史上最全面的高中物理和磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)！
1. 磁場(chǎng)
磁鐵通過(guò)磁場(chǎng)作用于鐵、鈷、鎳物質(zhì)。 磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是物質(zhì)存在的另一種形式，是客觀存在的。 小磁針的指南針指向北方，表明地球是一個(gè)大磁鐵。 磁鐵周?chē)臻g存在磁場(chǎng)； 電流周?chē)目臻g也存在磁場(chǎng)。
電流周?chē)目臻g存在磁場(chǎng)。 電流是由大量運(yùn)動(dòng)電荷形成的，因此運(yùn)動(dòng)電荷周?chē)目臻g也存在磁場(chǎng)。 靜止電荷周?chē)目臻g不存在磁場(chǎng)。
磁場(chǎng)存在于磁鐵、電流和移動(dòng)電荷周?chē)目臻g中。 磁場(chǎng)是物質(zhì)的一種形式。 磁場(chǎng)對(duì)磁鐵和電流有強(qiáng)大的影響。
就像使用測(cè)試電荷來(lái)測(cè)試是否存在電場(chǎng)一樣，您可以使用小磁針來(lái)測(cè)試是否存在磁場(chǎng)。 圖中顯示了載流導(dǎo)線(xiàn)周?chē)嬖诖艌?chǎng)——奧斯特實(shí)驗(yàn)，以及磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生強(qiáng)大影響的實(shí)驗(yàn)。
1.地磁場(chǎng)
地球本身是一塊磁鐵，附近存在的磁場(chǎng)稱(chēng)為地磁場(chǎng)。 地磁南極靠近地球北極，地磁北極靠近地球南極。
2.地磁體周?chē)拇艌?chǎng)分布
類(lèi)似于條形磁鐵周?chē)拇艌?chǎng)分布。
3.指南針
放置在地球周?chē)闹改厢樤陟o止時(shí)可以指向北方，這是地磁場(chǎng)的結(jié)果。
4.磁偏角
地球的地理兩極與地磁極并不重合。 磁針無(wú)法準(zhǔn)確引導(dǎo)或指向北方。 有一個(gè)交叉角稱(chēng)為地磁偏角，簡(jiǎn)稱(chēng)磁偏角。
闡明：
①地球上不同地點(diǎn)的磁偏角值不同。
② 磁偏角隨著地球磁極的緩慢運(yùn)動(dòng)而緩慢變化。
③ 地磁軸與地球自轉(zhuǎn)軸的夾角約為11°。
2. 磁場(chǎng)方向
在電場(chǎng)中，電場(chǎng)的方向是由人決定的。 同樣，人們也確定磁場(chǎng)的方向。
規(guī)則：在磁場(chǎng)中的任意一點(diǎn)，作用在小磁針北極上的力的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。
確定磁場(chǎng)方向的方法是：將無(wú)外力的小磁針?lè)湃氪艌?chǎng)中待測(cè)位置。 當(dāng)小磁針靜止在該位置時(shí)，小磁針的N極方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。
磁鐵磁場(chǎng)：可以用同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引的方法來(lái)確定磁場(chǎng)方向。
當(dāng)前磁場(chǎng)：使用安培定則（也稱(chēng)為右手螺旋定則）確定磁場(chǎng)方向。
3.磁感應(yīng)線(xiàn)
繪制磁場(chǎng)中的方向曲線(xiàn)來(lái)表示磁場(chǎng)線(xiàn)。
磁力線(xiàn)的特點(diǎn)：
(1)磁感應(yīng)線(xiàn)上各點(diǎn)的切線(xiàn)方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同。
(2)磁力線(xiàn)的密度反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)度。 磁力線(xiàn)越密，磁場(chǎng)越強(qiáng)。 磁力線(xiàn)越稀疏，磁場(chǎng)越弱。
(3)磁場(chǎng)中任意磁力線(xiàn)都是一條閉合曲線(xiàn)，在磁鐵外部從N極走向S極，在磁鐵內(nèi)部從S極走向N極。
下圖分別展示了條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)：
闡明：
① 磁力線(xiàn)是為了形象地描述磁場(chǎng)而在磁場(chǎng)中假想的一組方向曲線(xiàn)。 它們并不是客觀存在于磁場(chǎng)中的真實(shí)曲線(xiàn)。
② 磁力線(xiàn)與電場(chǎng)線(xiàn)相似，在空間上不能相交、相切或中斷。
4、幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)
1. 直載流導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)
