1、第10单元：磁场，本单元内容涵盖磁感应强度、磁感线、磁通量、电流的磁场、安培力、洛仑兹力等基础概念，包含磁现象的电本质、安培定则、左手定则等规律。本单元所涉及的基本方法有，借助空间想象力以及磁感线把磁场的空间分布予以形象化，而这乃是解决磁场问题的关键所在。运用安培定则、左手定则去判断磁场方向以及载流导线、运动的带电粒子受力情形，则是使力学知识与磁场问题相融合的切入点。在本单元知识应用期间，对于初学者而言，常犯的错误主要呈现于这些方面：其一，无法精准地重现题目里所讲述的磁场的空间分布状况，以及带电粒子的运动轨迹情况；其二，在运用安培定则、左手定则去判断磁场方向，以及载流导线、运动的带电粒子受力情形的时候出现差错；其三，运用几何知识之际出现失误；其四，不擅长剖析多过 。
这个需求中第一句“程的物理问题”表意不明，无法准确改写，第二句开始的内容改写如下：例1，处于平面状态被安排在桌面上正中央位置的条形磁铁，其竖直上方固定了一根和它磁场呈垂直姿态的直导线，导线之中被通入了垂直于纸面向外的电流，那么在这种情况下，有如下几种关于说法正确情况的问题：，A选项，磁铁对于桌面而言压力出现减小的状况，B选项，磁铁对于桌面而言压力呈现增大的情形，C选项，磁铁对于桌面而言压力保持不变的态势，D选项，以上所提及的说法全部都不存在可能性，【错解分析】当中的错解是这样的：磁铁存在吸引导线的情况，进而致使磁铁导线对桌面产生压力，所以选择B 。导线对磁铁的反作用力，错解在选择研究对象做受力分析时出现问题，且未用牛顿第三定律来分析该反作用力作用于何处。【正确解答】如图10-2所示，将通电导线置于条形磁铁上方，使通电导线处于磁场中，由左手定则可判断通电导线受到向下的安培力作用，同时，依据牛顿第三定律可知，力的作用是相互的，在磁铁对通电导线有向下作用的同时。
3、通电导线对于磁铁而言，是存在反作用力的，该反作用力作用于磁铁之上，其方向是向上看的，就如同图10 - 3所呈现的那样。针对磁铁来做受力方面的分析，鉴于磁铁始终表现为静止的状态，在没有通电导线这种情况的时候，N等于mg，而当有了通电导线之后，N加上F等于mg，进而得出N等于mg减去F，如此一来，磁铁对桌面的压力是减小的，要选A 。依据例2，参照图10 - 4所示情形，存在水平放置的扁平条形磁铁，进而在磁铁的左端正上方存在一线框，此线框平面与磁铁相互垂直，当线框由左端正上方沿着水平方向平移至右端正上方的进程中，穿过它的磁通量的变化状况是：A先减小后增大，B始终减小，C始终增大，D先增大后减小【错解分析】错解：条形磁铁的磁性在两端极强，所以线框从磁极的一端移至另一端的过程中磁性由强到弱再到强，依据磁通量计算公式可知等于B·S，线框面积保持不变，与B成正比例变化，故而选A做 。
4、做题的时候，没有切实弄清楚磁通量的概念，脑海里没能正确构建起条形磁铁的磁力线空间分布的模型。所以，盲目地机械套用磁通量的计算公式等于B乘以S，鉴于条形磁铁两极的磁感应强度B比中间部分的磁感应强度大，从而得出线框在两极正上方所穿过的磁通量大于中间正上方所穿过的磁通量。【正确解答】规范地画出条形磁铁的磁感线空间分布的剖面图，就像图10 - 5所示那样。运用等于B乘以S定性判断出穿过闭合线圈的磁通量先增大后减小，选D。【小结】，=B·S计算公式使用存在条件，B需为匀强磁场，且B要垂直S，所以磁感应强度大的地方磁通量不一定大，本题中两极上方磁场并非匀强磁场，磁场与正上方线框平面所成角度未知，难以定量计算，。
