第一篇：高中物理磁場(chǎng)部分知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

2016高中物理―磁場(chǎng)部分知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

2016高中物理―磁場(chǎng)部分知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

2016.03

一、磁場(chǎng)

磁體是通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)鐵一類物質(zhì)發(fā)生作用的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是物質(zhì)存在的另一種形式，是客觀存在。小磁針的指南指北表明地球是一個(gè)大磁體。磁體周圍空間存在磁場(chǎng)；電流周圍空間也存在磁場(chǎng)。

電流周圍空間存在磁場(chǎng)，電流是大量運(yùn)動(dòng)電荷形成的，所以運(yùn)動(dòng)電荷周圍空間也有磁場(chǎng)。靜止電荷周圍空間沒(méi)有磁場(chǎng)。

磁場(chǎng)存在于磁體、電流、運(yùn)動(dòng)電荷周圍的空間。磁場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形式。磁場(chǎng)對(duì)磁體、電流都有磁力作用。

與用檢驗(yàn)電荷檢驗(yàn)電場(chǎng)存在一樣，可以用小磁針來(lái)檢驗(yàn)磁場(chǎng)的存在。如圖所示為證明通電導(dǎo)線周圍有磁場(chǎng)存在——奧斯特實(shí)驗(yàn)，以及磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用實(shí)驗(yàn)。

1．地磁場(chǎng)

地球本身是一個(gè)磁體，附近存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)，地磁的南極在地球北極附近，地磁的北極在地球的南極附近。2．地磁體周圍的磁場(chǎng)分布

與條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)分布情況相似。3．指南針

放在地球周圍的指南針靜止時(shí)能夠指南北，就是受到了地磁場(chǎng)作用的結(jié)果。4．磁偏角

地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，磁針并非準(zhǔn)確地指南或指北，其間有一個(gè)交角，叫地磁偏角，簡(jiǎn)稱磁偏角。

說(shuō)明：

①地球上不同點(diǎn)的磁偏角的數(shù)值是不同的。

②磁偏角隨地球磁極緩慢移動(dòng)而緩慢變化。

③地磁軸和地球自轉(zhuǎn)軸的夾角約為11°。

二、磁場(chǎng)的方向

在電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向是人們規(guī)定的，同理，人們也規(guī)定了磁場(chǎng)的方向。

規(guī)定：

在磁場(chǎng)中的任意一點(diǎn)小磁針北極受力的方向就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。

確定磁場(chǎng)方向的方法是：

將一不受外力的小磁針?lè)湃氪艌?chǎng)中需測(cè)定的位置，當(dāng)小磁針在該位置靜止時(shí)，小磁針N極的指向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。

磁體磁場(chǎng)：

可以利用同名磁極相斥，異名磁極相吸的方法來(lái)判定磁場(chǎng)方向。

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電流磁場(chǎng)：

利用安培定則（也叫右手螺旋定則）判定磁場(chǎng)方向。

三、磁感線

在磁場(chǎng)中畫出有方向的曲線表示磁感線，在這些曲線上，每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同。

（1）磁感線上每一點(diǎn)切線方向跟該點(diǎn)磁場(chǎng)方向相同。

（2）磁感線特點(diǎn)

（1）磁感線的疏密反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線越密的地方表示磁場(chǎng)越強(qiáng)，磁感線越疏的地方表示磁場(chǎng)越弱。

（2）磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。

（3）磁場(chǎng)中的任何一條磁感線都是閉合曲線，在磁體外部由N極到S極，在磁體內(nèi)部由S極到N極。

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(chǎng)

說(shuō)明：

①磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而在磁場(chǎng)中假想出來(lái)的一組有方向的曲線，并不是客觀存在于磁場(chǎng)中的真實(shí)曲線。

②磁感線與電場(chǎng)線類似，在空間不能相交，不能相切，也不能中斷。

四、幾種常見(jiàn)磁場(chǎng)

1通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)

（1）安培定則：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向，這個(gè)規(guī)律也叫右手螺旋定則。

（2）磁感線分布如圖所示：

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說(shuō)明：

①通電直導(dǎo)線周圍的磁感線是以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，實(shí)際上電流磁場(chǎng)應(yīng)為空間圖形。

②直線電流的磁場(chǎng)無(wú)磁極。

③磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與距導(dǎo)線的距離有關(guān)，離導(dǎo)線越近磁場(chǎng)越強(qiáng)，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場(chǎng)越弱。

④圖中的“×”號(hào)表示磁場(chǎng)方向垂直進(jìn)入紙面，“·”表示磁場(chǎng)方向垂直離開(kāi)紙面。2．環(huán)形電流的磁場(chǎng)

（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。

（2）磁感線分布如圖所示：

（3）幾種常用的磁感線不同畫法。

說(shuō)明：

①環(huán)形電流的磁場(chǎng)類似于條形磁鐵的磁場(chǎng)，其兩側(cè)分別是N極和S極。

②由于磁感線均為閉合曲線，所以環(huán)內(nèi)、外磁感線條數(shù)相等，故環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)，環(huán)外磁場(chǎng)弱。

③環(huán)形電流的磁場(chǎng)在微觀上可看成無(wú)數(shù)根很短的直線電流的磁場(chǎng)的疊加。

3．通電螺線管的磁場(chǎng)

（1）安培定則：用右手握住螺線管，讓彎曲時(shí)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的畫法。

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說(shuō)明：

①通電螺線管的磁場(chǎng)分布：外部與條形磁鐵外部的磁場(chǎng)分布情況相同，兩端分別為N極和S極。管內(nèi)（邊緣除外）是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)分布由S極指向N極。

②環(huán)形電流宏觀上其實(shí)就是只有一匝的通電螺線管，通電螺線管則是由許多匝環(huán)形電流串聯(lián)而成的。因此，通電螺線管的磁場(chǎng)也就是這些環(huán)形電流磁場(chǎng)的疊加。

③不管是磁體的磁場(chǎng)還是電流的磁場(chǎng)，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。4．勻強(qiáng)磁場(chǎng)

（1）定義：在磁場(chǎng)的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，如果各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向都相同，這個(gè)區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng)。

（2）磁感線分布特點(diǎn)：間距相同的平行直線。

（3）產(chǎn)生：距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)除邊緣部分外可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng)；相隔一定距離的兩個(gè)平行放置的線圈通電時(shí)，其中間區(qū)域的磁場(chǎng)也是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示：

五、磁感應(yīng)強(qiáng)度

1、磁感應(yīng)強(qiáng)度

為了表征磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，我們引入一個(gè)新的物理量：磁感應(yīng)強(qiáng)度。描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，用符號(hào)“B”表示。

通過(guò)精確的實(shí)驗(yàn)可以知道，當(dāng)通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，受到磁場(chǎng)對(duì)它的力的作用。對(duì)于同一磁場(chǎng)，當(dāng)電流加倍時(shí)，通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力也加倍，這說(shuō)明通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力與通過(guò)它的電流強(qiáng)度成正比。而當(dāng)通電導(dǎo)線長(zhǎng)度加倍時(shí)，它受到的磁場(chǎng)力也加倍，這說(shuō)明通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力與導(dǎo)線長(zhǎng)也成正比。對(duì)于磁場(chǎng)中某處來(lái)說(shuō)，通電導(dǎo)線在該處受的磁場(chǎng)力F與通電電流強(qiáng)度I與導(dǎo)線長(zhǎng)度L乘積的比值是一個(gè)恒量，它與電流強(qiáng)度和導(dǎo)線長(zhǎng)度的大小均無(wú)關(guān)。在磁場(chǎng)中不同位置，這個(gè)比值可能各不相同，因此，這個(gè)比值反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義

電流元

①定義：物理學(xué)中把很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL叫做電流元。

②理解：孤立的電流元是不存在的，因?yàn)橐箤?dǎo)線中有電流，就必須把它連到電源上。

（2）磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力

①內(nèi)容：通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，它受力的大小與I和L的乘積成正比。

②公式：。

說(shuō)明：

①B為比例系數(shù)，與導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流的大小都無(wú)關(guān)。②不同的磁場(chǎng)中，B的值是不同的。

③B應(yīng)為與電流垂直的值，即式子成立條件為：B與I垂直。

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磁感應(yīng)強(qiáng)度

定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)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(zhǎng)度L的乘積IL的比值，叫做通電直導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

公式：B=F / IL。（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位

在國(guó)際單位制中，B的單位是特斯拉（T），由B的定義式可知：

1特（T）=

（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，不僅有大小，而且有方向，其方向即為該處磁場(chǎng)方向。小磁針靜止時(shí)N極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，簡(jiǎn)稱為磁場(chǎng)的方向。B是矢量，其方向就是磁場(chǎng)方向，即小磁針靜止時(shí)N極所指的方向。

2、磁通量

磁感線和電場(chǎng)線一樣也是一種形象描述磁場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向分布的假想的線，磁感線上各點(diǎn)的切線方向即該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，磁感線的密疏，反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。為了定量地確定磁感線的條數(shù)跟磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的關(guān)系，規(guī)定：在垂直磁場(chǎng)方向每平方米面積的磁感線的條數(shù)與該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小（單位是特）數(shù)值相同。這里應(yīng)注意的是一般畫磁感線可以按上述規(guī)定的任意數(shù)來(lái)畫圖，這種畫法只能幫助我們了解磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；方向的分布，不能通過(guò)每平方米的磁感線數(shù)來(lái)得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值。

（1）磁通量的定義

穿過(guò)某一面積的磁感線的條數(shù)，叫做穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量，用符號(hào)φ表示。

物理意義：穿過(guò)某一面的磁感線條數(shù)。

（2）磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系

按前面的規(guī)定，穿過(guò)垂直磁場(chǎng)方向單位面積的磁感線條數(shù)，等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，所以在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向的面積S上的磁通量φ=BS。

若平面S不跟磁場(chǎng)方向垂直，則應(yīng)把S平面投影到垂直磁場(chǎng)方向上。

當(dāng)平面S與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，φ=0。公式

（1）公式：Φ=BS。

（2）公式運(yùn)用的條件：

a．勻強(qiáng)磁場(chǎng)；b．磁感線與平面垂直。

（3）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，若磁感線與平面不垂直，公式Φ=BS中的S應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積。

此時(shí)效面積”。，式中

即為面積S在垂直于磁感線方向的投影，我們稱為“有

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（3）磁通量的單位

在國(guó)際單位中，磁通量的單位是韋伯（Wb），簡(jiǎn)稱韋。磁通量是標(biāo)量，只有大小沒(méi)有方向。

(4)磁通密度

磁感線越密的地方，穿過(guò)垂直單位面積的磁感線條數(shù)越多，反之越少，因此穿過(guò)單位面積的磁通量——磁通密度，它反映了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，在數(shù)值上等于磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，B =Φ/S。

六、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

1．安培分子電流假說(shuō)的內(nèi)容

安培認(rèn)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(gè)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(gè)磁極。

2．安培假說(shuō)對(duì)有關(guān)磁現(xiàn)象的解釋

（1）磁化現(xiàn)象：一根軟鐵棒，在未被磁化時(shí)，內(nèi)部各分子電流的取向雜亂無(wú)章，它們的磁場(chǎng)互相抵消，對(duì)外不顯磁性；當(dāng)軟磁棒受到外界磁場(chǎng)的作用時(shí)，各分子電流取向變得大致相同時(shí)，兩端顯示較強(qiáng)的磁性作用，形成磁極，軟鐵棒就被磁化了。

（2）磁體的消磁：磁體的高溫或猛烈敲擊，即在激烈的熱運(yùn)動(dòng)或機(jī)械運(yùn)動(dòng)影響下，分子電流取向又變得雜亂無(wú)章，磁體磁性消失。磁現(xiàn)象的電本質(zhì)

磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣，都是由運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生的。

說(shuō)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(fù)電，核外電子在庫(kù)侖引力作用下繞核高速旋轉(zhuǎn)，形成分子電流。在安培生活的時(shí)代，由于人們對(duì)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)尚不清楚，所以稱為“假說(shuō)”。但是現(xiàn)在，“假設(shè)”已成為真理。

②分子電流假說(shuō)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(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生的。安培力

通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力稱為安培力。3．安培力的方向——左手定則

（1）左手定則

伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)，讓磁感線穿過(guò)手心，讓伸開(kāi)的四指指向電流方向，那么大拇指所指方向即為安培力方向。

（2）安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I三者的方向關(guān)系：

①直。，即安培力垂直于電流和磁感線所在的平面，但B與I不一定垂

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②判斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力時(shí)，注意一定要用左手，并注意各方向間的關(guān)系。

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。

4．電流間的作用規(guī)律

同向電流相互吸引，異向電流相互排斥。安培力大小的公式表述

（1）當(dāng)B與I垂直時(shí)，F(xiàn)=BIL。

（2）當(dāng)B與I成角時(shí)，是B與I的夾角。

和沿電流方向的推導(dǎo)過(guò)程：如圖所示，將B分解為垂直電流的，B對(duì)I的作用可用B1、B2對(duì)電流的作用等效替代。

5．幾點(diǎn)說(shuō)明

（1）通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，F(xiàn)=BIL最大；平行時(shí)最小，F(xiàn)=0。

（2）B對(duì)放入的通電導(dǎo)線來(lái)說(shuō)是外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

（3）導(dǎo)線L所處的磁場(chǎng)應(yīng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，公式

僅適用于很短的通電導(dǎo)線（我們可以把這樣的直線電流稱為直線電流元）。

（4）式中的L為導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向的有效長(zhǎng)度。如圖所示，半徑為r的半圓形導(dǎo)線與磁場(chǎng)B垂直放置，當(dāng)導(dǎo)線中通以電流I時(shí)，導(dǎo)線的等效長(zhǎng)度為2 r，故安培力F=2BIr。

七、磁電式電流表 1.電流表的構(gòu)造

磁電式電流表的構(gòu)造如圖所示。在蹄形磁鐵的兩極間有一個(gè)固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框，在鋁框上繞有線圈。鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個(gè)螺旋彈簧和一個(gè)指針，線圈的兩端分別接在這兩個(gè)螺旋彈簧上，被測(cè)電流經(jīng)過(guò)這兩個(gè)彈簧流入線圈。

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2．電流表的工作原理

如圖所示，設(shè)線圈所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寬為d，匝數(shù)為n，當(dāng)線圈中通有電流I時(shí)，安培力對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生力矩：為：F=nBIL。故安培力的力矩大小為M1=nBILd。，安培力的大小

