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2、称为匀强磁场. (2)磁感线特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线.,处处相同,4.地磁场 (1)地磁的N极在地理 附近，S极在地理 附近，磁感线分布如图1所示. (2)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度大小 ，且方向水平 .,北极,南极,图1,相等,向北,5.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.,自测1 (多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力大小为F.以下关于磁感应强度B的说法正确的是,C.磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大 D.在磁场中通
3、电直导线也可以不受力,自测2 中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也.”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布如图2所示.结合上述材料，下列说法不正确的是 A.地理南、北极与地磁场的南极和北极不重合 B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用,图2,解析 地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理的北极和南极附近，两极并不重合，故A、B正确； 地球内部也存在磁场，但只有赤道附近上空磁场的方向才与地面平行，故C错误； 射向地球赤道的
4、带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不平行，一定受到地磁场力的作用，故D正确.,二、磁感线和电流周围的磁场,1.磁感线的特点 (1)磁感线上某点的 方向就是该点的磁场方向. (2)磁感线的疏密程度定性地表示磁场的 ，在磁感线较密的地方磁场 ；在磁感线较疏的地方磁场 . 磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，由 指向 ；在磁体内部，由 指向 . 同一磁场的磁感线不中断、不 、不相切. 磁感线是假想的曲线，客观上不存在.,切线,较强,强弱,较弱,N极,S极,S极,N极,相交,2.几种常见的磁场 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图3所示),图3,(2)电流的磁场,条形,越弱,匀强,最强,
5、非匀强,越弱,自测3 (2019海州高级中学模拟)如图4所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向.,图4,答案,三、安培力的大小和方向,1.大小 若IB，F ；若IB，FBIL. 2.方向 总垂直于 所决定的平面，即一定垂直于B和I，但B与I不一定垂直.可以用左手定则来判定：伸开左手，使拇指跟其余四个手指 ，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线 ，并使四指指向 的方向，那么， 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向. 3.两平行通电导线间的作用 同向电流相互 ，反向电流相互 .,B、I,垂直,从掌心进入,吸引,排
6、斥,电流,0,拇指,自测4 在如图所示的四幅图中，正确标明通电导线所受安培力F方向的是,研透命题点,1.安培定则 在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.,命题点一 安培定则的应用和磁场的叠加,2.解题思路 (1)确定磁场场源，如通电导线. (2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向.如图5所示为M、N在c点产生的磁场. (3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场.,图5,例1 如图6，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流.a、O、b在M、N的连线上，O为MN的
7、中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等.关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是 A.O点处的磁感应强度为零 B.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D.a、c两点处磁感应强度的方向不同,图6,解析 由安培定则可知，两导线中的电流在O点产生的磁场均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，选项A错误； 由安培定则知，两导线中的电流在a、b两点处产生的磁场的方向均竖直向下，由于对称性，M处导线中电流在a处产生的磁场的磁感应强度等于N处导线中电流在b处产生的磁场的磁感应强度，同时M处导线中电流在b处产生的磁场的磁感应强度等于
8、N处导线中电流在a处产生的磁场的磁感应强度，所以a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同，选项B错误； 根据安培定则和平行四边形定则可知，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，选项C正确； a、c两点处磁感应强度的方向均竖直向下，选项D错误.,变式1 指南针是我国古代的四大发明之一.当指南针静止时，其N极指向如图7中虚线(南北向)所示，若某一条件下该指南针静止时N极指向如图中实线(N极指向北偏东)所示.则以下判断正确的是 A.可能在指南针上面有一导线东西放置，通由东向西的电流 B.可能在指南针上面有一导线东西放置，通由西向东的电流 C.可能在指南针上面有一导线南北放置，通由北向南的电流