5、经由计算，去编写这道题的意图，便是想要提示同学们，对于磁场的形象化这一情况，要予以充足的重视。例3 如同图10 - 6所展示的那般，螺线管的两端加设了交流电压，顺着螺线管的轴线方向，有一个电子射入，那么该电子在螺线管内部将会做 A加速直线运动 B匀速直线运动C匀速圆周运动 D简谐运动【错解分析】错解一：螺线管的两端加设了交流电压，螺线管内部存在磁场，电子在磁场中会受到磁场力的作用，所以选A。错解二：螺线管两端施加了交流电压，螺线管内部存在磁场，磁场的方向呈现出周期性地变化，电子于周期性变化的磁场里头受到的力同样发生周期性改变，进而做往复运动。所以选择D。错解一与错解二的根本缘由存在两点：其一，对于螺线管两端加上交流电压之后，螺线管内部磁场大小以及方向发生周期性变化的准确情形分析得不清楚；其二，没有。
搞清楚洛仑兹力f等于Bqv的适用条件，以免错误套用公式。洛仑兹力大小为f等于Bqv的条件是运动电荷垂直射入磁场，当运动方向与B形成夹角时，洛仑兹力f等于Bqv乘以sin，当等于0°或者等于180°时，运动电荷不会受到洛仑兹力的作用。【正确解答】螺线管两端加上交流电压以后，螺线管内部磁场大小以及方向发生周期性变化，然而始终与螺线管平行，沿着螺线管轴线方向射入的电子其运动方向与磁感线平行。始终不受洛仑兹力的电子，沿轴线飞入后做匀速直线运动。例4，有一自由的矩形导体线圈，通以电流I，将其移入通以恒定电流I的长直导线右侧，其ab与cd边跟长直导体AB在同一平面内且互相平行，如图10 - 7所示，试判断将该线圈从静止开始 。
7、开始释放之后的受力情形以及运动状况。（不考虑重力）【错解剖析】错解：依靠磁极的相互作用去判断。鉴于长直导线电流所产生的磁场在矩形线圈所处位置的磁感线方向是垂直纸面向里，它等同于条形磁铁的N极正对着矩形线圈向里。因为通电线圈类似于环形电流，其磁极通过右手螺旋定则判定为S极向外，它会受到等效N极的吸引，所以通电矩形线圈将会垂直纸面向外加速。错误的根源在于把直线电流的磁场与条形磁铁的磁极磁场等同看待 。可知一条一条的直线电流当中呀，磁场的那磁感线呢，是一丛一丛并且各自都是，以直导线上每一点，作为圆心而成的同心圆，它呀，并不实打实存在N极与S极，可以把它叫做这种所谓的无极场呐，是根本不能够跟条形磁铁的那种有极场，达成等效一样子玩意儿的呦。【而正确解答的方式是】运用并借此左手定则来进行判断。首先要画出直线电流的磁场，在矩形线圈所在的那个地方的磁感线分布情况，是依据右手螺旋，用正确的方式定则来操作的哟。
8、判定确定其磁感线 的方向是垂直纸面向里的，呈现如图10 - 8所示的情况。线圈 的四条边所受到的安培力的方向是由左手定则进行判定的。其中F1与F3是相互处于平衡状态的，因为ab边所在之处的磁场要比cd边所在之处的磁场强，所以F4F2。从这里能够知道矩形线圈abcd所受到的安培力的合力方向是向左的，它会加速朝着左边运动进而与导体AB相互靠拢。【小结】 运用等效的思想去处理问题是存在条件的，磁场的等效，应当是磁场的分布存在相似的地方。比如条形磁铁与通电直螺线管的磁场大概是相同的，能够进行等效。因此应当规规矩矩地把两个磁场给画出来，通过比较瞧瞧是不是符合等效的条件。在本题里直线电流的磁场没办法被等效成匀强磁场。例5 如图10-9所示，有一个用绝缘丝线悬挂着的环形导体，它处于与其所在平面相互垂直并且向右的匀强磁场之中，要是环形导体 ，句号。