當(dāng)線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不論通過(guò)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。

當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)，這時(shí)指針偏角為角，兩彈簧產(chǎn)生阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)力矩為M2，對(duì)線圈，根據(jù)力矩平衡有M1=M2。

設(shè)彈簧材料的扭轉(zhuǎn)力矩與偏轉(zhuǎn)角成正比，且為M2=k。

由nBILd=k得。

其中k、n、B、I、d是一定的，因此有

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(duì)應(yīng)不同的在刻度盤上標(biāo)出相應(yīng)的電流值，這樣就可以直接讀取電流值了。

第二篇：高中物理萬(wàn)有引力部分知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

高中物理——萬(wàn)有引力與航天

知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

一、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律

（1）所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。

（2）對(duì)于每一顆行星，太陽(yáng)和行星的聯(lián)線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。

（3）所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。

二、萬(wàn)有引力定律

1．內(nèi)容：宇宙間的一切物體都是互相吸引的，兩個(gè)物體間的引力大小，跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比．

2．公式：F＝Gm1m2/r^2，其中G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，稱為萬(wàn)有引力常量。

3．適用條件：

嚴(yán)格地說(shuō)公式只適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，當(dāng)兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí)，公式也可近似使用，但此時(shí)r應(yīng)為兩物體重心間的距離。對(duì)于均勻的球體，r是兩球心間的距離。

三、萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用

1．解決天體(衛(wèi)星)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路

(1)把天體(或人造衛(wèi)星)的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由萬(wàn)有引力提供，關(guān)系式：

F＝Gm1m2/r^2＝mv^2/r＝mω2r＝m(2π/T)2r

(2)在地球表面或地面附近的物體所受的重力等于地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力，即mg＝Gm1m2/r^2，gR2＝GM.2．天體質(zhì)量和密度的估算

通過(guò)觀察衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T，軌道半徑r，由萬(wàn)有引力等于向心力，即Gr2(Mm)＝mT2(4π2)r，得出天體質(zhì)量M＝GT2(4π2r3).(1)若已知天體的半徑R，則天體的密度

ρ＝V(M)＝πR3(4)＝GT2R3(3πr3)

(2)若天體的衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑r等于天體半徑R，則天體密度ρ＝GT2(3π)

可見(jiàn)，只要測(cè)出衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運(yùn)動(dòng)的周期，就可求得天體的密度．

3．人造衛(wèi)星

(1)研究人造衛(wèi)星的基本方法

看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需的向心力由萬(wàn)有引力提供．Gr2(Mm)＝mr(v2)＝mrω2＝m4?

2T2r^2＝ma向．

(2)衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系

①由GMm/r^2＝mv^2/r得v＝GM/r，故r越大，v越小

②由GMm/r^2＝mrω2得ω＝GMm/r^3，故r越大，ω越小

23③由GMm/r^2＝m(4π^2/T^2)r得T＝4?r，故r越

大，T越大

(3)人造衛(wèi)星的超重與失重

①人造衛(wèi)星在發(fā)射升空時(shí)，有一段加速運(yùn)動(dòng)；在返回地面時(shí)，有一段減速運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)過(guò)程加速度方向均向上，因而都是超重狀態(tài)。

②人造衛(wèi)星在沿圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于萬(wàn)有引力提供向心力，所以處于完全失重狀態(tài)，在這種情況下凡是與重力有關(guān)的力學(xué)現(xiàn)象都會(huì)停止發(fā)生。

(4)三種宇宙速度

①第一宇宙速度(環(huán)繞速度)v1＝7.9 km/s.這是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度，也是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度．若7.9 km/s≤v<11.2 km/s，物體繞地球運(yùn)行． ②第二宇宙速度(脫離速度)v2＝11.2 km/s.這是物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度．若11.2 km/s≤v<16.7 km/s，物體繞太陽(yáng)運(yùn)行．

③第三宇宙速度(逃逸速度)v3＝16.7 km/s這是物體掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度。若v≥16.7 km/s，物體將脫離太陽(yáng)系在宇宙空間運(yùn)行。

題型：

1．求星球表面的重力加速度

在星球表面處萬(wàn)有引力等于或近似等于重力，則：GMm/r^2＝mg，所以g＝GM/r^2(R為星球半徑，M為星球質(zhì)量)．由此推得兩個(gè)不同天體表面重力加速度的關(guān)系為：g2(g1)＝R12(R22)·M2(M1).2．求某高度處的重力加速度

若設(shè)離星球表面高h(yuǎn)處的重力加速度為gh，則：GMm/(R+h)^2＝mgh，所以gh＝GM/(R+h)^2，可見(jiàn)隨高度的增加重力加速度逐漸減小。

3．近地衛(wèi)星與同步衛(wèi)星

(1)近地衛(wèi)星其軌道半徑r近似地等于地球半徑R，其運(yùn)動(dòng)速度v＝R(GM)＝7.9 km/s，是所有衛(wèi)星的最大繞行速度；運(yùn)

行周期T＝85 min，是所有衛(wèi)星的最小周期；向心加速度a＝g＝9.8 m/s2是所有衛(wèi)星的最大加速度。

(2)地球同步衛(wèi)星的五個(gè)“一定”

①周期一定T＝24 h

②距離地球表面的高度h一定

③線速度v一定

④角速度ω一定

⑤向心加速度a一定

第三篇：高中物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)：專題復(fù)習(xí)三_電場(chǎng)、電路、磁場(chǎng)

專題復(fù)習(xí)三 電場(chǎng)、電路、磁場(chǎng)

一.本周教學(xué)內(nèi)容：專題復(fù)習(xí)三 電場(chǎng)、電路、磁場(chǎng) 【典型例題】

例1.如圖所示，P、Q是兩個(gè)電量相等的正的點(diǎn)電荷，它們連線的中點(diǎn)是O，A，B是中垂線上的兩點(diǎn)，OA＜OB。用EA、EB、UA、UB分別表示A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)，則（）

A.EA一定大于EB，UA一定大于UB B.EA不一定大于EB，UA一定大于UB C.EA一定大于EB，UA不一定大于UB D.EA不一定大于EB，UA不一定大于UB 解析：等量同號(hào)點(diǎn)電荷電場(chǎng)分布，沿OA方向電勢(shì)降低，場(chǎng)強(qiáng)先增大后減小，但由于不能確定場(chǎng)強(qiáng)最大值出現(xiàn)在哪兒，故選B。

例2.如圖所示，虛線a、b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別是Ua、Ub、Uc，且Ua＞Ub＞Uc，一個(gè)帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示，由圖可知（）

A.ab間電路通，cd間電路不通 B.ab間電路不通，bc間電路通 C.ab間電路通，bc間電路不通 D.bc間電路不通，cd間電路通 解析：Uad＝220V，Ubd＝220V，說(shuō)明ab間通，由Uad＝220V，Uac＝220V，說(shuō)明cd間通，由于無(wú)電流，故只能bc間斷，選CD。

例4.如圖所示，在粗糙水平面上固定一點(diǎn)電荷Q，在M點(diǎn)無(wú)初速度釋放一帶有恒定電量的小物塊，小物塊在Q的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)靜止，則從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中（）

A.小物塊所受電場(chǎng)力逐漸減小 B.小物塊具有的電勢(shì)能逐漸減小 C.M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)

D.小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功

解析：小物塊在庫(kù)侖斥力和摩擦力作用下從M至N，先加速后減速，加速度變化是先減小后增大。但庫(kù)侖斥力一直做正功，電勢(shì)能減小。由于小物塊遠(yuǎn)離Q，電場(chǎng)力逐漸減小。對(duì)小物塊由M點(diǎn)至N點(diǎn)運(yùn)用動(dòng)能定理，W電－Wf＝0－0，故W電＝Wf。由于不知Q的電性，故M、N 點(diǎn)電勢(shì)無(wú)法比較。選 ABD。

例5.目前世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能。如圖所示為它的發(fā)電原理。將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的微粒，從整體來(lái)說(shuō)呈電中性）噴射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊面積為S，相距為d的平行金屬板與外電阻R相連構(gòu)成一電路。設(shè)氣流的速度為v，氣體的電導(dǎo)率（電阻率的倒數(shù)）為g，則流過(guò)外電阻R的電流強(qiáng)度I及電流方向?yàn)椋ǎ?/p>

解析：

放電電流方向A→R→B，選D。

例6.在如圖所示的電路中，當(dāng)可變電阻R的阻值增大時(shí)（）

A.AB兩點(diǎn)間的電壓U增大 B.AB兩點(diǎn)間的電壓U減小 C.通過(guò)R的電流I增大 D.回路中的總電功率增大

解析：當(dāng)可變電阻R增大時(shí)，R外增大故閉合電路總電流I減小，電源兩端電壓U端增

例7.如圖所示，虛線框abcd內(nèi)為一矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，ab＝2bc，磁場(chǎng)方向垂直紙面；實(shí)線框a'b'c'd'是一正方形導(dǎo)線框，a'b'與ab邊平行，若將導(dǎo)線框勻速地拉離磁場(chǎng)區(qū)域，以W1表示沿平行于ab的方向拉出過(guò)程中外力所做的功，W2表示以同樣速率沿平行于bc的方向拉出過(guò)程中外力所做的功，則（）

例8.電磁流量計(jì)如圖所示，用非磁性材料制成的圓管道，外加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)管中導(dǎo)電液體流過(guò)此區(qū)域時(shí)，測(cè)出管道直徑兩端的電勢(shì)差U，就可以得知管中液體的流量Q，即單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道橫截面的液體的體積（m3/s）。若管道直徑為D，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則Q＝_____________。

A.保持K接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小 B.保持K接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電量減小 C.斷開(kāi)K，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢(shì)差減小 D.斷開(kāi)K，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板間的電勢(shì)差增大

解析：K接通，電容器電壓不變，減小板間距d，則電場(chǎng)強(qiáng)度增大。在兩板插入介質(zhì)，例11.如圖所示，光滑絕緣半球槽的半徑為R，處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一質(zhì)量為m的帶電小球從槽的右端A處無(wú)初速沿軌道滑下，滑到最低位置B時(shí)，球?qū)壍赖膲毫?mg。

例12.湯姆生在測(cè)定陰極射線的荷質(zhì)比時(shí)采用的方法是利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)法，即通過(guò)測(cè)出陰極射線在給定勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中穿過(guò)一定距離時(shí)的速度偏轉(zhuǎn)角來(lái)達(dá)到測(cè)定其荷質(zhì)比的目的。利用這種方法也可以測(cè)定其它未知粒子的荷質(zhì)比，反過(guò)來(lái)，知道了某種粒子的荷質(zhì)比，也可以利用該方法了解電場(chǎng)或者磁場(chǎng)的情況。

假設(shè)已知某種帶正電粒子（不計(jì)重力）的荷質(zhì)比（q/m）為k，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向豎直向下。先讓粒子沿垂直于電場(chǎng)的方向射入電場(chǎng)，測(cè)出它穿過(guò)水平距離L后的速度偏轉(zhuǎn)角θ（θ很小，可認(rèn)為θ≈tanθ）（見(jiàn)圖甲）；接著用勻強(qiáng)磁場(chǎng)代替電場(chǎng)，讓粒子以同樣的初速度沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，測(cè)出它通過(guò)一段不超過(guò)1/4圓周長(zhǎng)的弧

解析：

例13.如圖所示，空間分布著場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1、B2，且磁感強(qiáng)度大小B1＝B2＝B，磁場(chǎng)B2的區(qū)域足夠大，電場(chǎng)寬度為L(zhǎng)。一帶電粒子質(zhì)量為 m，電量為q。不計(jì)重力，從電場(chǎng)邊緣A點(diǎn)由靜止釋放該粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)，穿過(guò)磁場(chǎng)B1區(qū)域（圖中虛線為磁場(chǎng)分界線，對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)無(wú)影響。）進(jìn)入磁場(chǎng) B2，粒子能沿某一路徑再次返回A點(diǎn)，然后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程。求：

（1）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小v。（2）磁場(chǎng)B1的寬度D。

（3）粒子由A點(diǎn)出發(fā)至返回A點(diǎn)需要的最短時(shí)間t。

解析：

例14.如圖所示為示波管的原理圖，電子槍中熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子，初速度很小，可視為零。電子槍的加速電壓為U0，緊挨著是偏轉(zhuǎn)電極YY'和XX'，設(shè)偏轉(zhuǎn)電極的極板長(zhǎng)均為

求：（1）若只在YY'偏轉(zhuǎn)電極上加電壓UYY'＝U1（U1＞0），則電子到達(dá)熒光屏上的速度多大？

（2）在第（1）問(wèn)中，若再在XX'偏轉(zhuǎn)電板上加上UXX'＝U2（U2＞0），試在熒光屏上標(biāo)出亮點(diǎn)的大致位置，并求出該點(diǎn)在熒光屏上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。

解析：（1）

（2）電子在y電場(chǎng)中偏移距離：

根據(jù)相似三角形

同理在xx'方向

根據(jù)相似三角形

（1）試分析說(shuō)明帶電小球被拋出后沿豎直方向和水平方向分別做什么運(yùn)動(dòng)。（2）在圖中畫出帶電小球從拋出點(diǎn)O到落與O在同一水平線上的O'點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。（3）帶電小球落回到O'點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。

解析：（1）豎直方向：重力向下，初速v0向上，做勻減速直線或上拋運(yùn)動(dòng) 水平：電場(chǎng)力向右，初速度為0，勻加速直線（2）豎直：小球向上運(yùn)動(dòng)和向下運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等。

【模擬試題】 卷I

14.下列說(shuō)法正確的是（）

A.1 kg 0℃水的內(nèi)能比1kg0℃冰的內(nèi)能小 B.氣體膨脹，它的內(nèi)能一定減少 C.已知阿伏加德羅常數(shù)、某氣體的摩爾質(zhì)量和密度，就可估算出該氣體中分子的平均距離

D.對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí)，壓強(qiáng)必變大

15.如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中沿水平方向傳播，實(shí)線是在 時(shí)的波形圖，虛線是在