(1)安培法則：用右手握住導(dǎo)線(xiàn)，讓直拇指指向與電流方向相同的方向。 四根手指彎曲的方向就是磁力線(xiàn)環(huán)繞的方向。 該規(guī)則也稱(chēng)為右手螺旋規(guī)則。 。
(2) 磁力線(xiàn)分布如圖：
闡明：
① 直通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇帕€(xiàn)是以導(dǎo)線(xiàn)上各點(diǎn)為中心的同心圓。 事實(shí)上，電流和磁場(chǎng)應(yīng)該是一種空間模式。
② 線(xiàn)性電流的磁場(chǎng)沒(méi)有磁極。
③ 磁場(chǎng)的強(qiáng)度與距導(dǎo)線(xiàn)的距離有關(guān)。 離導(dǎo)線(xiàn)越近，磁場(chǎng)越強(qiáng)，離導(dǎo)線(xiàn)越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱。
④圖中“×”表示磁場(chǎng)方向垂直進(jìn)入紙張，“·”表示磁場(chǎng)方向垂直離開(kāi)紙張。
2.環(huán)流磁場(chǎng)
(1)安培法則：讓右手彎曲的四個(gè)手指與環(huán)電流方向相同，直拇指的方向就是環(huán)線(xiàn)軸線(xiàn)上的磁力線(xiàn)方向。
(2) 磁力線(xiàn)分布如圖：
(3)幾種常用的磁力線(xiàn)的繪制方法不同。
闡明：
① 環(huán)形電流的磁場(chǎng)類(lèi)似于條形磁鐵的磁場(chǎng)，兩側(cè)有N極和S極。
②由于磁力線(xiàn)均為閉合曲線(xiàn)，環(huán)內(nèi)外磁力線(xiàn)數(shù)量相等，因此環(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)在微觀上可以看作是無(wú)數(shù)極短的直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)的疊加。
3.通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)
(1)安培法則：用右手握住螺線(xiàn)管，使彎曲時(shí)四指方向與電流方向一致。 拇指指向的方向就是螺線(xiàn)管中心軸上磁力線(xiàn)的方向。
(2)磁場(chǎng)線(xiàn)分布??：如圖所示。
(3)幾種常用的不同磁力線(xiàn)繪制方法。
闡明：
① 通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)分布：螺線(xiàn)管外部的磁場(chǎng)分布與條形磁鐵相同。 兩端分別為N極和S極。 管內(nèi)（除邊緣外）存在均勻磁場(chǎng)，磁場(chǎng)分布點(diǎn)從S極到N極。
② 環(huán)流實(shí)際上是宏觀上只有一匝的通電螺線(xiàn)管，通電螺線(xiàn)管是由多匝環(huán)流串聯(lián)而成。 因此，通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)是這些環(huán)形電流磁場(chǎng)的疊加。
③無(wú)論是磁鐵的磁場(chǎng)還是電流的磁場(chǎng)，其分布都是在三維空間中。 需要掌握三維圖、縱剖面圖、橫剖面圖的繪制與轉(zhuǎn)換。
4.磁場(chǎng)均勻
(1)定義：在磁場(chǎng)的某一區(qū)域內(nèi)，如果各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向相同，則該區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)稱(chēng)為均勻磁場(chǎng)。
(2)磁力線(xiàn)分布特征：等間距的平行直線(xiàn)。
（3）產(chǎn)生：兩個(gè)非常接近的磁極之間的磁場(chǎng)，除了邊緣部分外，可以認(rèn)為是均勻磁場(chǎng)； 當(dāng)兩個(gè)按一定距離平行放置的線(xiàn)圈通電時(shí)，中間區(qū)域的磁場(chǎng)也是均勻的。 磁場(chǎng)，如圖：
5. 磁感應(yīng)強(qiáng)度
1.磁感應(yīng)
為了表征磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向，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)度和方向的物理量，用符號(hào)“B”表示。
