TOP34【三维设计】（广东专版）2016年高考物理一轮复习第九章磁场考点通关.doc文档免费在线阅读

静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场，已知圆弧虚线的半径为，其所在处场强为方向如图所示离子质量为电荷量为，离子重力不计。

图求加速电场的电压若离子恰好能打在点上，求矩形区域内匀强电场场强的值若撤去矩形区域内的匀强电场，换为垂直纸面向里的匀强磁场，要求离子能最终打在上，求磁场磁感应强度的取值范围。

解析离子在加速电场中加速，根据动能定理，有，离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有解以上两式得。

离子做类平抛运动由牛顿第二定律得解以上各式得。

离子在匀强磁场中做匀到的安培力的矢量和为零。

图通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路选定研究对象变三维为二维，如侧视图剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意安⊥安⊥即垂直磁感应强度方向的长度。

如弯曲导线的有效长度等于两端点所连直线的长度如图所示，相应的电流方向沿由始端流向末端。

因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受向向下，故导线在顺时针转动的同时向下运动。

综上所述，选项正确。

答案与安培力有关的力学综合问题安培力的大小安培力常用公式，要求两两垂直，应用时要满足与垂直是有效长度，外段电流元所在处的磁场方向倾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直于纸面向里。

综上可知导线将以段为轴顺时针转动俯视。

特殊位置法把导线转过的特殊位置来分析，根据左手定则判得安培力方流等效为三段段极短电流元，由于段电流方向与该处磁场方向平行，所以不受安培力作用段电流元所在处的磁场方向倾斜向上，根据左手定则可知其所受安培力方向垂直于纸面向向转动，同时上升审题指导首先明确常见磁场的磁感线分布情况，然后取电流元，用左手定则判定其受力方向，特别注意电流旋转后，有了垂直于纸面的分量而导致向下受力。

解析电流元法如图所示，把直线电放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流时，导线的运动情况是从上往下看图顺时针方向转动，同时下降顺时针方向转动，同时上升逆时针方向转动，同时下降逆时针方用左手定则判定安培力方向时，磁感线方向不定垂直于电流方向，但安培力方向定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面。

例如图所示，把重力不计的通电直导线水平的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向在应铁或多个环形电流，反过来等效也成立。

等效后再确定相互作用情况结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，异向电流互相排斥两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向特殊位置法通电导线转动到个便于分析的特殊位置时，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁场分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。

现对五种常用的方法列表如下电流元法把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。

安培力作用下通电导体运动方向的判定判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁答案本题考查磁场的叠加和安培定则的应用，解决此类问题应注意以下几点根据安培定则确定通电导线周围磁感线的方向。

磁场中每点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。

磁感应强度是矢量，多个通，则与之比为图∶∶∶∶解析依题意，每根导线在点产生的磁感强度为，方向竖直向下，则当移至点时，点合磁感应强度大小为，则与之比为∶。

为半圆弧的圆心，。

在处各有条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时点的磁感应强度大小为。

若将处的长直导线移至处，则点的磁感应强度大小变为场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解。

例如图，是以为直径的半圆弧上的三点，点为场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解。

例如图，是以为直径的半圆弧上的三点，点为半圆弧的圆心，。

在处各有条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时点的磁感应强度大小为。

若将处的长直导线移至处，则点的磁感应强度大小变为，则与之比为图∶∶∶∶解析依题意，每根导线在点产生的磁感强度为，方向竖直向下，则当移至点时，点合磁感应强度大小为，则与之比为∶。

答案本题考查磁场的叠加和安培定则的应用，解决此类问题应注意以下几点根据安培定则确定通电导线周围磁感线的方向。

磁场中每点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。

磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。

安培力作用下通电导体运动方向的判定判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。

现对五种常用的方法列表如下电流元法把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向特殊位置法通电导线转动到个便于分析的特殊位置时，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。

等效后再确定相互作用情况结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，异向电流互相排斥两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向在应用左手定则判定安培力方向时，磁感线方向不定垂直于电流方向，但安培力方向定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面。

例如图所示，把重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流时，导线的运动情况是从上往下看图顺时针方向转动，同时下降顺时针方向转动，同时上升逆时针方向转动，同时下降逆时针方向转动，同时上升审题指导首先明确常见磁场的磁感线分布情况，然后取电流元，用左手定则判定其受力方向，特别注意电流旋转后，有了垂直于纸面的分量而导致向下受力。

解析电流元法如图所示，把直线电流等效为三段段极短电流元，由于段电流方向与该处磁场方向平行，所以不受安培力作用段电流元所在处的磁场方向倾斜向上，根据左手定则可知其所受安培力方向垂直于纸面向外段电流元所在处的磁场方向倾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直于纸面向里。

综上可知导线将以段为轴顺时针转动俯视。

特殊位置法把导线转过的特殊位置来分析，根据左手定则判得安培力方向向下，故导线在顺时针转动的同时向下运动。

综上所述，选项正确。

答案与安培力有关的力学综合问题安培力的大小安培力常用公式，要求两两垂直，应用时要满足与垂直是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度。

如弯曲导线的有效长度等于两端点所连直线的长度如图所示，相应的电流方向沿由始端流向末端。

因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零。

图通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路选定研究对象变三维为二维，如侧视图剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意安⊥安⊥列平衡方程或牛顿第二定律的方程式进行求解。

安培力做功的特点和实质安培力做功与路径有关，不像重力电场力做功与路径无关。

安培力做功的实质起能量转化的作用。

安培力做正功是将电源的能量传递给通电导线后转化为导线的动能或转化为其他形式的能。

安培力做负功是将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能。

例如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，点为圆弧的圆心。

两金属轨道之间的宽度为，匀强磁场方向如图所示，大小为。

质量为长为的金属细杆置于金属轨道上的点。

当在金属细杆内通以电流强度为的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动。

已知，则图金属细杆开始运动时的加速度大小为金属细杆运动到点时的速度大小为金属细杆运动到点时的向心加速度大小为金属细杆运动到点时对每条轨道的作用力大小为解析金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小安，金属细杆开始运动时的加速度大小为安，选项对金属细杆从点到点的运动过程，安培力做功安安，重力做功，由动能定理得安，解得金属细杆运动到点时的速度大小为，选项金属细杆运动到点时的加速度可分解为水平方向的向心加速度和竖直方向的加速度，水平方向的向心加速度大小为，选项在点金属细杆受到轨道水平向左的作用力，水平向右的安培力安，由牛顿第二定律得安，解得，每条轨道对金属细杆的作用力大小为，由牛顿第三定律可知金属细杆运动到点时对每条轨道的作用力大小为，选项正确。

答案典例泉州模拟如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内Ⅱ如图为磁谱仪部分构件的示意图。

图中，永磁铁提