A.（1）（2）B.（3）（4）C.（1）（3）D.（2）（4）

16.如圖所示，帶箭頭的直線表示電場(chǎng)線，虛線表示等勢(shì)面，彎曲實(shí)線表示一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)力作用下由A運(yùn)動(dòng)到B的徑跡。粒子在A點(diǎn)的加速度為動(dòng)能為，則（），A.粒子帶正電，B.粒子帶正電，17.氫原子從第五能級(jí)躍遷到第三能級(jí)時(shí)氫原子輻射的光子的頻率為

（3）氫原子從第二能級(jí)向第一能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子，一定能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象（4）氫原子從第五能級(jí)向第四能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子，一定不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象

在這四種判斷中，正確的是（）A.（1）（3）B.（2）（4）

C.（1）（2）（3）D.（1）（3）（4）

18.汽車在平直公路上以速度 勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P?？爝M(jìn)入鬧市區(qū)時(shí)，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛。設(shè)汽車行駛過(guò)程中所受阻力大小不變，則下面四個(gè)圖象中，哪個(gè)圖象正確表示了從司機(jī)減小油門開(kāi)始，汽車的速度與時(shí)間的關(guān)系（）

19.如圖所示，某空間存在著沿水平方向指向紙里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中固定著與水平面夾角為α的光滑絕緣斜面。一個(gè)帶電小球，從斜面頂端由靜止開(kāi)始釋放，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，小球離開(kāi)了斜面。則有（）

A.液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài) B.液滴做自由落體運(yùn)動(dòng) C.電容器上的帶電量減小 D.電容器上的帶電量增大

21.如圖所示中的虛線上方空間有垂直線框平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，直角扇形導(dǎo)線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)線框中感應(yīng)電流方向以逆時(shí)針為正方向，那么在下圖中能正確描述線框從下圖所示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，線框內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化情況的是（）

卷II 22.（18分）

（1）在實(shí)驗(yàn)室中用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)部分如下面左圖所示，由圖可知，金屬絲的直徑是______________。

（2）在“把電流表改裝為電壓表”的實(shí)驗(yàn)中，給出的器材有：

①電流表（量程為，內(nèi)阻約200Ω）；

②標(biāo)準(zhǔn)電壓表（量程為2V）； ③電阻箱（0～999Ω）； ④滑動(dòng)變阻器（0～200Ω）；

⑤電位器（一種可變電阻，其原理與滑動(dòng)變阻器相當(dāng)）（0～47⑥電源（電動(dòng)勢(shì)2V，有內(nèi)阻）； ⑦電源（電動(dòng)勢(shì)6V，有內(nèi)阻）； ⑧電鍵兩只；導(dǎo)線若干。）；

<1>首先要用半偏法測(cè)定電流表的內(nèi)阻。如果采用如圖所示的電路測(cè)定電流表A的內(nèi)電阻并且要想得到較高的精確度，那么從以上給的器材中，可變電阻；

C.觀察 的阻值調(diào)至最大；

D.調(diào)節(jié) 豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)（<7“ style='width:14.25pt;> 為地面附近的重力加速度），已知地球半徑為R。

（1）到某一高度時(shí)，測(cè)試儀器對(duì)平臺(tái)的壓力是剛起飛時(shí)壓力的<8” style= > 求此時(shí)火箭離地面的高度h。，（2）探測(cè)器與箭體分離后，進(jìn)入行星表面附近的預(yù)定軌道，進(jìn)行一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)和測(cè)量，若測(cè)得探測(cè)器環(huán)繞該行星運(yùn)動(dòng)的周期為<9" >，試問(wèn)：該行星的平均密度為多少？（假定行星為球體，且已知萬(wàn)有引力恒量為G）

24.（18分）

如圖所示，在求：，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。（1）帶電粒子的比荷 與帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 之比。

25.（18分）

如圖所示，有一塊木板靜止在光滑且足夠長(zhǎng)的水平面上，木板質(zhì)量為；木板右端放著一個(gè)小滑塊，小滑塊質(zhì)量為

（1）現(xiàn)用恒力F作用在木板M上，為了使得m能從M上面滑落下來(lái)，問(wèn)：F大小的范圍是什么？

（2）其它條件不變，若恒力

【試題答案】

14.C 15.C 16.D 17.A 18.C 19.C 20.D 21.A 22.（1）0.920mm（2）<1>⑤，③，⑦

<2>①C，②A，③D，④B，⑤E，⑥F <3>200，小 <4>串，19800 23.（1）

（2）

（2）

25.（1）F＞20N（2）

第四篇：高中物理“磁場(chǎng)”教學(xué)研究

專題講座

高中物理“磁場(chǎng)”教學(xué)研究

張宇（北京市育英中學(xué)，高級(jí)教師）

一、磁場(chǎng)主題的學(xué)科知識(shí)的深層次理解

（一）《磁場(chǎng)》的知識(shí)結(jié)構(gòu)

本主題內(nèi)容按如下的線索展開(kāi)：

磁場(chǎng)概念的建立和描述——磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用——安培力和洛侖茲力的應(yīng)用。這樣安排，知識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)比較清晰，也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

本主題可以分為三個(gè)單元。第一單元主要內(nèi)容為：通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)有了一定的感性認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上，利用科學(xué)的方法來(lái)描述磁場(chǎng)。本單元可以分為三節(jié)課。第 1 節(jié)在初中相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)磁體間的作用、小磁針指南北的性質(zhì)和奧斯特實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)象認(rèn)識(shí)到在磁體、地球和電流周圍存在磁場(chǎng)，認(rèn)識(shí)到磁體與磁體、磁體與電流、電流與電流之間的作用力是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的。第 2、3 兩節(jié)學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)的描述。磁場(chǎng)具有強(qiáng)弱和方向，磁場(chǎng)的這種性質(zhì)可以用磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行定量描述，也可以用磁感線定性描述。第二單元學(xué)習(xí)磁場(chǎng)的一個(gè)性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力——安培力。第三單元學(xué)習(xí)磁場(chǎng)的另一個(gè)性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力——洛倫茲力，以及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，里面穿插了洛侖茲力的應(yīng)用，尤其是在現(xiàn)代高新科技中的應(yīng)用。這樣安排，從初中知識(shí)講起，注重了循序漸進(jìn)，先宏觀后微觀，注重了知識(shí)的依次生成。

（二）《磁場(chǎng)》在學(xué)科知識(shí)體系中的地位及相互關(guān)系

學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單的磁現(xiàn)象，頭腦中初步建立了磁場(chǎng)的概念。在本模塊我們剛剛學(xué)習(xí)了靜電場(chǎng)，對(duì)于磁場(chǎng)，可以通過(guò)和電場(chǎng)類比進(jìn)行教學(xué)。比如磁感應(yīng)強(qiáng)度與電強(qiáng)場(chǎng)度類比；磁感線與電場(chǎng)線類比；安培力、洛倫茲力和電場(chǎng)力類比。類比是一種重要的學(xué)習(xí)方法，它不單單是從舊知識(shí)發(fā)展新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)，同時(shí)通過(guò)對(duì)比，使學(xué)生辯析兩者的不同，從而對(duì)知識(shí)的理解更深入。另外，通過(guò)類比學(xué)習(xí)，也可以發(fā)展學(xué)生的求同思維和變異思維，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

本主題內(nèi)容對(duì)學(xué)生的空間想象能力比較高，電流周圍的磁場(chǎng)、安培力和洛倫茲力等內(nèi)容都涉及到不同物理量之間的空間關(guān)系。在教學(xué)中注意通過(guò)立體圖和平面圖（三視圖）之間的轉(zhuǎn)化來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。

帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周，解決這類問(wèn)題，對(duì)平面幾何中圓的知識(shí)應(yīng)用較多，通過(guò)習(xí)題訓(xùn)練，可以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力。

本主題涉及到很多實(shí)際應(yīng)用，課本中涉及到磁電式電流表、電視顯像管、回旋加速器、質(zhì)譜儀等，課后習(xí)題涉及到電流天平、速度選擇器、磁流體發(fā)電、電磁流量計(jì)等。通過(guò)這些內(nèi)容可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以使學(xué)生樹立理論聯(lián)系實(shí)際的意識(shí)，還可以訓(xùn)練學(xué)生把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化成物理模型的能力。

注意物理學(xué)思想與方法的滲透。新課標(biāo)教材首次引入“電流元”這個(gè)物理量，就像質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、試探電荷一樣，電流元也是一個(gè)理想化模型。另外，電流元還涉及到“微元法”這一物理思想。其實(shí)我們?cè)谝龑?dǎo)學(xué)生分析電流在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)受力時(shí)，需要用到微元法，這次課改把微元法納入教材內(nèi)容，提醒我們?cè)谡n堂上應(yīng)該有意識(shí)、有步驟地滲透物理思想和方法。

本主題的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)是重要的基礎(chǔ)。比如選修 3-2 中電磁感應(yīng)、交流電和選修 3-4 中的電磁場(chǎng)和電磁波。

（三）對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的深入理解 1．磁感應(yīng)強(qiáng)度的幾種定義

磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)的基本物理量，已知一個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布，就可以確定運(yùn)動(dòng)電荷、電流在磁場(chǎng)中受到的作用力。磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 是和靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度 E 相對(duì)應(yīng)的物理量。靜電場(chǎng)對(duì)電荷有作用力，靜電場(chǎng)可以用檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中各點(diǎn)受到的力來(lái)研究，電場(chǎng)強(qiáng)度 E 定義為 E=F/q。研究 磁場(chǎng)也要引進(jìn)一個(gè)檢測(cè)的物體，由于磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力，對(duì)通電線圈有力矩的作用，所以可以采用這三種物體作為檢測(cè)磁場(chǎng)的物體，采用不同的檢測(cè)物體，也就相應(yīng)地給出了磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的不同定義。

2.下面介紹常見(jiàn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的三種定義方法。

(1)用一段通電直導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力來(lái)定義

通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用，這種力叫做安培力。實(shí)驗(yàn)表明，如果直導(dǎo)線的長(zhǎng)度為 L，電流為 I，垂直放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，作用在導(dǎo)線上的安培力大小為 F=ILB。由此可以定義磁感應(yīng)強(qiáng)度 B，即 B=F/(IL)。

這種定義方法是用一小段通電導(dǎo)線作為檢測(cè)物體，安培力能夠演示，形象直觀，便于學(xué)生接受。中學(xué)教科書多采用這種定義方法，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室用來(lái)測(cè)量 磁感應(yīng)強(qiáng)度的電流天平就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。但是這種方法確定的是一小段通電導(dǎo)線所在范圍內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的平均值，只有對(duì)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，給出的才是各點(diǎn)的 B ；對(duì)于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不能給出各點(diǎn)的 B，因此，對(duì)學(xué)生建立磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念有不利之處。

(2)用通電矩形線圈受到的力矩來(lái)定義

面積為 S 的小矩形線圈，通以電流 I，當(dāng)線圈平面跟磁場(chǎng)平行時(shí)，線圈所受磁場(chǎng)力的力矩為 M=BIS，由此可給出 B 的定義式，即 B=M/(IS)。

由于線圈等效于一個(gè)小磁針，線圈在磁場(chǎng)中受到的作用力相當(dāng)于小磁針受到的作用力。所以用線圈作為檢測(cè)物體來(lái)研究磁場(chǎng)，與歷史上對(duì)磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程比較一致，某些普通物理教科書中有采用這種定義方法的，但是由于線圈總有一定的大小，所確定的也是線圈范圍內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的平均值，不能嚴(yán)格地確定磁場(chǎng)中各個(gè)點(diǎn)的 B。

(3)用運(yùn)動(dòng)電荷受到的磁場(chǎng)力來(lái)定義

實(shí)驗(yàn)表明，運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中要受到力的作用，這個(gè)力叫做洛倫茲力。運(yùn)動(dòng)電荷 在磁場(chǎng)中某點(diǎn)所受磁場(chǎng)力的大小跟電荷量 q、運(yùn)動(dòng)速度 v 以及該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 有關(guān)系，還跟運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向間的夾角有關(guān)系，當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)的方向垂直于磁場(chǎng)時(shí)所受的磁場(chǎng)力最大，且 F=qvB，由此可給出磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的定義式，即 B=F/(vq)。

電磁學(xué)是研究電磁場(chǎng)與電荷間相互作用及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的，電磁場(chǎng)對(duì)電荷有作用 力，通過(guò)電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力引入了電場(chǎng)強(qiáng)度 E，與此對(duì)應(yīng)，通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力來(lái)引入磁感應(yīng)強(qiáng)度 B。從理論上講，這種定義 B 的方法也比較本質(zhì)、嚴(yán)謹(jǐn)，所以許多教科書中采用這種定義方法，但這種定義方法比較抽象，要求學(xué)習(xí)者有較高的抽象思維能力和推理能力。

磁感應(yīng)強(qiáng)度還有一個(gè)名稱叫做磁通密度，即它在數(shù)值上等于通過(guò)與磁場(chǎng)方向垂直的單位面積的磁通量大小，反映了該處磁感線的疏密情況。這種定義方法可以把描述磁場(chǎng)的兩種方法磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感線有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，便于學(xué)生理解。

3.《磁場(chǎng)》知識(shí)的拓展

磁的應(yīng)用非常廣泛，隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，和磁有關(guān)的霍爾元件得到廣泛應(yīng)用，我們下面主要介紹霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用。

霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器。霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于 1879 年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來(lái)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬?gòu)?qiáng)得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面?；魻栃?yīng)也是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過(guò)霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。

在半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流 I，并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上，將產(chǎn)生電勢(shì)差為 U H 的霍爾電壓。

根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對(duì)磁場(chǎng)敏感、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，在測(cè)量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

由于通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，其大小與導(dǎo)線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測(cè)量出磁場(chǎng)，就可確定導(dǎo)線電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是不與被測(cè)電路發(fā)生電接觸，不影響被測(cè)電路，不消耗被測(cè)電源的功率，特別適合于大電流傳感。

如果把霍爾元件按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在物體上，當(dāng)裝在運(yùn)動(dòng)物體上的永磁體經(jīng)過(guò)它時(shí)，可以從測(cè)量電路上測(cè)得脈沖信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào)就可以傳感出該運(yùn)動(dòng)物體的位移。若測(cè)出單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)，則可以確定其運(yùn)動(dòng)速度。