通過(guò)精密實(shí)驗(yàn)可知，在均勻磁場(chǎng)中，當(dāng)通電的直導(dǎo)線(xiàn)垂直于磁場(chǎng)方向時(shí)，它受到磁場(chǎng)作用在其上的力的影響。 對(duì)于相同的磁場(chǎng)，當(dāng)電流加倍時(shí)，載流導(dǎo)線(xiàn)上的磁場(chǎng)力也加倍。 這表明載流導(dǎo)線(xiàn)上的磁場(chǎng)力與通過(guò)它的電流強(qiáng)度成正比。 當(dāng)載流導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度加倍時(shí)，它所受到的磁場(chǎng)力也加倍，這表明載流導(dǎo)線(xiàn)所受到的磁場(chǎng)力也與導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度成正比。 對(duì)于磁場(chǎng)中的某一位置，該處通電導(dǎo)線(xiàn)上的磁場(chǎng)力F與通電電流強(qiáng)度I與導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度L的乘積之比是一個(gè)常數(shù)，與電流大小無(wú)關(guān)強(qiáng)度或電線(xiàn)的長(zhǎng)度。 該比率在磁場(chǎng)中的不同位置可能會(huì)有所不同，因此反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義
定義：磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線(xiàn)上所受的力F與電流I與導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度L的乘積IL之比，稱(chēng)為磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，其中通電直導(dǎo)線(xiàn)位于。
公式：B=F/IL。
(2) 磁感應(yīng)強(qiáng)度單位
在國(guó)際單位制中，B的單位是特斯拉（T）。 由B的定義可知：
1特(T)=1牛(N)/安培(A)·米(m)
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向
磁感應(yīng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量，它不僅有大小，還有方向，它的方向就是該位置磁場(chǎng)的方向。 當(dāng)小磁針靜止時(shí)，N極所指向的方向定義為該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，稱(chēng)為磁場(chǎng)方向。 B為矢量，其方向?yàn)榇艌?chǎng)方向，即小磁針靜止時(shí)N極所指向的方向。
2. 磁通量
磁感線(xiàn)和電場(chǎng)線(xiàn)一樣，也是形象地描述磁場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向分布的假想線(xiàn)。 磁感應(yīng)線(xiàn)上各點(diǎn)的切線(xiàn)方向就是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。 磁感應(yīng)線(xiàn)的密度反映了磁感應(yīng)強(qiáng)度。 的大小。 為了定量確定磁力線(xiàn)數(shù)量與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的關(guān)系，規(guī)定垂直磁場(chǎng)方向每平方米面積的磁力線(xiàn)數(shù)量為那里的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小（單位：特克斯）。 這里需要注意的是，一般來(lái)說(shuō)，磁感應(yīng)線(xiàn)可以根據(jù)上面指定的任何數(shù)字來(lái)繪制。 這種畫(huà)法只能幫助我們了解磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小； 方向的分布不能通過(guò)每平方米磁感應(yīng)線(xiàn)的數(shù)量來(lái)獲得。 強(qiáng)度值。
(1) 磁通量的定義
通過(guò)某一區(qū)域的磁力線(xiàn)的數(shù)量稱(chēng)為通過(guò)該區(qū)域的磁通量，用符號(hào)φ表示。
物理意義：穿過(guò)某一表面的磁感應(yīng)線(xiàn)的數(shù)量。
(2)磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系
根據(jù)前面的規(guī)定，單位面積上穿過(guò)垂直磁場(chǎng)方向的磁感應(yīng)線(xiàn)數(shù)等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，因此在均勻磁場(chǎng)中，垂直于S的面積S上的磁通φ磁場(chǎng)方向=BS。
