 1 T 到達豎直位置 b的過程中，線圈中的磁通量改變了多少？ 圖 8－ 1－ 7 [思路點撥 ] 求解該題時應(yīng)注意： (1)線圈在水平位置 a時的磁通量 Φ1及線圈在豎直位置 b時的磁通量 Φ2； (2)磁感線從線圈不同側(cè)面穿過時，磁通量的正負不同． [課堂筆記 ] 在 a位置時， Φ1＝ BSsinθ 在 b位置時 Φ2＝－ BScosθ 所以 ΔΦ＝ |Φ2－ Φ1|＝ BS(cosθ＋ sinθ)． [答案 ] BS(cosθ＋ sinθ) 求解磁通量時，由于 B與線圈平面有一定夾角，即不垂直時可以將 B進行正交分解，求出垂直于線圈平面方向的磁場，也可以將線圈的面積向垂直于 B方向上投影 . (2020 ，而電荷在磁場中的運動時間 t＝ T，所以 t正 ∶ t負 ＝ θ正 ∶ θ負 ＝ 2∶ 1，故 B正確， A、 C、 D錯誤． 答案： B 帶電粒子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，由于多種因素的影響，使問題形成多解． 1．帶電粒子電性不確定形成多解 受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電荷，也可能帶負電荷，在相同的初速度的條件下，正、負粒子在磁場中運動軌跡不同，形成多解． 2．磁場方向不確定形成多解 有些題目只告訴了磁感應(yīng)強度的大小，而未具體指出磁感應(yīng)強度的方向，此時必須要考慮磁感應(yīng)強度方向不確定而形成的多解． 3．臨界狀態(tài)不唯一形成多解 帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有 界磁場時，由于粒子運動軌跡是圓 弧狀，因此，它可能穿過去了，也 可能轉(zhuǎn)過 180176。角，且粒子恰好沒有從 MN射出． (不計粒子所受重力 ) 圖 8－ 2－ 11 (1)求該帶電粒子的初速度 v0； (2)求該帶電粒子從 PQ邊界射出的出射點到 A點的距離 x. [思路點撥 ] 解答此題應(yīng)注意以下幾點： (1)注意入射方向的不確定引起多解性； (2)根據(jù)題意畫出帶電粒子的軌跡，建立半徑和磁場寬度的幾何關(guān)系； (3)建立洛倫茲力和圓周運動的關(guān)系． [解題樣板 ] (1)如圖 8－ 2－ 12 所示，若初速度向右上方，設(shè) 軌道半徑為 R1，由幾何關(guān)系可 得 R1＝ (2＋ )d.┄┄┄┄┄┄┄ (1分 ) 又洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律 有 qv0B＝ ，得 R1＝ ， ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) 圖 8－ 2－ 12 所以 v0＝ .┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (1分 ) 若初速度向左上方，設(shè)軌道半徑為 R2，由幾何關(guān)系可得 R2＝ (2－ )d， ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (1分 ) 得 v0＝ .┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (1分 ) (2)若初速度向右上方，帶電粒子從 PQ邊界上的 C點射出，△ ACO1為等腰直角三角形， ∠ AO1C＝ 90176。 ，則電子的質(zhì)量為多少？穿過磁場的時間是多長？ 圖 8－ 2－ 16 解析： 電子進入磁場后，只受洛倫茲力，電子做勻速圓周運動．根據(jù)左手定則判斷出其所受洛倫茲力的大致方向，畫出大致軌跡，過圓弧上 A、 B兩點作運動方向的垂線，交于 O點，則 O點即為圓周的圓心． 由幾何知識可以判斷，弧 AB所對 的圓心角和速度的偏向角相等， 都為 30176。 ，如圖 8－ 2－ 14所示，則該帶電粒子在磁場 中運動的時間為 ( ) 解析： 由 ∠ AOB＝ 120176。 . [答案 ] (1)5 10－ 2 m (2)37176。海南高考 )一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定． 導(dǎo)線中通有電流，方向如圖 8－ 1－ 12中箭頭所示．當沒有磁場時，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)；當分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強磁場時，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個圖示中正確的是 ( ) 圖 8－ 1－ 12 解析： 用左手定則可判斷出 A中導(dǎo)線所受安培力為零， B中導(dǎo)線所受安培力垂直于紙面向里， C、 D中所受安培力向右，導(dǎo)線受力 以后的彎曲方向應(yīng)與受力方向一致，故 D正確． 答案： D 4．如圖 8－ 1－ 13所示，在條形磁鐵 S極附近懸掛一個圓形 線圈，線圈平面與水平磁鐵位于同一平面內(nèi)，當線圈中通以如圖所示方向的電流時，線圈將 ( ) A．向磁鐵平移 B．遠離磁鐵平移 C．邊轉(zhuǎn)動邊向左擺動 D．邊轉(zhuǎn)動邊向右擺動 圖 8－ 1－ 13 解析： 線圈所處位置的磁場方向如 圖所示，由左手定則可判斷線圈左 半部分向紙外轉(zhuǎn)動，右半部分向紙 里轉(zhuǎn)動，通電圓環(huán)可看成小磁針，轉(zhuǎn)動后其左邊為 N極，所以線圈與磁鐵相互吸引向左擺動，故選 C. 答案： C 5．如圖 8－ 1－ 14所示，通電直導(dǎo)線 ab質(zhì)量為 m，水平地放 置在傾角為 θ的光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為 L，通以圖示方向的電流，電流為 I，要求導(dǎo)線 ab靜止在斜面上． (1)若磁場的方向豎直向上，則磁感應(yīng)強度為多大？ (2)若要求磁感應(yīng)強度最小，則磁感應(yīng)強度大小和方向應(yīng)如何？ 圖 8－ 1－ 14 解析： (1)若磁場方向豎直向上，從 a向 b觀察，導(dǎo)線受力情況如圖甲所示． 由平衡條件得 在水平方向上： F－ FNsinθ＝ 0 在豎直方向上： mg－ FNcosθ＝ 0 其中 F＝ BIL，聯(lián)立可解得： B＝ (2)若要求磁感應(yīng)強度最小，則一方面應(yīng)使磁場 方向與通電導(dǎo)線垂直，另一方面應(yīng)調(diào)整磁場方 向使與重力、支持力合力相平衡的安培力最?。? 如圖乙所示．由力的矢量三角形討論可知， 當安培力方向與支持力垂直時，安培力最小， 對應(yīng)磁感應(yīng)強度最小，設(shè)其值為 Bmin，則： BminIL＝ mgsinθ， Bmin＝ 根據(jù)左手定則知，該磁場方向垂直于斜面向上． 答案： (1) (2) ，方向垂直于斜面向上 一、洛倫茲力 1．定義： 磁場對 的作用力． 2． 洛倫茲力的方向 左手定則：伸開左手，使大拇指與其余 垂直，并且都與同一平面內(nèi)，讓磁感線從掌心 進入 ，并使四指指向為正電荷運動的方向，這時， 所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向． 運動電荷 四個手指 拇指 3． 洛倫茲力的 大小 (1)v∥ B時，洛倫茲力 . (2)v⊥ B時，洛倫茲力 F＝ . (3)v與 B的夾角為 θ時，洛倫茲力 F＝ . F＝ 0 Bqv qvBsinθ 1．利用左手定則判斷洛倫茲力的方向時，應(yīng)特別注意正、 負電荷的區(qū)別． 2．由于洛倫茲力始終與速度垂直，因此，它永不做功． 二、帶電粒子在勻強磁場中的運動狀態(tài) 1．若 v∥ B，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強磁場中做