2010 年北京高考就考察了霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用，題目如下：

23.（18 分）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。本題在題干中介紹了霍爾效應(yīng)的現(xiàn)象和產(chǎn)生機(jī)理等相關(guān)知識(shí)，考察學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，建立物理模型，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在第 3 問(wèn)還提出一個(gè)開(kāi)放性問(wèn)題 “利用霍爾測(cè)速儀可以測(cè)量汽車行駛的里程。除此之外，請(qǐng)你展開(kāi)“智慧的翅膀”，提出另一個(gè)實(shí)例或設(shè)想?！北驹O(shè)問(wèn)給學(xué)生提供了一個(gè)對(duì)問(wèn)題進(jìn)一步探索研究的空間和平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用、關(guān)注社會(huì)、關(guān)注身邊的生活。應(yīng)該說(shuō)，這樣設(shè)問(wèn)，體現(xiàn)了課程改革的基本理念，對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、對(duì)中學(xué)物理教學(xué)起到了良好的導(dǎo)向作用。

二、《磁場(chǎng)》主題的教學(xué)策略

《磁場(chǎng)》主題的教學(xué)重點(diǎn)是，第一，學(xué)生在認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)的基礎(chǔ)上正確理解磁場(chǎng)的描述方法，即理解磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)概念以及磁感線的物理意義。第二，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線或運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，即安培力和洛倫茲力。本主題的難點(diǎn)是應(yīng)用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律來(lái)分析粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，以及和磁場(chǎng)有關(guān)的實(shí)際應(yīng)用。

（一）《磁感應(yīng)強(qiáng)度》教學(xué)策略

磁感應(yīng)強(qiáng)度是電磁學(xué)的基本概念之一，是本主題的重點(diǎn)。磁感強(qiáng)度概念的引人、方向的規(guī)定、大小的定義都可以通過(guò)和電場(chǎng)強(qiáng)度類比來(lái)學(xué)習(xí)，通過(guò)學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生體驗(yàn)類比這種科學(xué)研究方法。但磁感強(qiáng)度方向的規(guī)定用小磁針 N 極的受力方向，磁感強(qiáng)度的大小利用電流受力來(lái)定義，這又比電場(chǎng)強(qiáng)度定義更復(fù)雜，往往使學(xué)生產(chǎn)生混淆。

有的教材中引人電流元這個(gè)理想模型，就像質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、試探電荷一樣，電流元也是一個(gè)理想化模型。另外，電流元還涉及到“微元法”這一物理思想。在用 V-t 圖像求位移時(shí)，學(xué)生已經(jīng)接觸過(guò)微元法，電流元的引人可以讓學(xué)生進(jìn)一步體悟“微元法”這一物理思想。

磁感應(yīng)強(qiáng)度是用比值定義法來(lái)定義的。比值定義法 是物理中最常用的定義物理量的方法，類比電場(chǎng)強(qiáng)度，結(jié)合微元法，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固比值定義法。

《磁感應(yīng)強(qiáng)度》教學(xué)案例

1.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí)，它的 N、S的指向是唯一確定的，撥動(dòng)它，它將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)它重新靜止時(shí)，又回到原來(lái)的指向。所以物理學(xué)中就把小磁針靜止時(shí) N 極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?；蛘哒f(shuō)，小磁針N極的受力方向或S極受力的反方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。

2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小

問(wèn)題：小磁針確定磁場(chǎng)的方向非常方便，但無(wú)法確定N、S 極在磁場(chǎng)中的受力大小，怎么確定磁場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？

磁場(chǎng)除了對(duì)磁體有力的作用外，還對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用。我們可以根據(jù)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力情況來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。請(qǐng)學(xué)生猜想磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力和哪些因素有關(guān)？

做好如圖所示的定性演示實(shí)驗(yàn)：

（1）磁場(chǎng)力大小和懸線的偏角正相關(guān)，為了現(xiàn)象明顯，懸線不能太短。演示時(shí)注意裝置的擺放，讓學(xué)生便于觀察偏角的大小。

（2）當(dāng)偏角不同時(shí)，要慢慢移動(dòng)磁體使導(dǎo)線相對(duì)于磁體的位置不變。（3）分別接通1、2和1、4，改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度，保持電流大小相同，比較偏角大小。

（4）保持通電部分長(zhǎng)度不變，改變電流的大小，比較偏角的大小。

定量實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)通電導(dǎo)線和磁場(chǎng)垂直時(shí)，它受力的大小與導(dǎo)線的長(zhǎng)度 L 成正比，又與導(dǎo)線中的電流 I 成正比。即 F ∝ IL。或者 F/IL= 定值。這個(gè)定值的大小可以反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，定值越大，表明磁場(chǎng)越強(qiáng)。

為了反映磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱，在物理學(xué)中，把很短一段通電導(dǎo)線中的電流 I 與導(dǎo)線長(zhǎng)度 L 的乘積 IL 叫做電流元。電流元和質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷一樣都屬于理想化模型。有了電流元這個(gè)模型，我們就可以定義 磁場(chǎng)中每一點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 , 即磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

定義：當(dāng)導(dǎo)線和磁場(chǎng)垂直時(shí)，若電流元 IL 在該點(diǎn)所受磁場(chǎng)力為 F，則磁感應(yīng)強(qiáng) 度 B 的大小大小等于 F 與 IL 的比值。

對(duì)于該定義，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：

? 磁感強(qiáng)度 B 的單位特斯拉 T 由定義式確定，1T=1NAm ? 定義的前提條件是導(dǎo)線和磁場(chǎng)垂直。

? 在磁場(chǎng)中同一點(diǎn)，F(xiàn)/IL= 定值。即某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 與電流元 IL、及其受力 F 無(wú)關(guān)。

? 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的方向并非 F 的方向，二者互相垂直，B 的方向?yàn)樾〈裴?N 極的受力方向。

作為對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)概念的的復(fù)習(xí)鞏固，可對(duì)比磁場(chǎng)和靜電場(chǎng)，比較磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度的異同。兩者都用比值法定義物理量，其基礎(chǔ)是力與電荷量、電流元成正比，比值反映了場(chǎng)的強(qiáng)弱；二者也有明顯不同，從方向看，靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是相同或相反，而磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力方向與磁感強(qiáng)度的方向總垂直。從大小看，某試探電荷在電場(chǎng)中某位置受靜電力的大小是一定的，而某電流元在磁場(chǎng)中受的磁場(chǎng)力大小還與通電導(dǎo)線如何放置有關(guān)，定義式的成立條件是磁場(chǎng)和導(dǎo)線垂直。

（二）《磁感線》教學(xué)策略

用磁感線描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，由于有初中基礎(chǔ)和前面電場(chǎng)線的學(xué)習(xí)，理解起來(lái)并不困難。但由于磁感線的分布是空間的，而不是平面的，應(yīng)該通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)加深認(rèn)識(shí)，教學(xué)中應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的空間想象力。可以采取 “一圖多畫”的辦法，即對(duì)于同一個(gè)物

-1-1理情景，從不同的角度用圖形來(lái)描繪，可以先畫出立體圖，然后轉(zhuǎn)化成不同的平面圖，像正視圖、側(cè)視圖和俯視圖。

《磁感線》教學(xué)案例

1.磁感線

明確曲線上每一點(diǎn)的切線方向跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一致，或者說(shuō)與靜止于該點(diǎn)的小磁針 N 極所指的方向一致。

可以用鐵屑在磁場(chǎng)中的分布情況來(lái)模擬磁感線的形狀。這是因?yàn)榧?xì)鐵屑在磁場(chǎng)中磁化成小磁針，輕敲玻璃板，鐵屑就會(huì)有規(guī)則地排列起來(lái)，模擬出磁感線的形狀。

明確磁感線只是為了研究問(wèn)題方便而假想的一系列曲線，磁體周圍并不真正存在磁感線。

引人磁感線后，讓學(xué)生對(duì)比電場(chǎng)線和磁感線，并明確： ? 兩者都用切線方向描述場(chǎng)的方向，用疏密描述場(chǎng)的強(qiáng)弱；

? 電場(chǎng)線是不閉合的，始于正電荷，終于負(fù)電荷；磁感線是閉合的，沒(méi)有起點(diǎn)和終點(diǎn)。學(xué)生明確了用磁感線來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向后，可以引導(dǎo)學(xué)生研究幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)，加深理解，同時(shí)也為進(jìn)一步學(xué)習(xí)提供具體的磁場(chǎng)形式。

學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)條形磁體、蹄形磁體、同名磁極間、異名磁極間的磁感線。比較熟悉通電螺線管周圍的磁場(chǎng)。高中階段我們?cè)趶?fù)習(xí)以上磁場(chǎng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)該把通電直導(dǎo)線和環(huán)形電流的磁場(chǎng)作為重點(diǎn)。

首先用細(xì)鐵屑模擬出通電直導(dǎo)線的磁感線，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到通電直導(dǎo)線周圍的磁感線是以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓。然后用小磁針來(lái)確定磁感線的方向。把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用圖形表示出來(lái)，和學(xué)生共同總結(jié)出安培定則。

為了培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，可以引導(dǎo)學(xué)生做一做圖形轉(zhuǎn)換，先畫出通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的立體圖，然后轉(zhuǎn)換出平面圖。首先讓學(xué)生識(shí)記兩個(gè)表示方向的符號(hào) × 和 · 的意義，然后帶領(lǐng)學(xué)生畫出縱剖圖，圖中的符號(hào) × 和·表示磁感線的方向。接著再讓學(xué)生畫出俯視圖和仰視圖，圖中的符號(hào) × 和·表示電流的方向。引導(dǎo)學(xué)生比較仰視圖和俯視圖，兩圖描述同一磁場(chǎng)的磁感線，一個(gè)是逆時(shí)針，而另一個(gè)是順時(shí)針，所以我們描述環(huán)形磁場(chǎng)方向的時(shí)候，必須明確觀察的角度。由于磁感線的分布是空間的，而不是平面的，所以我們有必要演示磁場(chǎng)的空間分布情況，圖中的實(shí)驗(yàn)裝置給學(xué)生看一看，學(xué)生馬上有豁然開(kāi)朗的感覺(jué)。

對(duì)于環(huán)形電流的磁場(chǎng)，從磁感線的描述、磁場(chǎng)方向的確定到安培定則的得出，由于有直導(dǎo)線的磁場(chǎng)作為鋪墊，教師只要做好演示實(shí)驗(yàn)，歸納和總結(jié)大可讓學(xué)生完成，一方面是給學(xué)生一個(gè)練習(xí)的機(jī)會(huì)，另一方面也可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和科學(xué)表述能力。

最后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生把環(huán)形電流和通電直導(dǎo)線以及通電螺線管的磁場(chǎng)做一做分析對(duì)比。我們可以把環(huán)形電流分割成無(wú)數(shù)個(gè)電流元，每一個(gè)電流元可以看成是一個(gè)通電直導(dǎo)線，環(huán)形電流的磁場(chǎng)可以認(rèn)為是這些電流元的磁場(chǎng)進(jìn)行矢量疊加得到的。從另一個(gè)角度看，環(huán)形電流也可以看作只有一匝的通電螺線管，從磁場(chǎng)分布情況看，通電螺線管可以等效成一個(gè)條形磁體，環(huán)形電流可以等效成一個(gè)小磁針。通過(guò)這樣的類比，使學(xué)生對(duì)電流的磁場(chǎng)形成一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，另外等效思想也為學(xué)生分析具體問(wèn)題提供了一個(gè)非常方便的辦法。比如下面問(wèn)題：

如圖所示，兩個(gè)完全相同的閉合導(dǎo)線環(huán)掛在光滑絕緣的水平橫桿上，當(dāng)導(dǎo)線環(huán)中通有同向電流時(shí)(如下圖)，兩導(dǎo)線環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()A.互相吸引，電流大的環(huán)其加速度也大 B.互相排斥，電流小的環(huán)其加速度較大 C.互相吸引，兩環(huán)加速度大小相同 D.互相排斥，兩環(huán)加速度大小相同

盡管學(xué)生還沒(méi)有學(xué)習(xí)左手定則，但我們可以用等效方來(lái)分析本題，把兩個(gè)環(huán)形電流等效成一對(duì)小磁針，靠近的兩端為異名磁極相互吸引，所以兩個(gè)導(dǎo)線環(huán)互相吸引，又由于牛頓第三定律，相互作用力大小相等，而兩環(huán)完全相同，由牛頓第二定律可知，兩環(huán)加速度大小相同。所以正確答案為 C。本題也可以把環(huán)形電流分割成無(wú)數(shù)的電流元，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)的電流元電流方向相同，相互吸引。

2.分子電流假說(shuō)

安培分子電流假說(shuō)，盡管教學(xué)要求不高，但對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的物理思維有非常重要的價(jià)值，使學(xué)生感受物理理論的和諧、統(tǒng)一。進(jìn)一步理解磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，使學(xué)生體會(huì)由事物的表面現(xiàn)象挖掘其本質(zhì)原因的思維過(guò)程，培養(yǎng)思維的深刻性。

有必要讓學(xué)生知道，“假說(shuō)”是用來(lái)說(shuō)明某種現(xiàn)象但未經(jīng)實(shí)踐證實(shí)的命題。在物理規(guī)律和物理理論建立的過(guò)程中，假說(shuō)常常起著很重要的作用。它是在一定的觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上概括和抽象出來(lái)的。安培分子電流就是在“通電螺線管磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)極為相似”這一事實(shí)的啟發(fā)下，結(jié)合環(huán)形電流磁場(chǎng)的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)思維發(fā)展而產(chǎn)生出來(lái)的，這種從表面現(xiàn)象的簡(jiǎn)單相似到本質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系的發(fā)展，體現(xiàn)了物理學(xué)深刻而又簡(jiǎn)潔之美。

安培電流假說(shuō)把電流的磁場(chǎng)和磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)很好地統(tǒng)一起來(lái)，利用它可以很好地解釋磁化和消磁這兩種物理現(xiàn)象。

（三）《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力》教學(xué)策略

對(duì)于安培力的大小，在前面定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)和導(dǎo)線垂直的情況已經(jīng)了解，通過(guò)公式變形，很容易得到安培力大小的公式。這里需要學(xué)生理解當(dāng)導(dǎo)線和磁場(chǎng)不垂直的情景，安培力大小如何確定。安培力、電流和磁感強(qiáng)度三者方向的空間關(guān)系是教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)中首先做好演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立三維坐標(biāo)系，標(biāo)清三者的方向，正確理解三者之間的空間關(guān)系，并得出左手定則。