9、存在着如图所展示方向的电流I，尝试去判断环形导体的运动情形。【错解分析】错解：已知匀强磁场的磁感线是垂着导体环面且方向朝右的，它等同于条形磁铁N极正对着靠近环形导体圆面的左侧，而通电环形导体，也就是环形电流的磁场N极是朝左的（依照右手定则予以判定），它会受到等效N极的排斥作用，环形导体开始朝着右边去加速运动。错误地把匀强磁场等效成条形磁铁的磁场。【正确解答】通过运用左手定则来判断。能够把环形导体依照一定标准平均划分成好多段，每一段处于通电状态的导体所受到的安培力统统都朝着圆心的方向。依据对称性的原理可以明确，这些安培力全部都是成对出现的平衡力。所以这个环形导体将会维持原来的静止情形。【小结】 针对于直线电流所产生的磁场以及匀强磁场都应当把它们视作没有特殊磁极的场。在这样的磁场里面对通电线圈受力方面的问题加以分析的时候，不可以采用等效磁极的方式，原因在于它不。
10、与实际情形相契合。然而得借助左手定则剖析出安培力合力的方向之后，才去判定其运动状态的变化状况。例6，质量是m的通电导体棒ab放置于倾角为的导轨之上，如图10 - 10所示。已知导体跟导轨间的动摩擦因数为，在图10 - 11所施加的各类磁场里，导体都处于静止状态，那么导体与导轨间摩擦力为零的可能情形是：【错解剖析】错解：依据f = N，题目里0，要使得f = 0必定有N = 0。为达成此目的，需让安培力FB与导体重力G实现平衡状态，依据左手定则能够判定，在图10-11里B项存在这种可能性，所以选择B。上述的这种分析受到了题目当中“动摩擦因数为”这一条件的干扰，错误地运用滑动摩擦力的计算式f=N去探讨关于静摩擦力的问题。进而致使出现错选以及漏选的情况。【正确的解答方式为】要想使得静摩擦力变为零，要是N=0，那么必然f=0。图10-11B选。
在 11、项里，安培力方向是竖直向上，它和重力方向相反，这种情况有可能致使 N = 0，所以 B 是正确的；要是 N 不为 0，那么导体除受静摩擦力 f 之外的其余力的合力只要是零，如此一来 f = 0。在图 10 - 11A 选项中，导体受到的重力 G、支持力 N 以及安培力 F 安，这三力合力是可能为零的，进而导体所受静摩擦力就可能为零。在图 10 - 11 的 CD 选项中，从导体受到的重力 G、支持力 N 以及安培力 F 安这三力的方向来分析，合力是不可能为零的，所以导体所受静摩擦力不可能为零。因而，正确的选项，应当是AB。【小结】，此考题，是极为强调概念性的题目，同时，还是力学与电学知识相互交叉融合，形成的综合性试题。摩擦力包括静摩擦力以及滑动摩擦力这两种类型。判断它们存在区别的条件，是两个互相接触的物体，此刻是否存在相对运动状态。力学范畴内概念的准确程度，会对电学的学习成效产生影响 。
12、绩。例7 如图10 - 12所见到的那样，带着负电的粒子垂直于磁场方向进入圆形的匀强磁场区域，出来磁场的时候速度偏离原来方向为60°角高中物理电磁场大题，已知了带电粒子质量是m = 3×10 - 20kg，电量是q = 10 - 13C，速度为v0 = 105m / s，磁场区域的半径是R = 3×10 - 1m，不计算重力，去求磁场的磁感应强度。【错解分析】存在这样的错解情况，带电粒子身处磁场之中做匀速圆周运动的时候，并没有依据题目给出的意思去画出带电粒子的运动轨迹图形，错误地把圆形磁场的半径当成了粒子运动的半径，这表明对公式里相关物理量的物理意义搞不明白。【正确解答】先画进入磁场速度的垂线，得到一个交点O，再画出离开磁场速度的垂线，又得到交点O，这个O点就是粒子做圆周运动的圆心了，依据此来作出运动轨迹AB，就呈现为如图10-13所示的样子。把这个圆的半径记作r。带电粒子处于磁场中。