9、D.可能在指南针上面有一导线南北放置，通由南向北的电流,图7,1.安培力的大小 (1)当IB时，FBIL. (2)当IB时，F0. 注意：当导线弯曲时，L是导线 两端的有效直线长度(如图8所示). 对于任意形状的闭合线圈，其有效长度均为零，所以通电后完全处在匀强磁场中时受到的安培力的矢量和为零. 2.安培力的方向 用左手定则判断，注意安培力既垂直于B，也垂直于I，即垂直于B与I决定的平面.,命题点二 安培力的大小与方向,图8,例2 (2018南通市、泰州市一模)在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的等边三角形线框abc，磁场方向垂直于线框平面，a、c两点间接一直流电源，电流方向如图9所示.则
10、A.导线ab受到的安培力大于导线ac受到的安培力 B.导线bc受到的安培力大于导线ac受到的安培力 C.线框受到安培力的合力为零 D.线框受到安培力的合力方向垂直于ac向下,图9,变式2 (2018扬州中学5月模拟)如图10所示，某区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一正方形刚性线圈，边长为L，匝数为n，线圈平面与磁场方向垂直，线圈一半在磁场内.某时刻，线圈中通过大小为I的电流，则此线圈所受安培力的大小为,图5,1.问题概述 (1)问题特点 安培力作用下导体的运动问题与力学中的运动问题一样，同样遵从力学基本规律，只是研究对象所受的力中多分析安培力而已. (2)规律分析 判定通电
11、导体在安培力作用下的运动方向或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁感线分布情况，再弄清导体中电流方向，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.,命题点三 安培力作用下导体的运动情况,2.几种判定方法,例3 (2018兴化一中四模)如图11所示为一螺距较大、有弹性的通电螺线管的磁场截面分布图，虚线为螺线管的中轴线(与某一磁感线重合)，ab为用绝缘细线悬挂的位于螺线管的正上方的通电直导线，其电流方向由a到b，电流很小，不影响螺线管磁场.下列说法正确的是 A.P、Q两点的磁感应强度相同 B.直导线ab通电后，a端垂直纸面向外转动 C.断开螺线管的电源后，螺线管有
12、沿水平方 向向内收缩的趋势 D.将不计重力的电子沿中轴线射入螺线管， 电子将做匀速直线运动,图11,解析 P、Q两点的磁感应强度方向不相同，选项A错误； 直导线ab通电后，由左手定则可知，a端受安培力向里，则a端垂直纸面向里转动，选项B错误； 螺线管通电时，各匝之间为同向电流，相互吸引，则断开螺线管的电源后，螺线管有沿水平方向向外扩张的趋势，选项C错误； 长螺线管内部的磁场可认为是匀强磁场，将不计重力的电子沿中轴线射入螺线管，电子运动的方向与磁感线平行，不受洛伦兹力作用，则电子将做匀速直线运动，选项D正确.,变式3 (2018南京市期中)如图12所示，条形磁铁放置在水平桌面上，它的左上方固定一
13、条直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，磁铁仍然静止在桌面上，则 A.磁铁对桌面压力减小，它不受桌面摩擦力作用 B.磁铁对桌面压力增大，它受向左的摩擦力作用 C.磁铁对桌面压力增大，它不受桌面摩擦力作用 D.磁铁对桌面压力减小，它受向右的摩擦力作用,图12,通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力电综合模型，该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成.这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定.因此解题时一定要先把立体图转化为平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系，如图13所示.,命题点四 通电导体棒的平衡与加速问题,图13,例4 (2018江苏单科13)如图14
14、所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为，间距为d.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直.质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流.金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重 力加速度为g.求下滑到底端的过程中，金属棒 (1)末速度的大小v；,图14,(2)通过的电流大小I；,解析 金属棒所受安培力F安IdB 金属棒所受合力Fmgsin F安 由牛顿第二定律有Fma,(3)通过的电荷量Q.,通过的电荷量QIt,变式4 (2018泰州二中模拟)如图15所示，两平行金属导轨间的距离L0.
15、40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E3 V、内阻r0.5 的直流电源.现把一个质量m0.04 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨 垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的 两点间的电阻R1 ，金属导轨电阻不计，g 取10 m/s2.已知sin 370.6，cos 370.8，求： (1)导体棒受到的安培力大小；,图15,答案 0.40 N,解析 导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：,导体棒受到的安培力：F安ILB20.400.50 N0.40 N 由左手定则判断，安培力方向为沿导轨向上,(2)导体棒受到的摩擦力大小.,答案 0.16 N,解析 导体棒所受重力沿导轨向下的分力：F1mgsin 370.04100.6 N0.24 N 由于F1小于安培力F安，故导体棒受到沿导轨向下的摩擦力Ff，根据共点力平衡条件得：F1FfF安 解得：FfF安F1(0.400.24) N0.16 N.,随堂测试,1.(2018东台创新学校月考)磁场中某区域的磁感线如图16所示，则 A.a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb B.a、b两处的磁感应强度的大小不