安培力、電流和磁感強(qiáng)度三者方向的空間關(guān)系是培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力的好題材，要使學(xué)生能夠看懂立體圖，并能熟悉地轉(zhuǎn)化成平面圖，如各個(gè)角度的側(cè)視圖、俯視圖和剖面圖。讓學(xué)生養(yǎng)成作圖分析問(wèn)題的良好思維習(xí)慣，需要一定量的習(xí)題來(lái)訓(xùn)練和鞏固。

學(xué)習(xí)安培力后，可以把安培力和靜力學(xué)及平衡狀態(tài)進(jìn)行綜合命題，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。通過(guò)練習(xí)，使學(xué)生樹立電磁學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)換為力學(xué)問(wèn)題、把陌生問(wèn)題轉(zhuǎn)換成熟悉問(wèn)題的轉(zhuǎn)換意識(shí)。這類問(wèn)題，把三維立體情景轉(zhuǎn)化為同一平面內(nèi)的共點(diǎn)力平衡，做好平面受力圖，養(yǎng)成受力分析的好習(xí)慣，是解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵。

《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力》教學(xué)案例

1.安培力的方向

做好演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察記錄、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。記錄和分析的過(guò)程本身就是培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的過(guò)程，要很好地把握。如圖，把實(shí)驗(yàn)結(jié)果用三維坐標(biāo)圖記錄下來(lái)；并學(xué)習(xí)教材介紹的左手定則驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。分別改變磁場(chǎng)方向和電流方向，先讓學(xué)生用左手定則預(yù)測(cè)安培力的方向，然后用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。為了讓學(xué)生熟練掌握左手定則，這時(shí)可以安排練習(xí)讓學(xué)生熟悉左手定則的應(yīng)用。比如下題。

在下列各圖中，分別標(biāo)出了磁場(chǎng) B 的方向，電流 I 方向和導(dǎo)線所受安培力 F 的方向，其中正確的是

當(dāng)然本題也可以改編為電流、磁感線、安培力三個(gè)方向，知道其中兩個(gè)，判斷第三個(gè)物理量的方向。

對(duì)于導(dǎo)線和磁感線方向不垂直的情況，往往學(xué)生感到困難，先讓學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)動(dòng)磁極，使磁感線和導(dǎo)線方向夾角不是 90 度，學(xué)生通過(guò)懸掛導(dǎo)線的偏轉(zhuǎn)認(rèn)識(shí)到，安培力的方向不變，大小減小。然后作圖分析。比如圖中的情形，磁感線和電流方向不垂直，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果知安培力的方向垂直紙面向里。這里，可以和學(xué)生一起復(fù)習(xí)立體幾何的一個(gè)定理：如果一條直線垂直于平面內(nèi)兩條相交的直線，則該直線和平面垂直。可見(jiàn)，不管電流和磁感線夾角如何，安培力一定既垂直于電流，也垂直于磁感線，即垂直于電流和磁感線所確定的平面。這種情形也可以用左手定則來(lái)判斷安培力的方向，但注意磁感線是傾斜穿過(guò)掌心。如圖所示的情形，安培力應(yīng)該垂直紙面向里。分析下面習(xí)題：

關(guān)于左手定則的使用，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.在電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度和安培力三個(gè)物理量中，知道其中任意兩個(gè)量的方向，就可以確定第三個(gè)量的方向

B.知道電流方向和磁場(chǎng)方向，可以唯一確定安培力的方向 C.知道磁場(chǎng)方向和安培力的方向，可以唯一確定電流的方向 D.知道電流方向和安培力的方向，可以唯一確定磁場(chǎng)方向

我們知道，不管電流與磁場(chǎng)夾角如何，安培力方向不變，所以知道電流方向和磁場(chǎng)方向，可以唯一確定安培力的方向。所以正確選項(xiàng)是Ｂ。

左手定則涉及三個(gè)物理量的方向，三維圖的立體感強(qiáng)，具有直觀、形象、逼真等特點(diǎn)，而學(xué)生的空間想象力還不強(qiáng)，教學(xué)中要重視對(duì)三維圖形的識(shí)讀訓(xùn)練。2009 年北京高考第 23 題以電磁流量計(jì)為背景命題，很多考生就是因?yàn)閷?duì)電磁流量計(jì)的立體圖讀不懂而導(dǎo)致丟分。但三維圖在表達(dá)方向、夾角和力的圖示等方面不如二維圖形表達(dá)得清楚、準(zhǔn)確，因此，有效地訓(xùn)練如何恰當(dāng)?shù)赜糜脗?cè)視圖、俯視圖和剖面圖等表達(dá)很有必要。比如讓學(xué)生練習(xí)把圖示的立體情景轉(zhuǎn)換為平面圖。2.安培力的大小

首先讓學(xué)生明白兩種特殊情況。從磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的定義式變形，很容易得到電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力 F=BIL。另外，讓學(xué)生明確當(dāng)電流和磁場(chǎng)方向平行時(shí)，安培力為 0.再引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)等效替代關(guān)系，對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行矢量分解，把磁感強(qiáng)度 B 沿平行于電流和垂直于電流兩個(gè)方向分解為 B2 和 B1。則 B2 分量對(duì)電流的安培力為零，所以磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力為 B1分量對(duì)電流的安培力。

這里應(yīng)該讓學(xué)生體會(huì)由特殊到一般的研究思路以及等效替代的物理思想。明確了安培力的大小和方向，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生把安培力和電場(chǎng)力做對(duì)比：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的靜電力是一定的，方向與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向同向或反向。而電流在磁場(chǎng)中受到的安培力大小和電流與磁感線的夾角有關(guān)，方向與磁感強(qiáng)度的方向垂直。

安培力的規(guī)律學(xué)完后，我們可以和學(xué)生分析兩根平行通電導(dǎo)線之間力的作用，作為安培力知識(shí)的應(yīng)用。以習(xí)題的形式給出以下問(wèn)題讓學(xué)生分析：

兩根平行的通電導(dǎo)線，其電流方向如圖所示，請(qǐng)分析：(1)I1 在 I2 處產(chǎn)生磁場(chǎng) B1 方向？(2)I2 受到 I1 磁場(chǎng)的作用力如何？(3)I1 受到 I2 磁場(chǎng)的作用力如何？

分析時(shí)注意引導(dǎo)學(xué)生做出平面圖，可以畫出正視圖（剖面圖）；也可以畫出俯視圖來(lái)分析。課堂上讓學(xué)生把兩個(gè)圖都畫一畫，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力是很有幫助的。

磁電式電流表是安培力的一個(gè)重要應(yīng)用。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中多次使用過(guò)電流表和電壓表，也知道它們都是由表頭改裝而成。有進(jìn)一步學(xué)習(xí)表頭的結(jié)構(gòu)和原理的動(dòng)機(jī)和興趣。如果條件允許的話，先讓學(xué)生觀察實(shí)物，找到磁體、極靴、鋁框、鐵質(zhì)圓柱、線圈、螺旋彈簧、指針等構(gòu)件。了解它們之中哪些是固定的，哪些是可動(dòng)的。然后利用結(jié)構(gòu)圖引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析。

a.在線框轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)，線框所在的B的大小和方向如何？

由于極靴的作用，極靴與鐵質(zhì)圓柱間的磁場(chǎng)都沿半徑方向，而且在同一圓周上，磁感強(qiáng)度 B 的大小相等。

b.線框轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程磁力大小變化否？ 線圈無(wú)論轉(zhuǎn)動(dòng)到什么位置，線圈平面都跟磁感線平行，左右兩邊受到的磁力大小不變。c.在線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧阻力如何變化？

隨著線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋彈簧形變變大，彈簧阻力變大。進(jìn)一步研究表明，彈簧阻力和線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度成正比。

d.電流與指針偏角的關(guān)系？

當(dāng)線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安培力和阻力對(duì)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)效果相當(dāng)，可見(jiàn)電流越大，指針偏角越大，指針偏角和電流大小成正比，所以電流表刻度均勻。

（四）《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》教學(xué)策略

關(guān)于洛倫茲力的方向教學(xué)，在安培力知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)提出問(wèn)題、進(jìn)行猜想和假設(shè)，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、分析論證，使學(xué)生經(jīng)歷一次實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程。對(duì)于洛倫茲力的大小，引導(dǎo)學(xué)生由安培力的表達(dá)式推導(dǎo)出洛倫茲力的表達(dá)式，使學(xué)生經(jīng)歷一次理論探究過(guò)程。

陰極射線管的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)學(xué)生看到磁體使亮線發(fā)生彎曲時(shí)，覺(jué)得非常新奇、刺激，可以大大激發(fā)起學(xué)生的好奇心和求知欲，因此做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)非常重要。

《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》教學(xué)案例

1.洛倫茲力的方向

提出問(wèn)題：安培力是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力，電流是電荷定向移動(dòng)形成的，那么安培力的實(shí)質(zhì)是否是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力呢？

猜想和假設(shè)：如果安培力的實(shí)質(zhì)是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，那么它們應(yīng)該遵循同樣的物理規(guī)律 —— 左手定則。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：介紹陰極射線管，讓學(xué)生明白電子流的運(yùn)動(dòng)方向。介紹磁體如何放置，讓學(xué)生明確磁場(chǎng)的方向，然后讓學(xué)生運(yùn)用左手定則來(lái)預(yù)言，電子流將向哪邊偏轉(zhuǎn)。當(dāng)學(xué)生看到亮線彎曲，而且和自己的預(yù)言完全吻合時(shí)，會(huì)感到非常興奮。

分析論證：我們把運(yùn)動(dòng)電荷受到的力叫做洛倫茲力，運(yùn)動(dòng)電荷和電流在磁場(chǎng)中受力都遵循左手定則，可以推斷，安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。知道了安培力和洛倫茲力的關(guān)系，接下來(lái)通過(guò)類比學(xué)習(xí)，明確洛倫茲力既垂直于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，也垂直于磁場(chǎng)方向，即垂直于運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向所確定的平面。當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力最大；當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向平行時(shí)，洛倫茲力為零。

如果運(yùn)動(dòng)電荷為負(fù)電荷，電流方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向相反，這種情況，學(xué)生很容易弄錯(cuò)，需要用習(xí)題來(lái)強(qiáng)化，比如練習(xí)1，知道磁場(chǎng)方向、運(yùn)動(dòng)方向和受力方向，讓學(xué)生判斷運(yùn)動(dòng)粒子的電性。像練習(xí)2 這樣的題目其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)榇艌?chǎng)并不是唯一確定的，它可以是在豎直平面內(nèi)和運(yùn)動(dòng)方向夾角不為零的任意方向。

與學(xué)習(xí)安培力的方向一樣，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力同樣是本節(jié)課的重要任務(wù)，比如我們可以結(jié)合三維坐標(biāo)來(lái)讓學(xué)生分析磁場(chǎng)方向、電荷運(yùn)動(dòng)方向和洛倫茲力方向三者關(guān)系。比如練習(xí)3.同時(shí)本題還用到電場(chǎng)力，學(xué)生在完成練習(xí)的同時(shí)，也在進(jìn)行二者的對(duì)比：洛倫磁力的方向和磁場(chǎng)垂直，電磁力的方向和電場(chǎng)平行。

2.洛倫茲力的大小

首先讓學(xué)生理解推導(dǎo)洛倫茲力大小公式的思路。先明確推導(dǎo)的出發(fā)點(diǎn)：安培力實(shí)際是洛倫磁力的宏觀表現(xiàn)，即一段導(dǎo)線所受安培力等于該段導(dǎo)線內(nèi)所有電荷定向移動(dòng)所受洛倫茲力的合力；其次建立推導(dǎo)的物理模型：長(zhǎng)為 L 的靜止的通電導(dǎo)線，它受到的安培力除以導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)的帶電粒子數(shù)目，即為每個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷所受到的洛倫茲力。再分析電流強(qiáng)度和電荷定向移動(dòng)之間的關(guān)系，讓學(xué)生回顧電流的微觀表達(dá)式。抓住了上述線索，思考和討論就有了方向。

即使明確了推導(dǎo)思路，推導(dǎo)過(guò)程對(duì)大部學(xué)生來(lái)說(shuō)還是有一定難度的，教學(xué)中 可以采取“搭梯子”的辦法。比如通過(guò)思考題的辦法給學(xué)生進(jìn)行逐步提示：

思考：

（l）如何用（單位體積內(nèi)含的運(yùn)動(dòng)電荷數(shù) n，每個(gè)電荷電量為 q，電荷的平均定向移動(dòng)速率是 v，導(dǎo)線的橫截面積是 S）n、q、v、S 來(lái)表示通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度 I ？

（2）如何從合力的觀點(diǎn)出發(fā)用洛侖茲力 f 來(lái)表達(dá)安培力 F 的值？（當(dāng)通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)時(shí)）

F = IBL = Nf（N 為導(dǎo)線中電荷總數(shù)）

（3）如何求得 N ？（4）能否根據(jù)上面的關(guān)系，推出一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛侖茲力的大小。

（5）適用條件是什么？

洛倫茲力的計(jì)算公式 F=qvB 是在導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直的情況下導(dǎo)出的，這個(gè)公式只適用于電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)垂直的情況。如果電荷的運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)不垂直，應(yīng)該如何處理，教師提出問(wèn)題后，應(yīng)該讓學(xué)生獨(dú)立完成。對(duì)于有困難的學(xué)生，可以讓他們參照上一節(jié)電流和磁場(chǎng)不垂直的情況來(lái)處理。

洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的重要特點(diǎn)。可以引導(dǎo)學(xué)生分析討論得到。比如讓學(xué)生思考下面幾個(gè)問(wèn)題：洛倫茲力一定垂直于粒子的運(yùn)動(dòng)方向，它對(duì)粒子的速度有何影響？當(dāng)一個(gè)力和物體的運(yùn)動(dòng)方向總是垂直的，它是否做功？帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的動(dòng)能如何變化？在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生完成以下練習(xí)：

電子以速度 V，垂直進(jìn)入磁感強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則（）A、磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變 B、磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功 C、電子的動(dòng)量始終不變 D、電子的動(dòng)能始終不變

用力學(xué)規(guī)律來(lái)分析洛倫茲力和粒子的運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，使學(xué)生意識(shí)到帶電粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和宏觀物體的一樣，分析電學(xué)問(wèn)題的總的思路就是把它轉(zhuǎn)換成力學(xué)問(wèn)題。