第十三、进行匀速圆周运动【小结】鉴于洛伦兹力始终垂直于速度方向，要是已知带电粒子的任意两个速度方向，那么就能够通过作出两速度的垂线，进而找出两垂线的交点，此交点便是带电粒子做圆周运动的圆心。例八、如图十减十四所示，带电粒子于真空环境里的匀强磁场中按照图示径迹运动。径迹为相互衔接的两段半径不相等的半圆弧，中间是一块薄金属片，粒子穿过时存在动能损失。试判断粒子在上、下两段半圆径迹中哪段所需时间比较长？粒子，重力不考虑，【错解分析】错解是：回旋周期与回旋半径成正比例关系，原因在于上半部分径迹的半径比较大，故而所需时间比较长，错误地觉得带电粒子在磁场中做圆周运动时速度保持不变，依据周期公式【正确解答】首先按照洛仑兹力方向，（指向圆心），磁场方向以及动能损耗。
14、依据情况，判断确定粒子带正电，朝着abcde方向运动。接着去求通过上、下两段圆弧需要的时间：带电粒子于磁场里做匀速圆周运动，期间粒子速度v以及回旋半径R与之无关。所以上、下两半圆弧粒子通过时所需要的时间是相等的。动能的损耗致使粒子的速度减小，其结果造成回旋半径按照比例减小，然而周期并未改变。【小结】 回旋加速器的过程刚好与本题所讲述的过程相反。回旋加速器中粒子持续地被加速，不过粒子在磁场中的圆周运动周期保持不变。例9，有一个负离子，其质量是m，电量大小为q，它以速度v0垂直于屏S，经过小孔O射进存在匀强磁场的真空室里，就如同图10 - 15所示的那样。其中，磁感应强度B的方向跟离子的初速度方向相互垂直，并且是垂直于纸面向里的。要是离子进入磁场后，经过时间t到达位置P，那就证明：直线OP与离子。
15、子入射方向间形成夹角与 t有关，【错解分析展示该解错误之处】错解：依据牛顿第二定律以及向心加速度公式，在高中阶段当应用牛顿第二定律答题的时候 F 应当是恒力或平均力，在本题里洛仑兹力是方向持续变化的力，不能直接将其代入公式去求解。【随后呈出正确的阐述做法】正确解答：就像图 1016 所呈现的那样，当离子抵达位置 P 的时候圆心角为【小结】时刻都得留意公式适用的条件范围，稍微不留意就会出现张冠李戴这种错误。要是想用平均力版本的牛顿第二定律来求解，就得先去求平均加速度。例 10 如图 10 - 17 所展示的呈现。有一垂直于xy平面向里的匀强磁场，其磁感应强度是B，处于x轴上；还有沿y轴负方向的匀强电场为E，在x轴下方。有一个质量为m，电荷量是q的粒子，从坐标原点沿着y轴正方向射出。射出之后，当它第3次到达X轴时，它跟点O的距离为。
把错话说成这句话是不对的，错解并不是只是单纯说说而已，粒子射出后第三次到达x轴，按照错解的情况，像图10 - 18那样，在电场中粒子的情况以及在磁场中每一次的位移是l，第3次到达x轴时，粒子运动的总路程被认为是一个半圆周和六个位移的长度之和，错解情况竟然是因为审题而出现错误，他们把题中所说的“射出之后，第3次到达x轴”这段话理解为“粒子在磁场中运动通过x轴的次数”，却将粒子从电场进入磁场的次数给遗漏没计算。把重点放在理解粒子在磁场里的匀速圆周运动，以及在电场中的匀变速直线运动上，这是解题关键。要画出粒子运动的过程草图10 - 19，通过这张草图可明确粒子在磁场中运动半个周期后首次通过x轴进入电场，随后做匀减运动，这才是正确的解题思路，而不是在物理过程没弄明白的时候就开始解题，不然肯定会出错 。
