高考物理解题技巧 磁场

高考物理解题技巧 磁场内容摘要：

1、六、磁场解题的基本方法1、磁场、磁场力方向的判定（1）电流磁场方向的判定正确应用安培定则对于直线电流、环形电流和通电螺线管周围空间的磁场分布，要能熟练地用磁力线正确表示，以图示方法画出磁力线的分布情况包括正确的方向和大致的疏密程度，还要能根据解题的需要选择不同的图示（如立体图、纵剖面图或横断面图等）。 其中，关于磁场方向走向的判定，要能根据电流方向正确掌握安培定则的两种用法，即： 对于直线电流，用右手握住导线（电流） ，让伸直的大拇指所指方向跟电流方向一致，则弯曲的四指所指方向即为磁力线环绕电流的方向。 对于环形电流和通电螺线管，应让右手弯曲的四指所指方向跟电流方向一致，则伸直的大拇指所指方向 2、即为环形电流中心轴线上磁力线方向，或通电螺线管内部磁力线方向（亦即大拇指指向通电螺线管滋力线出发端北极）。 对于通电螺线管，其内部的磁场方向从 N 极指向 S 极；而内部的磁场方向从 S 极指向 N 极。 从而形成闭合的曲线。 （2）安培力、洛仑兹力方向的判定正确应用左手定则 运用左手定则判定安培力的方向，要依据磁场 B 的方向和电流 I 的方向只要 L 的方向不平行，则必有安培力存在，且与 B、决定的平面垂直。 对于 B 与 垂直的一般情况来说，则需先将 B 矢量分解为两个分量：一个是垂直于 ，另一个是平行于 ，如图 92 所示，再依据 的方向和电流 I 的方向判定安培力的方向。 / 在磁场与通电 3、导线方向夹角给定的前提下，如果在安培力 F 磁场 B 和通电导线 任意两个量的方向确定，就能依据左手定则判断第三个量的方向。 运用左手定则判定洛仑兹力的方向，同样要依据磁场 B 的方向和由于带电粒子运动形成的电流方向（带正电粒子运动形成的电流，方向与其速度 v 方向一致，带负电粒子运动形成的电流，方向与其速度 v 方向相反）。 只要 B 与 v 的方向不平行，则必有洛仑兹力存在，且与 B、v 所决定的平面垂直。 对于 B 与 v 不垂直的一般情况来说，则仍需先将B 矢量分解为两个分量：一个是垂直于 v 的 ，另一个是平行于 v 的 ，如图 93所/示， （或将 u 矢量分解为两个分量：一个是垂直 4、于 B 的 ，另一个是平行于 B 的 ，如图/所示。 ）再依据 的方向和 v 的方向(或 B 的方向和 的方向) 正确判定洛仑兹力的B磁场 B 与已知电性粒子的运动速度 v 的方向夹角给定的前提下，如果在洛仑兹力f、磁场 B 和粒子运动速度中任意两个量的方向确定，也就能依据左手定则判断第三个量的方向。 2、磁场力大小的计算及其作用效果（1）关于安培力大小的计算式 ，其中 为 B 与 方向夹角（见图2） ，由式可知，由于角 取值不同，安培力值将随之而变，其中 取 、 值时 F018为零， 取 时 F 值最大。 本式的适用条件，一般地说应为一般通电直导线0于匀强磁场 B 中，但也有例外，譬如在非匀强 5、磁场中只要通电直导线段 在位置沿导线的各点 B 矢最相等（B 值大小相等、方向相同） ，则其所受安培力也可运用该式计算。 关于安培力的作用效果，解题中通常遇到的情况举例说明如下： 平行通电导线之间的相互作用；同向电流相吸，反向电流相斥。 这是电流问磁相互作用的一个重要例证。 在安培力与其他力共同作用下使通电导体处于平衡状态，借以测定 B 或 I 等待测值。 如应用电流天平测定磁感应强度值，应用磁电式电流表测量电流强度。 【例题 2)】 图 95 所示是一种电流天平，用以测定匀强磁场的磁感应强度。 在天平的一端挂一矩形线圈，其底边置于待测匀强磁场 B 中，B 的方向垂直于纸面向里。 已知线圈为 n 匝，底边 6、长 L 当线圈通以逆时针方向，强度为 I 的电流时，使天平平衡；将电流反向但强度不变，则需在左盘中再加 砝码，使天平恢复平衡。 试列出待测磁场磁感应强m度 B 的表达式。 分析和解 本题应着眼于线圈底边在安培力作用下天平的平衡以及电流方向变化后天平调整重新平衡等问题因此需对线圈及天平进行受力分析，根据平衡条件确定有关量的量值关系。 对于第一种情况，即线圈（设线圈质量为 M）通以逆时针方向电流时，根据左手定则判定其底边所受安培力 F 的方向竖直向上。 如果这时左盘中置砝码 m 可使天平平衡，则应有 第二种情况，即线圈改通顺时针方向电流后，显然其底边所受安培力方向变为竖直向下。 左盘需再加砝码 ，以使天平重 7、新平衡，这时则有F)(由、两式可得 ，2根据安培力的计算式，并考虑到线圈的匝数，有。 所以待测磁场的磁感应度 ，即为所求。 （2）关于洛仑兹力大小的计算式 ，其中 为 B 与 的方向夹角（见图） ，由式可知，由于 取值不同，洛仑兹力值亦将随之而变，其中 取 、 值时 018为零， 取 时 值最大。 本式的适用范围比较广泛，但在中学物理教学f90只讨论带电粒子在匀强磁场中的运动，而且大纲规定，洛仑兹力的计算，只要求掌握跟 B 垂直的情况。 题中通常遇到的情况举例说明如下： 在匀强磁场中带电粒子的运动。 a、如果带电粒子的运动速度 垂直于磁场 B，即 ，如图 99 所示，则带电v0粒子将在垂直于 B 的平面内做匀速圆周运动，这时洛仑兹力起着向心力的作用根据牛顿第二定律 ，应为 ，向 心向 心 此可得，圆运动半径。 角速度。 周期。 粒子动量的大小。 粒子的动能。 b、如果带电粒子的运动速度 与磁场 B 不垂直，臂如 锐角，如图 910 所示。 则可v将 分解为 及 ,其中带电粒子 q 一方面因 而受洛仑兹力)(v)/(/ 垂直于 B 的平面内做一个匀速圆周运动；同时，还因做一平行于磁场的与苏直线运动。 两分运动的合运动为如图 910 所示的沿一等距螺/距轴的半径 ，螺距。