可以啟發(fā)學(xué)生也可以利用運(yùn)動(dòng)電荷所受的洛倫茲力來(lái)定義磁感強(qiáng)度，這樣不僅拓寬了學(xué)生的視野，更重要的是揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，把 B=F/(qB)與 E=F/q 相比較，它們都是用比值的方法定義物理量。然后讓學(xué)生對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)、靜電力和洛倫茲力進(jìn)行對(duì)比。

? 電場(chǎng)力和洛倫茲力的比較

1.在電場(chǎng)中的電荷，不管其運(yùn)動(dòng)與否，均受到電場(chǎng)力的作用；而磁場(chǎng)僅僅對(duì)運(yùn)動(dòng)著的、且速度與磁場(chǎng)方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用。

2.電場(chǎng)力的大小 F ＝ Eq，與電荷的運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)；而洛倫茲力的大小 f=Bqvsinα, 與電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向均有關(guān)。3.電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)的方向或相同、或相反；而洛倫茲力的方向始終既和磁場(chǎng)垂直，又和速度方向垂直。

4.電場(chǎng)力既可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小，也可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的方向，而洛倫茲力只能改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向，不能改變速度大小

5.電場(chǎng)力可以對(duì)電荷做功，能改變電荷的動(dòng)能；洛倫茲力不能對(duì)電荷做功，不能改變電荷的動(dòng)能。

6.勻強(qiáng)電場(chǎng)中在電場(chǎng)力的作用下，運(yùn)動(dòng)電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為拋物線；勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在洛倫茲力的作用下，垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為圓?。▽W(xué)完《帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》補(bǔ)充）

3.電視顯像管的工作原理

這部分內(nèi)容體現(xiàn)了物理知識(shí)與科學(xué)技術(shù)的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，不必深究技術(shù)細(xì)節(jié)，重點(diǎn)是理解其應(yīng)用的物理原理，從實(shí)際問(wèn)題中抽象出物理模型。

電子顯像管中，電子槍利用了熱電子發(fā)射和加速電子的原理，這一點(diǎn)和示波管是相同的。而顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈應(yīng)用了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的洛倫茲力作用，即磁偏轉(zhuǎn)；而示波管用電場(chǎng)來(lái)控制電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，即電偏轉(zhuǎn)，由于磁偏轉(zhuǎn)可以使偏轉(zhuǎn)角為任意值，所以顯像管的屏幕面積更大。

電子技術(shù)中的掃描應(yīng)用的物理原理是速度的合成，學(xué)生只要明白電子的水平運(yùn)動(dòng)是豎直方向的磁場(chǎng)控制的，而電子的豎直分運(yùn)動(dòng)是水平方向的磁場(chǎng)控制的即可。

（五）《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》教學(xué)策略

《磁場(chǎng)》主題的教學(xué)難點(diǎn)是帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，盡管在課程標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有明確要求，但作為洛倫茲力的應(yīng)用，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和應(yīng)用能力有重要的作用。

因?yàn)榱Ｗ拥倪\(yùn)動(dòng)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)比宏觀物體的運(yùn)動(dòng)抽象，學(xué)生缺乏感性材料?？梢圆捎昧讼葘?shí)驗(yàn)探究，再理論分析推導(dǎo)的順序。帶著實(shí)驗(yàn)得到的感性材料，再用學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行理論分析，從理論的高度推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的必然性，這樣先實(shí)驗(yàn)觀察再理論論證比較符合一般的認(rèn)知過(guò)程。也降低了學(xué)習(xí)的難度。如果學(xué)生整體水平比較高，也可以采用先理論分析，再實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的順序，給學(xué)生提供高強(qiáng)度思維訓(xùn)練的材料。作為帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的知識(shí)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用實(shí)例，質(zhì)譜儀和回旋加速器也是本節(jié)課的重要內(nèi)容，可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用力學(xué)知識(shí)和電學(xué)知識(shí)的能力。

《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》教學(xué)案例

首先讓學(xué)生了解洛倫茲力 演示儀的結(jié)構(gòu)和原理。電子槍產(chǎn)生的電子射線可以使玻璃泡內(nèi)的稀薄氣體發(fā)出輝光，顯示電子的運(yùn)動(dòng)軌跡。電子運(yùn)動(dòng)速度的大小可以通過(guò)加速電壓來(lái)調(diào)節(jié)。兩個(gè)相隔一定間距的環(huán)形線圈（亥姆霍玆線圈）之間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向和兩線圈中心的連線平行，即與電子運(yùn)動(dòng)方向垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可以通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈的電流來(lái)調(diào)節(jié)。

實(shí)驗(yàn)演示：

1.不加磁場(chǎng)觀察電子射線的軌跡。

2.加上和電子運(yùn)動(dòng)方向垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，觀察電子射線的軌跡。

3.保持電子速度不變，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，觀察圓形軌跡如何變化。4.保持磁感強(qiáng)度不變，通過(guò)調(diào)節(jié)加速電壓改變電子運(yùn)動(dòng)速度，觀察圓形軌跡的半徑變化。

理論推導(dǎo)：

垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的電子，它的初速度和所受洛倫茲力都在垂直于磁場(chǎng)的同一平面內(nèi)，沒(méi)有其他作用使粒子離開(kāi)這個(gè)平面。洛倫茲力始終垂直于粒子的運(yùn)動(dòng)方向，只能改變速度的方向，而不能改變速度的大小，它的效果就是粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。

1.洛倫茲力提供向心力 qvB=mv/R 2.所以軌道半徑 R=mv/qB 根據(jù)軌道半徑的表達(dá)式，分析粒子的速度和磁感強(qiáng)度對(duì)軌道半徑的影響，和剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相印證。

進(jìn)一步提出問(wèn)題：若增大粒子運(yùn)動(dòng)的速度，由剛才分析知軌道半徑會(huì)增大，它運(yùn)動(dòng)一周所需的時(shí)間（周期）如何變化？

2有學(xué)生認(rèn)為速度變大，周期變??；也有的認(rèn)為速度ｖ增大，圓的周長(zhǎng)變大，周期變小。這兩種想法考慮的都不全面，提示學(xué)生必須推導(dǎo)出周期的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行分析。由此培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)分析物理問(wèn)題的意識(shí)和能力。

1.圓周的周長(zhǎng)為 S=2πR 2.周期為 T=2πR/v 3.把軌道半徑 R=mv/qB 代入得 T=2πm/(qB)由周期的表達(dá)式可知，周期和粒子的運(yùn)動(dòng)速度及軌道半徑無(wú)關(guān)，周期大小取決于磁感強(qiáng)度和粒子的比荷。

對(duì)于帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，要求學(xué)生明確兩種情況： 1.若帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行 v∥B，f = 0，→ 勻速直線

2.若帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直 v ┴ B，f ┴ v，f = C，勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

三、學(xué)生學(xué)習(xí)中常見(jiàn)的錯(cuò)誤與問(wèn)題分析與解決策略

（一）前知識(shí)引起的負(fù)遷移，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)新知識(shí)理解性錯(cuò)誤

對(duì)于磁場(chǎng)，可以通過(guò)和電場(chǎng)類比進(jìn)行教學(xué)。類比學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生由舊知識(shí)很快遷移到新知識(shí)上。但是隨著學(xué)習(xí)的深入，往往有同學(xué)不去注意電場(chǎng)和磁場(chǎng)兩者的區(qū)別，造成理解上的錯(cuò)誤。因此我們更應(yīng)該注意新舊知識(shí)之間的差別，防止出現(xiàn)負(fù)遷移。

1.關(guān)于磁場(chǎng)的產(chǎn)生

我們知道，在電荷或帶電體周圍存在電場(chǎng)；根據(jù)麥克斯韋理論我們知道，變化的磁場(chǎng)也可以產(chǎn)生電場(chǎng)。但磁場(chǎng)的來(lái)源比電場(chǎng)就復(fù)雜的多，對(duì)此，學(xué)生往往容易引起混亂。教師在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)應(yīng)該進(jìn)行歸納和概括，以澄清學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。

我們知道，磁體周圍存在磁場(chǎng)，電流周圍也存在磁場(chǎng)，學(xué)習(xí)完安培電流假說(shuō)，我們知道二者在本質(zhì)上是一致的，即磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，而電流是電荷定向移動(dòng)形成的，總而言之，運(yùn)動(dòng)電荷的周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。歷史上有一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)叫羅蘭實(shí)驗(yàn)，在帶電的絕緣圓盤附近設(shè)置一個(gè)小磁針，起初小磁針由于地磁作用指向南北方向，但是，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)到起來(lái)，小磁針有了新的指向，說(shuō)明轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤周圍產(chǎn)生了磁場(chǎng)，其實(shí)質(zhì)是圓盤上的電荷隨圓盤發(fā)生定向移動(dòng)從而產(chǎn)生磁場(chǎng)。但是我們剛才所進(jìn)行的是不完全歸納，如果有同學(xué)概括歸納為：一切磁場(chǎng)都是由于電荷運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，這就是錯(cuò)誤的。因?yàn)槲覀兒竺孢€會(huì)學(xué)習(xí)到麥克斯韋理論，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，可見(jiàn)電場(chǎng)和磁場(chǎng)還可以互相感生，可以脫離電荷而存在。所以在教學(xué)中，我們既要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸納和總結(jié)，提煉出最本質(zhì)、最簡(jiǎn)潔的統(tǒng)一規(guī)律，又要注意理論的嚴(yán)謹(jǐn)，為以后的學(xué)習(xí)留下知識(shí)的增長(zhǎng)點(diǎn)。

2.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度概念

由電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)渡到磁感應(yīng)強(qiáng)度，因?yàn)槠湮锢硭枷胂嗤?，所以學(xué)生接受起來(lái)非常容易。但磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小的定義并不是根據(jù)同一個(gè)物理事實(shí)，這一點(diǎn)往往造成學(xué)生的錯(cuò)誤理解。所以學(xué)完以后，一定要注意引導(dǎo)學(xué)生比較磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度這兩個(gè)概念的異同。

兩者的相同點(diǎn)：都用比值法定義物理量，其依據(jù)是力與電荷量或電流元成正比，比值反映了場(chǎng)的強(qiáng)弱；但是我們更應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生分析兩者的區(qū)別，從方向看，靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是相同或相反，而電流或運(yùn)動(dòng)電荷所受的磁場(chǎng)力方向與磁感強(qiáng)度的方向總垂直，因?yàn)榇鸥袕?qiáng)度的方向是用小磁針 N 極的受力方向來(lái)定義的。從大小看，某試探電荷在電場(chǎng)中某位置受靜電力的大小是一定的，而某電流元在磁場(chǎng)中受的磁場(chǎng)力大小還與通電導(dǎo)線如何放置有關(guān)，磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式的成立條件是磁場(chǎng)和導(dǎo)線垂直。對(duì)于這些區(qū)別，學(xué)生很容易混淆，我們可以通過(guò)一些辨析題來(lái)加深理解：

(1)磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，就是通以電流 I，長(zhǎng)為 L 的一小段導(dǎo)線放在該處時(shí)，所受的磁場(chǎng)力 F 與 I、L 乘積的比值。

錯(cuò)誤原因：學(xué)生機(jī)械地記憶公式，不注重物理公式的成立條件。電流在磁場(chǎng)中受的磁場(chǎng)力大小與導(dǎo)線如何放置有關(guān)，磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式的成立條件是磁場(chǎng)和導(dǎo)線垂直。

(2)一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場(chǎng)力的作用，則該處一定沒(méi)有磁場(chǎng)。錯(cuò)誤原因：沒(méi)有正確地區(qū)分電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力。試探電荷在電場(chǎng)中某位置受電場(chǎng)力的大小是一定的，若電場(chǎng)力為零，則該處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零；但是，磁場(chǎng)不同，當(dāng)導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向同向時(shí)，即使磁感強(qiáng)度不為零，也不受到磁場(chǎng)力的作用。

(3)垂直于磁場(chǎng)而放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。

錯(cuò)誤原因：概念掌握不準(zhǔn)確，磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義中，大小和方向從不同的角度來(lái)定義。磁感強(qiáng)度的方向是用小磁針 N 極的受力方向來(lái)定義的，而磁場(chǎng)力方向與磁感強(qiáng)度的方向總垂直。(4)一小段通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中 A 處時(shí)受磁場(chǎng)力比放在 B 處大，則 A 處磁感應(yīng)強(qiáng)度比 B 處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大。

錯(cuò)誤原因：由于電場(chǎng)強(qiáng)度產(chǎn)生的負(fù)遷移，對(duì)于電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大，同一電荷受力大。而通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力和該導(dǎo)線如何放置有關(guān)。

(5)因?yàn)?B=F/IL，所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在該處的電流元 IL 的乘積成反比。

錯(cuò)誤原因：不理解比值定義法，垂直放在某處的電流元，所受的磁場(chǎng)力和電流元 IL 的乘積成正比，即比值不變，這個(gè)比值就是磁感應(yīng)強(qiáng)度。所以磁感應(yīng)強(qiáng)度和電流元 IL 的乘積無(wú)關(guān)。

（二）對(duì)磁場(chǎng)力認(rèn)識(shí)模糊，導(dǎo)致分析錯(cuò)誤

磁體和電流周圍都存在磁場(chǎng)；磁體和磁體之間、磁體和電流之間、電流和電流之間都存在相互作用的磁力；對(duì)于種類繁多的磁場(chǎng)力，往往容易引起學(xué)生混亂。如何判斷磁體受到的磁力方向？初學(xué)者往往找不到明確的思路。他們往往根據(jù) 同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引來(lái)判斷，就可能得到錯(cuò)誤的結(jié)論；而對(duì)于電流對(duì)磁體的作用方向更是無(wú)從下手。其實(shí)問(wèn)題的根源還在學(xué)生沒(méi)有深入理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，我們把小磁針Ｎ極的受力方向規(guī)定為該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，由此我們可知，磁體的Ｎ極受力方向就是該處的磁場(chǎng)方向，而Ｓ極受力方向是該處磁場(chǎng)的反方向。從場(chǎng)的角度認(rèn)識(shí)和分析磁場(chǎng)力才是科學(xué)的思維方法。分析下面例題來(lái)澄清學(xué)生的模糊認(rèn)識(shí)：