如果S平面不垂直于磁場(chǎng)方向，則應(yīng)將S平面投影到垂直于磁場(chǎng)的方向。
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) 公式的應(yīng)用條件：
A。 均勻磁場(chǎng)； b. 磁場(chǎng)線(xiàn)垂直于平面。
（3）在均勻磁場(chǎng)B中，如果磁力線(xiàn)不垂直于平面，則式Φ=BS中的S應(yīng)為平面在垂直于磁力線(xiàn)方向的投影面積。
此時(shí)的公式就是面積S在垂直于磁力線(xiàn)方向的投影，我們稱(chēng)之為“有效面積”。
(3) 磁通量單位
在SI單位中，磁通量的單位是韋伯（Wb），簡(jiǎn)稱(chēng)Wei。 磁通量是一個(gè)只有大小而沒(méi)有方向的標(biāo)量。
(4) 磁通密度
磁通線(xiàn)越密，穿過(guò)垂直單位面積的磁通線(xiàn)數(shù)量越多，反之亦然。 因此，通過(guò)單位面積的磁通量——磁通密度，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。
6、磁場(chǎng)對(duì)電流的影響
1.安培分子電流假說(shuō)
安培認(rèn)為，原子和分子等物質(zhì)粒子內(nèi)部存在環(huán)電流——分子電流。 分子電流使每個(gè)物質(zhì)粒子變成一個(gè)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)解釋了磁現(xiàn)象
(1)磁化現(xiàn)象：軟鐵棒未磁化時(shí)，內(nèi)部分子電流取向紊亂，它們的磁場(chǎng)相互抵消，對(duì)外表現(xiàn)出無(wú)磁性； 當(dāng)軟鐵棒受到外部磁場(chǎng)的作用時(shí)，分子中的電流取向變得大致相同，兩端表現(xiàn)出較強(qiáng)的磁效應(yīng)，形成磁極，軟鐵棒被磁化。
(2)磁體退磁：磁體高溫或猛烈敲擊，即在強(qiáng)烈的熱運(yùn)動(dòng)或機(jī)械運(yùn)動(dòng)的影響下，分子電流取向變得紊亂，磁體的磁性消失。
磁現(xiàn)象的電學(xué)性質(zhì)
磁鐵的磁場(chǎng)與電流的磁場(chǎng)一樣，是由移動(dòng)的電荷產(chǎn)生的。
闡明：
①根據(jù)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)理論，原子由原子核和原子核外的電子組成。 原子核帶正電，核外的電子帶負(fù)電。 原子核外的電子在庫(kù)侖引力的作用下繞原子核高速旋轉(zhuǎn)，形成分子電流。 在安培生活的時(shí)代，由于人們不知道物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，所以被稱(chēng)為“假說(shuō)”。 但現(xiàn)在，“如果”已經(jīng)成為事實(shí)。
②分子電流假說(shuō)揭示了電與磁之間的本質(zhì)聯(lián)系，并指出了磁的起源：一切磁現(xiàn)象都是由移動(dòng)的電荷產(chǎn)生的。
磁場(chǎng)中施加在載流導(dǎo)線(xiàn)上的力稱(chēng)為安培力。
3.安培力的方向——左手定則
(1) 左手定則
伸出左手，使拇指與其他四指垂直，并與手掌處于同一平面。 將手放入磁場(chǎng)中，讓磁感應(yīng)線(xiàn)穿過(guò)手掌，讓伸出的四個(gè)手指指向電流方向。 那么拇指所指的方向就是安培力的方向。
(2)安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I的方向關(guān)系：
①F安培⊥I，F(xiàn)安培⊥B，即安培力垂直于電流和磁力線(xiàn)所在平面，但B和I不一定垂直。
②判斷載流導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所施加的安培力時(shí)，一定要用左手，并注意方向之間的關(guān)系。
③ 若B、I方向已知，則F方向確定； 但如果B（或I）和F的方向已知，則I（或B）的方向是不確定的。
4.電流相互作用定律
相同方向的電流相互吸引，相反方向的電流相互排斥。
安培力大小的公式
(1) 當(dāng)B垂直于I時(shí)，F(xiàn)=BIL。
(2) 當(dāng)B和I形成角度θ時(shí)，F(xiàn)=θ，θ為B和I之間的角度。
推導(dǎo)過(guò)程：如圖所示，B分解為垂直電流的B2=Bsinθ和沿電流方向的B1=Bcosθ。 B對(duì)I的影響可以等價(jià)地用B1和B2對(duì)電流的影響來(lái)代替，F(xiàn)=F1+F2=0+B2IL=θ。
5.一些說(shuō)明
(1)當(dāng)載流導(dǎo)體垂直于磁場(chǎng)方向時(shí)，F(xiàn)=BIL最大； 平行時(shí)最小，F(xiàn)=0。
