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1、磁场的描述,一、磁体周围的磁场,在磁场中任意一点，存在方向的五统一：,磁场的方向 小磁针静止时N极指向 小磁针N极的受力方向 磁感线某点的切线方向 磁感应强度的方向,二、电流周围的磁场、安培定则,探究点一 磁场的方向与磁场的叠加,例1 如图所示，a、b、c三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当开关闭合，这些小磁针静止时，小磁针N极的指向是 （ ） A a、b、c均向左 B a、b、c均向右 C a向左，b向右， c向右 D a向右，b向左，c向右,C,【点评】在磁场中任意一点，存在方向的五统一：,磁场的方向 小磁针静止时N极指向 小磁针N极的受力方向 磁感线某点的切线方向 磁感应
2、强度的方向,变式1、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是 （ ） A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束 C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束,BC,变式2、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（ ） A、全向里 B、全向外 C、a向里，b、c向外 D、a、c向外，b向里,D,例2 2007届北京模拟题两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上
3、，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是,A、a点 B、b点 C、c点 D、d点,AB,【点评】因磁感应强度为矢量，当某一点有多个磁场共同作用时，合磁场应按平行四边形定则合成，当电流处于对称状态时，对应的磁场可以抵消.,变式2006年北京理综卷如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r 现测得a点磁感应强度的 大小为B，则去掉导线1后，b 点的磁感应强度大小为 ， 方向垂直纸面向外.,二、磁场对电流的
4、作用,1磁场对电流的作用力，叫做安培力 一根长为L的直导线，当导线垂直磁场放置时，通过电流I时，安培力的大小可以表示为FILB当导线平行磁场放置时F=0 2安培力的方向：用左手定则判定，总是跟磁场垂直，跟电流的方向垂直，即安培力总是垂直于导线和磁感线所在的平面,应用F=BIL公式时应注意 1、B与L垂直; 2、B并非一定为匀强磁场，但它应该是L所在处的磁感应度 3、L是有效长度;,探究点二 安培力的方向的分析方法,例3 条形磁铁放在粗糙水平面上，磁铁中间的正上方有一导线，通有如图所示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会 (选填“增大”，“减小”或“不变”).（本题要求从多个角度分析）,【解析】
5、本题虽是一个常规习题，有三种分析方法： (1)画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中细虚线所示），可判断出导线受到的安培力竖直向下，因此条形磁铁受的反作用力竖直向上. (2) 把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流，所以互相吸引，因此条形磁铁受的反作用力竖直向上，磁铁对水平面的压力将会减小. (3)画出通电导线中电流产生的磁场中通过两极的一条磁感线（如图中粗虚线所示），可判断出两极受的安培力的合力竖直向上.磁铁对水平面的压力减小.,【点评】1.安培力方向判定的途径 (1)用左手定则判断. (2)用“同性相斥，异性相吸”判断（只适用于磁铁之间或磁
6、体位于螺线管外部时）. (3)用“同向电流相吸，反向电流相斥”判断（反映了磁现象的电本质）.可以把条形磁铁等效为长直螺线管.只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的安培力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定.,【点评】2.在分析安培力的方向时，通常有四个技巧 (1)等效法：即将小磁铁、通电螺线管、环形电流等效成可转动的小磁针. (2)分段法或微元法：将处于不同的磁场方向的电流分段分析其安培力的方向，从而准确判断通电导体的运动. (3)反推法：利用磁体与电流的相互作用力互为作用力与反作用力的关系判断. (4)特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特
7、殊位置后再判断安培力的方向，从而确定通电导体的运动方向.,例2解析 金属棒受到四个力作用：重力mg，垂直框面向上的支持FN，沿框面向上的安培力F，沿框面的摩擦力Ff，金属棒静止在框架上时，摩擦力f的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分两种情况考虑. I较小，安培力F较小，在金属棒重力分力mg sin 作用下使棒有沿框架下滑趋势，框架对棒的摩擦力沿框面向上 金属棒刚好不下滑时满足平衡条件：,探究点三 直导体在磁场中的平衡,I较大，安培力F较大，会使金属棒产生沿框面上滑趋势因此，框架对棒的摩擦力沿框面向下金属棒刚好不上滑时满足平衡条件：,【点评】通电导体在磁场中处于平衡状态时，其所受合力为0，安培
8、力与其他力存在平衡关系，利用这一关系应可以求出相关物理量，但在求解时一定要注意画出受力的平面图，同时注意安培力的方向一定同时垂直于磁场方向与电流方向.,变式1：若已知电源电动势为E，内阻不计，细杆电阻不计，求滑动变阻器上电阻的调节范围,变式2：若已知电源电动势为E，内阻r，细杆电阻R0，求滑动变阻器上电阻的调节范围,5.如图所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一根长为L，质量为m，通过电流为I的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为 ( ),AC,【解析】根据电流方向 和所给定磁场方向的关 系，可以确定通电导 线所受安培力分别 如图所示.又因为 导线还受重力G和支持力FN，根据力的平衡知，只有两种情况是可能的，其中中F=mgsin， ，故A正确；中F=mgtan， ，故C正确.,在倾角=30的斜面上，固定一金属框，宽L=0.25m，接入电动势E=12V、内阻不计的电池垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属,框面向上的匀强磁场中,当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？框架与棒的电阻不计，g=10ms2,