1.如圖所示，彈簧秤下掛一條形磁鐵，其中條形磁鐵 N 極的一部分位于未通電的螺線管內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是

① 若將 a 接電源正極，b 接負(fù)極，彈簧秤示數(shù)減小 ② 若將 a 接電源正極，b 接負(fù)極，彈簧秤示數(shù)增大 ③ 若將 b 接電源正極，a 接負(fù)極，彈簧秤示數(shù)增大 ④ 若將 b 接電源正極，a 接負(fù)極，彈簧秤示數(shù)減小 A ①② B ①③ C ②③ D ②④

常見(jiàn)錯(cuò)誤：根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，若將 a 接電源正極，b 接負(fù)極，通電螺線管下端是 S 極，而條形磁體下端是 N 極，相互吸引，所以彈簧秤示數(shù)增大。出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤，說(shuō)明學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)還不到位，還是停留在磁體間相互作用的感性認(rèn)識(shí)水平。

解決這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)該讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到 磁體和電流周圍都存在磁場(chǎng)；磁體和磁體之間、磁體和電流之間、電流和電流之間都存在相互作用的磁力；它們間的作用力是通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的。而磁場(chǎng)力的方向取決于磁場(chǎng)的方向。對(duì)于磁體受到的磁場(chǎng)力，磁體 N 極受力方向和磁場(chǎng)方向相同；S 極受力方向和磁場(chǎng)方向相反。對(duì)于電流或運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的受力方向，根據(jù)左手定則來(lái)判斷。本題中彈簧秤的示數(shù)變化取決于磁體受到的磁場(chǎng)力，首先要根據(jù)安培定則判斷通電螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)的方向。若將 a 接電源正極，b 接負(fù)極，螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)方向向上，所以磁體 N 極受力方向向上，S 極受力方向向下，但 N 極受到的磁場(chǎng)力大于 S 極受到的磁場(chǎng)力，合力方向向上，彈簧秤示數(shù)變小。所以本題正確答案為 B。

2.條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠近S 極一側(cè)懸掛一根與它垂直的導(dǎo)電棒，如圖所示(圖中只畫出棒的截面圖)．在棒中通以垂直紙面向里的電流的瞬間，可能產(chǎn)生的情況是

A ．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小 B ．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大 C ．磁鐵受到向左的摩擦力

D ．磁鐵受到向右的摩擦力

常見(jiàn)問(wèn)題：很多同學(xué)碰到這個(gè)問(wèn)題，首先想到去分析通電導(dǎo)線對(duì)磁體的作用力，他先畫出導(dǎo)線周圍的磁感線分布情況，再分析磁體的 N 極和 S 極的受力情況，這樣分析，把問(wèn)題復(fù)雜化，導(dǎo)致無(wú)法求解。

解決這類問(wèn)題，要啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用逆向思維。由于牛頓第三定律同樣適用于電磁力，我們可以先分析磁體對(duì)通電導(dǎo)線的作用力，先畫出磁體周圍的磁感線，再根據(jù)左手定則判斷出通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向，應(yīng)用牛頓第三定律就可以判斷磁體受到的磁場(chǎng)力。再對(duì)磁體進(jìn)行受力分析，可以判斷正確答案為 AC。

（三）對(duì)洛侖茲力方向判斷有誤，導(dǎo)致分析問(wèn)題出錯(cuò)

洛侖茲力的方向判斷也用到左手定則，四指所指的方向應(yīng)該是正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，出錯(cuò)往往是由于學(xué)生不注意運(yùn)動(dòng)電荷的電性正負(fù)，或運(yùn)動(dòng)方向的變化而導(dǎo)致洛侖茲力方向分析錯(cuò)誤。請(qǐng)看下例：

3.如圖所示，厚度為 h，寬度為 d 的金屬導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的均勻磁場(chǎng)中，當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體板時(shí)，在導(dǎo)體板的上側(cè)面 A 和下側(cè)面 A'之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。設(shè)電流 I 是由于電子的定向移動(dòng)形成的，請(qǐng)分析達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，比較導(dǎo)體板上側(cè)面 A 的電勢(shì)與下側(cè)面 A'的電勢(shì)的高低。

常見(jiàn)錯(cuò)誤：在磁場(chǎng)中定向移動(dòng)時(shí)所受洛侖茲力的方向判斷錯(cuò)誤，或者沒(méi)有意識(shí)到電子帶負(fù)電，電勢(shì)高低判斷錯(cuò)誤。

本題首先要正確判斷電子所受磁場(chǎng)力的方向，根據(jù)左手定則，四指指向電流的方向（或者說(shuō)電子定向移動(dòng)的反方向），可以判斷洛侖茲力方向向上。上側(cè)面聚集了多余的電子，下側(cè)面缺少電子，由于電子帶負(fù)電，所以下側(cè)面帶正電電勢(shì)高。這樣在導(dǎo)體內(nèi)部又建立了電場(chǎng)，當(dāng)電子所受的磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力平衡時(shí)，就達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)，上下兩個(gè)側(cè)面的電勢(shì)差保持不變。

如果本題中的導(dǎo)電材料是半導(dǎo)體，靠空穴的定向移動(dòng)形成電流，那么上下兩個(gè)側(cè)面哪個(gè)電勢(shì)高呢？我們知道空穴帶正電荷，由于磁場(chǎng)方向和電流方向不變，空穴定向移動(dòng)所受磁場(chǎng)的方向也不變，即空穴所受洛侖茲力方向向上。所以上側(cè)面聚集了帶正電的空穴，上側(cè)面電勢(shì)更高。可見(jiàn)，對(duì)于不同導(dǎo)電材料，在磁場(chǎng)和電流方向相同的情況下，霍爾電勢(shì)差的正負(fù)和載流子有關(guān)。洛侖茲力的方向隨著電荷運(yùn)動(dòng)方向的變化而變化，當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)反向時(shí)，洛侖茲力的方向隨之而反向，很多學(xué)生因?yàn)樗季S定勢(shì)，而導(dǎo)致出錯(cuò)。

4.如圖所示，用長(zhǎng)為 L 的細(xì)線把小球懸掛起來(lái)做一單擺，球的質(zhì)量為 M，帶電量為-q，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，大小為 B。小球始終在垂直于磁場(chǎng)方向的豎直平面內(nèi)往復(fù)擺動(dòng)，其懸線和豎直方向的最大夾角是 60。試計(jì)算小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線拉力的大小。

0

常見(jiàn)錯(cuò)誤：

解：小球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，利用動(dòng)能定理 mgL（1—cos60）=mv/2 得 v=√gL 當(dāng)小球從左向右通過(guò)最低點(diǎn)時(shí) T1—qvB—mg=mv/L 得 T1 =2mg+qB√gL。

本題出現(xiàn)錯(cuò)誤是由于學(xué)生沒(méi)有注意到當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)，所受洛侖茲力的方向反向。造成答案不完整，反映了學(xué)生思維的嚴(yán)密性需要進(jìn)一步加強(qiáng)。所以在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中如果出現(xiàn)洛侖茲力，一定要注意當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向變化時(shí)，洛侖茲力方向隨之而變化。補(bǔ)全另一種情況：當(dāng)小球從右向左通過(guò)電低點(diǎn)時(shí)，洛侖茲力反向，有

T2 + qvB — mg = mv /L 得 T1=2mg—qB√gL。

（四）粒子在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析不透徹導(dǎo)致錯(cuò)誤

明確了粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的受力特點(diǎn)，就可以根據(jù)動(dòng)力學(xué)規(guī)律確定粒子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。學(xué)生必須綜合應(yīng)用電磁學(xué)和力學(xué)知識(shí)來(lái)進(jìn)行分析推理，從而解決問(wèn)題。這里面涉及到的知識(shí)點(diǎn)多，對(duì)學(xué)生邏輯思維能力要求比較高，學(xué)習(xí)過(guò)程中很多學(xué)生會(huì)出現(xiàn)困難。

要解決這個(gè)問(wèn)題，就要培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣。從受力分析入手，判斷帶電粒子的運(yùn)動(dòng)形式，再根據(jù)該種運(yùn)動(dòng)所遵循的物理規(guī)律來(lái)進(jìn)行演繹推理。

5.如圖所示，在豎直虛線 MN 和 M′N′ 之間區(qū)域內(nèi)存在著相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子（不計(jì)重力）以初速度 v0 由 A 點(diǎn)垂直于 MN 進(jìn)入這個(gè)區(qū)域，帶電粒

220

2子沿直線運(yùn)動(dòng)，并從 C 點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)。如果撤去磁場(chǎng)，該粒子將從 B 點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)；如果撤去電場(chǎng)，該粒子將從 D 點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)。則下列判斷正確的是

A ．該粒子由 B、C、D 三點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)時(shí)的動(dòng)能相同 B ．該粒子由 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B、C、D 三點(diǎn)的時(shí)間均不相同

C ．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng) E 與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 之比

D ．若該粒子帶負(fù)電，則電場(chǎng)方向豎直向下，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外

常見(jiàn)錯(cuò)誤及錯(cuò)誤原因分析：錯(cuò)選Ａ：不能正確理解洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，或者不會(huì)用動(dòng)能定理分析粒子的動(dòng)能變化。錯(cuò)選Ｂ：只是淺層次地根據(jù)三種情況下粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡不同來(lái)猜測(cè)，沒(méi)有根據(jù)各自的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)通過(guò)推理來(lái)確定不同情況下的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。錯(cuò)選Ｄ：不能正確找出帶電粒子所受電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向之間的關(guān)系。

本題目既要求學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力的知識(shí)清晰，又要求學(xué)生會(huì)根據(jù)動(dòng)力學(xué)規(guī)律來(lái)進(jìn)行分析推理，對(duì)學(xué)生的分析綜合能力要求較高。通過(guò)練習(xí)，使學(xué)生樹立把電磁學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)換為力學(xué)問(wèn)題、把陌生問(wèn)題轉(zhuǎn)換成熟悉問(wèn)題的轉(zhuǎn)換意識(shí)。對(duì)于這類問(wèn)題，養(yǎng)成受力分析的好習(xí)慣，根據(jù)受力情況和初始狀態(tài)確定粒子的運(yùn)動(dòng)形式，再根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)的物理規(guī)律進(jìn)行推理分析，是解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵。

由題意，當(dāng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí)，帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力二力平衡，它倆大小相等，qv0B=Eq, 可見(jiàn)Ｂ選項(xiàng)正確。若粒子帶負(fù)電，電場(chǎng)方向豎直向下，則電場(chǎng)力豎直向上，磁場(chǎng)力與此相反，則磁場(chǎng)方向應(yīng)該垂直于紙面向里，排除Ｄ。

若撤掉電場(chǎng)，只受磁場(chǎng)力，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間應(yīng)該等于弧ＡＤ的長(zhǎng)度除以速度Ｖ0，又因?yàn)槁鍌惔帕Σ蛔龉?，?dòng)能不變。若撤掉磁場(chǎng)，只受電場(chǎng)力作用，粒子將做類平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向上的分運(yùn)動(dòng)仍為勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于線段ＡＣ的長(zhǎng)度除以速度Ｖ0，和電磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同。所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間應(yīng)該為ｔD > ｔB ＝ｔC。平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功，由動(dòng)能定理可知，粒子動(dòng)能增大。所以ＥKB > ＥKC= ＥKD。

四、《磁場(chǎng)》學(xué)習(xí)目標(biāo)的檢測(cè)

根據(jù)課標(biāo)要求，磁場(chǎng)主題的主要檢查的知識(shí)點(diǎn)為磁感強(qiáng)度的定義以及磁感線，通電導(dǎo)線和運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的受力規(guī)律。但新課標(biāo)更加注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，“課程總目標(biāo)”中明確提出，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)探究方法解決問(wèn)題。所以測(cè)試命題時(shí)應(yīng)該以能力立意，在考察知識(shí)的基礎(chǔ)上，更主要的是考察學(xué)生的理解能力、分析能力和應(yīng)用能力。

１.兩個(gè)粒子 , 帶電量相等 , 在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只受磁場(chǎng)力而作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則 A.若速率相等, 則半徑必相等 ； B.若速率相等, 則周期必相等 ； C.若動(dòng)量大小相等, 則半徑必相等 ； D.若動(dòng)能相等, 則周期必相等。

盡管帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有在《課程標(biāo)準(zhǔn)》中專門提出，但作為洛倫茲力的應(yīng)用，學(xué)生應(yīng)該熟練掌握。本題綜合應(yīng)用洛倫茲力和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，推導(dǎo)出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑和周期表達(dá)式，再利用表達(dá)式來(lái)分析。其中又涉及到動(dòng)能和動(dòng)量的概念。

分析：洛倫茲力提供向心力，有 qvB=mv/R, 得半徑Ｒ＝ mv/(qB), 周期Ｔ＝２πm/(qB), 由題干知，電量ｑ和磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ相同，要想周期相同，只需要粒子質(zhì)量ｍ相同，周期Ｔ和粒子速率ｖ無(wú)關(guān)。要使半徑Ｒ相同，應(yīng)該是粒子的質(zhì)量ｍ和速率ｖ的乘積相同，即動(dòng)量大小相同。所以正確答案為Ｃ。

本題屬于容易題，在掌握相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的推理，就可以得出正確結(jié)論。

2.一束混合的離子束，先徑直穿過(guò)正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，再進(jìn)入一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域后分裂成幾束，如圖所示，若粒子的重力不計(jì)，則分裂是因?yàn)椋ǎ〢 ．帶電性質(zhì)不同，有正離又有負(fù)離子 B ．速率不同

C ．質(zhì)量和電量的比值不同 D ．以上答案均不正確

本題難度較大，學(xué)生必須熟練掌握相關(guān)知識(shí)，并具有一定的分析和推理能力。首先根據(jù)粒子束在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，應(yīng)用左手定則來(lái)判斷帶電性。然后根據(jù)“徑直穿過(guò)正交勻強(qiáng)電、磁場(chǎng)”這個(gè)條件分析出速度相同的結(jié)論。再根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中軌道半徑的不同來(lái)確定荷質(zhì)比。本題實(shí)際是質(zhì)譜儀的 物理模型，正交的勻強(qiáng)電、磁場(chǎng)是速度選擇儀。