(2) B 為所放置通電導(dǎo)線(xiàn)的外部磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
(3)導(dǎo)體L所在的磁場(chǎng)應(yīng)為均勻磁場(chǎng)。
(4) 式中L為導(dǎo)線(xiàn)垂直于磁場(chǎng)方向的有效長(zhǎng)度。 如圖所示，將一根半徑為r的半圓形導(dǎo)線(xiàn)垂直于磁場(chǎng)B放置，當(dāng)電流I通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)的等效長(zhǎng)度為2r，因此安培力F=2BIr。
7、磁電電流表
一、電流表的結(jié)構(gòu)
磁電電流表的結(jié)構(gòu)如圖所示。 蹄磁鐵兩磁極之間有一個(gè)固定的圓柱形鐵芯。 鐵芯上套有可旋轉(zhuǎn)的鋁框，鋁框上纏繞有線(xiàn)圈。 鋁框的轉(zhuǎn)軸上安裝有兩個(gè)螺旋彈簧和一個(gè)指針。 線(xiàn)圈的兩端分別與兩個(gè)螺旋彈簧連接。 被測(cè)電流通過(guò)這兩個(gè)彈簧流入線(xiàn)圈。
2.電流表的工作原理是什么？
如圖所示，假設(shè)線(xiàn)圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線(xiàn)圈長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寬度為d，匝數(shù)為n。 當(dāng)電流I流過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，安培力在轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生扭矩：M1=2(Fd/2)=Fd，安培力的大小為：F=nBIL。 因此，安培力的力矩大小為M1=nBILd。
當(dāng)線(xiàn)圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，無(wú)論被通電線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到何處，其平面與磁力線(xiàn)平行，安培力的扭矩保持不變。
當(dāng)線(xiàn)圈旋轉(zhuǎn)過(guò)角度θ時(shí)，指針的偏轉(zhuǎn)角度為角度θ，阻礙線(xiàn)圈旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)彈簧產(chǎn)生的扭矩為M2。 對(duì)于線(xiàn)圈來(lái)說(shuō)，根據(jù)扭矩平衡，M1=M2。
假設(shè)彈簧材料的扭矩與偏轉(zhuǎn)角度成正比，即M2=kθ。
從nBILd=kθ，我們得到I=kθ/nBLd。
其中k、n、B、I、d是一定的，所以有I∝θ。
可見(jiàn)，電流表的工作原理是指針的偏轉(zhuǎn)角θ的值可以反映I值的大小，并且電流表的刻度是均勻的。 不同θ對(duì)應(yīng)的刻度上標(biāo)有相應(yīng)的電流值，以便直接讀取。 獲取當(dāng)前值。
磁場(chǎng)對(duì)電流的影響
基礎(chǔ)知識(shí)
1. 安培力
1、安培力：載流導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所施加的力稱(chēng)為安培力。
說(shuō)明： 磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線(xiàn)中定向移動(dòng)的電荷具有強(qiáng)大的影響。 磁場(chǎng)對(duì)這些定向移動(dòng)的電荷的力的宏觀表現(xiàn)是安培力。
2、安培力的計(jì)算公式：F=θ（θ為I與B夾角）； 當(dāng)載流導(dǎo)線(xiàn)垂直于磁場(chǎng)方向，即θ=90°時(shí)，此時(shí)安培力最大； 當(dāng)載流導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，即θ=0°時(shí)，安培力有最小值，F(xiàn)=0N； 當(dāng)0°<B<90°時(shí)，安培力F在0和最大值之間。
3、安培公式的適用條件：
① 公式F=BIL一般適用于均勻磁場(chǎng)中I⊥B的情況。 它僅近似適用于非均勻磁場(chǎng)（例如電流元件），但仍然適用于一些特殊情況。
如圖所示，電流I1//I2，若I1的磁場(chǎng)在I2處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則I1對(duì)I2的安培力F=BI2L，方向向左，同理，I2對(duì)I1的安培力向右，即同方向的電流相互吸引，相反方向的電流相互排斥。
②根據(jù)力相互作用原理，如果磁鐵對(duì)通電導(dǎo)體施加力，通電導(dǎo)體就會(huì)對(duì)磁鐵產(chǎn)生反作用力。 兩根載流導(dǎo)線(xiàn)之間的磁力也遵循牛頓第三定律。