在速度迅速减至零之后呢，又朝着相反方向进行匀加速直线运动，以本来相同大小的速度朝着相反的方向进入磁场，这便是第二次进入磁场的情况啦，紧接着粒子于磁场里边做圆周运动，经过半个周期就第三次穿过x轴。根据Bqv等于mv2R，在电场中，粒子处于电场之时每一回的位移是l，当第3次抵达x轴的时候，粒子运动的总的路程是一个圆周的长度与两个像这样位移的长度相加的和。进行小结，将对问题所涉及的物理图景予以正确分析，这是正确进行物理题解答的前提条件，它比动手对题目展开计算更为重要，因为它体现了你对题目的正确理解。高考试卷里存在一些题目，它们要求考生对题中涉及的物理图景清晰理解，对所发生的物理过程具备正确认识。这种工作并非特别困难，而是要求考生拥有端正的科学态度，认真依照题意绘制过程草图，。
18、开展物理情景予以剖析。例11，摆长是L的单摆于匀强磁场里面摆动，摆动的平面跟磁场方向相垂直，就如同图10 - 20显示的那样。在摆动期间摆线一直处于绷紧状态，要是摆球带有正电，电量是q，质量为m，磁感应强度为B，当球从最高的地方摆到最低的地方时，摆线上的拉力T是多大呢？ 。【错解分析】错解：T，f一直垂直于速度v，就依据机械能守恒定律，在C处，f洛是竖直向上的，按照牛顿第二定律，存在考虑问题不周到的情况，觉得题目里“从最高点到最低处”说的是AC的过程，忽视了球能够从左右两边经过最低点。【正确解答】球从左右两边经过最低点，因为速度方向不同，致使f洛不一样，受力分析如图10-21所示。鉴于摆动时f洛和F拉都不做功，机械能守恒，小球不管向左、向右摆动过C点的时候速度大小相，。
19、相同着呢，不过方向是相反的哟。摆球从最高点朝着最低点C运动的这个过程呀，是满足机械能守恒的呢：当摆球在C点的时候速度是向右的，依据左手定则，f洛是竖直向上的，按照牛顿第二定律就有；当摆球在C点的速度是向左的情况下，f洛是竖直向下的，根据牛顿第二定律又有；所以当摆球摆到最低处的时候，摆线上的拉力是这样的【小结】 要想避免本题出现错解的失误情况呀，那就得对题目所叙述的各个状态认真地画出速度方向，通过左手定则去判断洛仑兹力的方向呢。其余的工作便是运用牛顿第二定律和机械能守恒定律来解题啦。比如有这样一个例子，其序号为12 ，假设在空间当中存在着方向是竖直向下的匀强电场，以及垂直于纸面向里的匀强磁场，就如同图10 - 22所展示的那样，已知有着一个离子，它是处在电场力以及洛仑兹力的作用之下，从处于静止状态开始，自一个被称作A点的位置沿着一条曲线ACB进行运动，当到达一个被叫做B点的位置时其速度变为零，而C点是这个离子运动过程当中的最低点，并且忽略了重力的影响，在这种情形之下，以下所给出的说法是正确的内容为：关于A选项 。
这家伙居然选D，认为依据咱们说的振动的往复性这条，离子抵达B点之后，就会顺着原来的曲线返回到A点，可实际情况是错误的解哟，这离子必定带着正电荷，BA点跟B点处于同一高度，那离子在C点的时候速度是最大的，离子刚到B点时，它会沿着原曲线返回A点才这么认为的，可这是错的