粒子都能沿直線穿過(guò)正交的電磁場(chǎng)，說(shuō)明電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力二力平衡，即ｑｖＢ＝Ｅｑ，速度ｖ＝Ｅ/B，所以幾種粒子的速率都相同。進(jìn)入右端的磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)左手定則，幾種粒子都帶正電。但它們的半徑不同，由導(dǎo)出的結(jié)論Ｒ＝ｍｖ/(qB)，在速率ｖ和磁場(chǎng)Ｂ相同的條件下，ｍ /q 比值越大，半徑Ｒ越大。所以正確選項(xiàng)為Ｃ。．如圖 , 用絲線吊一個(gè)質(zhì)量為 m 的帶電(絕緣)小球處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 , 空氣阻力不計(jì) , 當(dāng)小球分別從 A 點(diǎn)和 B 點(diǎn)向最低點(diǎn) O 運(yùn)動(dòng)且兩次經(jīng)過(guò) O 點(diǎn)時(shí)()

A 小球的動(dòng)能相同 B 絲線所受的拉力相同 C 小球所受的洛倫茲力相同 D 小球的向心加速度不相同

本題綜合性較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力要求較高。首先它的受力情況復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)也不是簡(jiǎn)單的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，涉及到的概念有功、動(dòng)能、向心加速度以及矢量和標(biāo)量，物理規(guī)律有機(jī)械能守恒以及圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。首先根據(jù)洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功的特點(diǎn)，絲線拉力也不做功，只有重力做功，由機(jī)械能守恒的條件，可以判斷小球往返經(jīng)過(guò) O 動(dòng)能相同。根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度公式，a=v 2 /R,小球往返經(jīng)過(guò)Ｏ點(diǎn)時(shí)向心加速度大小相同，方向都豎直向上，也相同，所以Ｄ選項(xiàng)錯(cuò)誤。BＣ選項(xiàng)學(xué)生很容易錯(cuò)選，往往由于定勢(shì)思維，忽略小球往返經(jīng)過(guò) O 時(shí)洛倫茲力方向相反。因?yàn)榱κ鞘噶?，所以Ｃ選項(xiàng)錯(cuò)誤。又因?yàn)榻?jīng)過(guò)此位置向心力相同，即重力、拉力和洛倫茲力的合力相同，洛倫茲力變向，拉力顯然不同，Ｂ選項(xiàng)錯(cuò)誤。所以正確答案為Ａ。

4.如圖所示，質(zhì)量為 m，帶電量為 +q 的粒子，從兩平行電極板正中央垂直電場(chǎng)線和磁感線以速度 v 飛入，已知兩板間距為 d，磁感強(qiáng)度為 B，這時(shí)粒子恰能沿直線穿過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域(不計(jì)重力)。今將磁感強(qiáng)度增大到某值，則粒子將落到某極板上。當(dāng)粒子落到極板上時(shí)動(dòng)能為 ____________________。

分析粒子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是把電學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成力學(xué)問(wèn)題。把粒子的受力分析清楚后，判斷粒子做什么形式的運(yùn)動(dòng)，然后用動(dòng)力學(xué)規(guī)律來(lái)解決問(wèn)題。本題需要用到動(dòng)能定理來(lái)解決問(wèn)題，這里需要明確洛倫茲力不做功，以及電場(chǎng)力對(duì)粒子的做功情況。

根據(jù)“粒子恰能直線穿過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域”可知此時(shí)電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力平衡，即電場(chǎng)力的大小就等于ｑｖＢ，“今將磁感強(qiáng)度增大到某值”，粒子將向磁場(chǎng)力方向偏轉(zhuǎn)而做曲線運(yùn)動(dòng)，這種曲線運(yùn)動(dòng)既不是圓周運(yùn)動(dòng)，也不是平拋運(yùn)動(dòng)，求它的末動(dòng)能我們可以根據(jù)動(dòng)能定理。接下來(lái)分析各力的做功情況：洛倫茲力不做功，而電場(chǎng)力做負(fù)功，因?yàn)殡妶?chǎng)力是恒力，功的大小就等于電場(chǎng)力和沿電場(chǎng)線的位移ｄ/2 的乘積。由動(dòng)能定理-qvBd/2=E k-mv /2，所以當(dāng)粒子落到極板上時(shí)動(dòng)能為 mv/2-qvBd/2

５.如圖所示為電磁流量計(jì)示意圖。直徑為 d 的非磁性材料制成的圓形導(dǎo)管內(nèi)，導(dǎo)電液體從左向右流動(dòng)，磁感強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直液體流動(dòng)的方向而穿過(guò)一段圓形管道。則 a 點(diǎn)電勢(shì) b 點(diǎn)電勢(shì)；若測(cè)得管壁內(nèi) a、b 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 U，則管中液體的流量 Q ＝ ___________。（單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)管橫截面的液體體積叫做流量）

２

２

新課程目標(biāo)明確指出，學(xué)習(xí)終身發(fā)展必備的物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能，了解這些知識(shí)與技能在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，關(guān)注科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。能運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)探究方法解決一些問(wèn)題。電磁流量計(jì)在實(shí)際中獲得廣泛應(yīng)用，而它的基本原理我們用磁場(chǎng)的知識(shí)就可以解決。

導(dǎo)電液體中有大量的自由離子，當(dāng)液體從左向右流動(dòng)時(shí)，自由離子隨之而發(fā)生定向移動(dòng)，在磁場(chǎng)中將會(huì)受到洛倫茲力的作用。由左手定則可知，正電荷受磁場(chǎng)力向上，負(fù)電荷受力向下，這樣ａ處有多余的正電荷，ｂ處有多余的負(fù)電荷，所以ａ點(diǎn)電 勢(shì)高。這樣ａｂ間就建立了電場(chǎng)，電場(chǎng)線由ａ指向ｂ，因此自由離子同時(shí)又受電場(chǎng)力的作用。當(dāng)電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力平衡時(shí)，ａｂ間電勢(shì)差恒定，為Ｕ。設(shè)液體流動(dòng)速度為ｖ，有ｑｖＢ＝ｑＵ/ｄ，而流量Ｑ為單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)管橫 截面的液體體積，即流量Ｑ等于流速ｖ和導(dǎo)管橫截面積的乘積，Ｑ＝ｖπｄ/4=πUd/(4B)

６．如圖，兩光滑的平行金屬軌道與水平面成θ 角，兩軌道間距為 L，一金屬棒垂直兩軌道水平放置。金屬棒質(zhì)量為 m，電阻為 R，軌道上端的電源電動(dòng)勢(shì)為 E，內(nèi)阻為２r。為使金屬棒能靜止在軌道上，可加一方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

B 應(yīng)是多大？

本題綜合性較強(qiáng)，需要運(yùn)用閉合電路歐姆定律、安培力和平衡條件等知識(shí)點(diǎn)來(lái)求解?？偟乃悸肥前央妼W(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)換成力學(xué)問(wèn)題。做這類題的關(guān)鍵是做好受力分析，畫出同一平面內(nèi)的受力圖。這要求學(xué)生能看懂三維立體圖，明確磁感強(qiáng)度 B 垂直于導(dǎo)線。

沿斜面方向合力為零，則有 mg sin θ = F B cos θ(1)由安培力公式 F B = BIL(2)由全電路歐姆定律 I = E /(R + r)(3)聯(lián)立(1)、(2)、(3)可得

B = mg(R + r)tan θ / EL

第五篇：恒定電流和磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

恒定電流

一、電流：電荷的定向移動(dòng)行成電流。

1、產(chǎn)生電流的條件：（1）自由電荷；（2）電場(chǎng)；

2、電流是標(biāo)量，但有方向：我們規(guī)定：正電荷定向移動(dòng)的方向是電流的方向；

注：在電源外部，電流從電源的正極流向負(fù)極；在電源的內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極；

3、電流的大?。和ㄟ^(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量Q跟通過(guò)這些電量所用時(shí)間t的比值叫電流I表示；（1）數(shù)學(xué)表達(dá)式：I=Q/t；（2）電流的國(guó)際單位：安培A（3）常用單位：毫安mA、微安uA；

二、歐姆定律：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比；

1、定義式：I=U/R;

2、推論：R=U/I；

3、電阻的國(guó)際單位時(shí)歐姆，用Ω表示；

三、閉合電路：由電源、導(dǎo)線、用電器、電鍵組成；

1、電動(dòng)勢(shì)：電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)接入電路時(shí)兩極間的電壓；用E表示；

2、外電路：電源外部的電路叫外電路；外電路的電阻叫外電阻；用R表示；其兩端電壓叫外電壓；

3、內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路叫內(nèi)電阻，內(nèi)點(diǎn)路的電阻叫內(nèi)電阻；用r表示；其兩端電壓叫內(nèi)電壓；如：發(fā)電機(jī)的線圈、干電池內(nèi)的溶液是內(nèi)電路，其電阻是內(nèi)電阻；

4、電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和；

E=U內(nèi)+U外 U外=RI E=（R+r）I

四、閉合電路的歐姆定律：

閉合電路里的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比；

1、數(shù)學(xué)表達(dá)式：I=E/（R+r）

2、當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，外電阻無(wú)窮大，電源電動(dòng)勢(shì)等于路端電壓；就是電源電動(dòng)勢(shì)的定義；

3、當(dāng)外電阻為零（短路）時(shí)，因內(nèi)阻很小，電流很大，會(huì)燒壞電路；

五、半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力在導(dǎo)體和絕緣體之間；半導(dǎo)體的電阻隨溫升越高而減??；導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而升高，當(dāng)溫度降低到某一值時(shí)電阻消失，成為超導(dǎo)；

補(bǔ)充：

1.電阻定律：導(dǎo)體兩端電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積及材料性質(zhì)有關(guān)。

R=pl/S（電阻的決定式）P只與導(dǎo)體材料性質(zhì)有關(guān)。R與溫度有關(guān)。

二極管：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦?；正極與電源正極相連。2.串聯(lián)特點(diǎn)：①總電壓等于各部分電壓之和。

②電流處處相等

③總電阻等于各部分電阻和

④總功率等于各部分功率和 3.并聯(lián)特點(diǎn)：①總電壓等于各支路電壓

②總電流等于各支路電流和

③總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和

④總功率等于各支路功率和 4.伏安法：（1）限流式；（2）分壓式。5.電動(dòng)勢(shì)：（1）定義：非靜電力對(duì)電荷所做的功與被移送的電荷量之比。

（2）物理意義：反映電源提供電能的本領(lǐng)。

（3）公式：E電動(dòng)勢(shì)=W其/q

E=U外+U內(nèi)（4）電動(dòng)勢(shì)只與電源性質(zhì)有關(guān)

（5）電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻是電源性質(zhì)的衡量指標(biāo)。電動(dòng)勢(shì)以大為好，內(nèi)阻以小為好。6.閉合電路歐姆定律：

7.外阻與路端電壓成正比。

8.測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的方法：伏安法、伏箱法、安箱法。

9.外接、內(nèi)接的原則：觀察分壓、分流效果哪個(gè)明顯。小外偏小、大內(nèi)偏大。

10.表頭改裝電壓表須串聯(lián)大電阻，表頭改裝電流表須并聯(lián)小電阻

11.純電阻電路：電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的電路。

12.電源總功率：EI=IU外+IU內(nèi)

13.I=Q/t=nqvS………………………S指電荷通過(guò)的截面；V指電荷定向移動(dòng)的速度

磁場(chǎng)

一、磁場(chǎng)：

1、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁極、電流有磁場(chǎng)力的作用；

2、磁鐵、電流都能能產(chǎn)生磁場(chǎng)；

3、磁極和磁極之間，磁極和電流之間，電流和電流之間都通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用；

4、磁場(chǎng)的方向：磁場(chǎng)中小磁針北極的指向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向；

二、磁感線：在磁場(chǎng)中畫一條有向的曲線，在這些曲線中每點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向；

1、磁感線是人們?yōu)榱嗣枋龃艌?chǎng)而人為假設(shè)的線；

2、磁鐵的磁感線，在外部從北極到南極，內(nèi)部從南極到北極；

3、磁感線是封閉曲線；

三、安培定則：

1、通電直導(dǎo)線的磁感線：用右手握住通電導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指方向跟電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向；

2、環(huán)形電流的磁感線：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸上磁感線的方向；

3、通電螺旋管的磁場(chǎng)：用右手握住螺旋管，讓彎曲的四指方向和電流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管內(nèi)部磁感線的方向；

四、地磁場(chǎng)：地球本身產(chǎn)生的磁場(chǎng)；從地磁北極（地理南極）到地磁南極（地理北極）；

五、磁感應(yīng)強(qiáng)度：磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。

1、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。涸诖艌?chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積的比值，叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。B=F/IL

2、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向（放在該點(diǎn)的小磁針北極的指向）

3、磁感應(yīng)強(qiáng)度的國(guó)際單位：特斯拉 T，1T=1N/A·m

六、安培力：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力；

1、大?。涸趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，電流所受安培力F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L三者的乘積。

2、定義式F=BIL（適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)、導(dǎo)線很短時(shí)）

3、安培力的方向：左手定則：伸開(kāi)左手，使大拇指根其余四個(gè)手指垂直，并且跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，并使伸開(kāi)四指指向電流的方向，那么大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向。

七、磁鐵和電流都可產(chǎn)生磁場(chǎng)；

八、磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用；

九、電流和電流之間亦有力的作用：（1）同向電流產(chǎn)生引力；（2）異向電流產(chǎn)生斥力；

十、分子電流假說(shuō)：所有磁場(chǎng)都是由電流產(chǎn)生的；

十一、磁性材料:能夠被強(qiáng)烈磁化的物質(zhì)叫磁性材料：

（1）軟磁材料：磁化后容易去磁的材料；例：軟鐵；硅鋼；應(yīng)用：制造電磁鐵、變壓器、（2）硬磁材料：磁化后不容易去磁的材料；例：碳鋼、鎢鋼、制造：永久磁鐵；

十二、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，叫做洛倫茲力

1、洛侖茲力的方向由左手定則判斷：伸開(kāi)左手讓大拇指和其余四指共面且垂直，把左手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，四指為正電荷運(yùn)動(dòng)方向（與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反）大拇指所指方向就是洛侖茲力的方向；

（1）洛侖茲力F一定和B、V決定的平面垂直。（2）洛侖茲力只改變速度的方向而不改變其大?。?）洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功。

2、洛倫茲力的大小

（1）當(dāng)v平行于B時(shí)：F=0（2）當(dāng)v垂直于B時(shí)：F=q·v·B