2. 左手定則
1.用左手定則確定安培力的方向：伸出左手，使拇指與其他四指垂直并與手掌在同一平面，讓磁感應(yīng)線(xiàn)垂直穿過(guò)手掌手的四指指向電流方向。 當(dāng)手掌平面與磁力線(xiàn)和導(dǎo)體平面垂直時(shí)，拇指所指的方向就是載流導(dǎo)體上安培力的方向。
2、安培力F的方向既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于通電導(dǎo)線(xiàn)的方向，即F垂直于BI所在平面，但B和I的方向不一定垂直。
3.安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I的關(guān)系
①已知I、B的方向，即可唯一確定F的方向；
②當(dāng)F、B方向已知，導(dǎo)線(xiàn)位置確定后，I的方向即可唯一確定；
③當(dāng)F和I的方向已知時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不能唯一確定。
4、由于B、I、F之間的方向關(guān)系往往是在三維空間中，所以在解決這部分問(wèn)題時(shí)，要具有良好的空間想象力，善于將三維圖片轉(zhuǎn)化為平面圖易于分析，即將它們繪制成俯視圖。 剖面圖、側(cè)視圖等
常規(guī)方法
1. 安培力的性質(zhì)和定律：
① 公式F=BIL中，L為導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度，即連接導(dǎo)體兩端點(diǎn)的直線(xiàn)長(zhǎng)度。 相應(yīng)的電流方向沿著L從頭到尾流動(dòng)。 如圖，A中：，B中：L'=d(直徑)=2R（半徑為R的半圓環(huán)）
②安培力的作用點(diǎn)是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的幾何中心；
③ 安培力做功：做功的結(jié)果是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。
2、判斷物體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向
(1)電流元法：即將整個(gè)電流等效為多個(gè)線(xiàn)性電流元。 首先，利用左手定則確定施加在電流元件每個(gè)小段上的安培力的方向，從而確定整段電流上的合力的方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向。
(2)特殊位置法：將電流或磁鐵移動(dòng)到便于分析的特殊位置，然后確定安培力的方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向。
(3)等效法：環(huán)流和通電螺線(xiàn)管可以等效為條形磁鐵，條形磁鐵也可以等效為環(huán)流或通電螺線(xiàn)管，通電螺線(xiàn)管也可以等效為多匝。 分析環(huán)流。
（4）運(yùn)用結(jié)論法：①當(dāng)兩個(gè)電流相互平行時(shí)，沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，同方向的電流相互吸引，相反方向的電流相互排斥； ②當(dāng)兩電流不平行時(shí)，有旋轉(zhuǎn)到彼此平行的趨勢(shì)，電流方向相同。
（5）轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法：由于電流以及電流與磁體之間的相互作用滿(mǎn)足牛頓第三定律，為了定性分析磁體在電流和磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)，我們可以首先分析電流在磁體磁力中的行為方式。字段。 然后利用磁體受到的安培力，根據(jù)牛頓第三定律確定施加在磁體上的電流力，從而確定磁體的合力和運(yùn)動(dòng)方向。
(6)分析帶電導(dǎo)體在安培力作用下運(yùn)動(dòng)的一般步驟
① 畫(huà)出通電導(dǎo)線(xiàn)所在位置的磁力線(xiàn)方向和分布
② 用左手定則確定通電導(dǎo)線(xiàn)各段上的安培力。
③) 根據(jù)初速度方向和牛頓定律確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)
(7)磁場(chǎng)對(duì)通電線(xiàn)圈的影響：若線(xiàn)圈面積為S，線(xiàn)圈中的電流強(qiáng)度為I，磁場(chǎng)的感應(yīng)強(qiáng)度為B，線(xiàn)圈之間的夾角平面，磁場(chǎng)為θ，則磁場(chǎng)對(duì)線(xiàn)圈的力矩為：M=θ。
磁場(chǎng)對(duì)移動(dòng)電荷的影響
基礎(chǔ)知識(shí)
1.洛倫茲力
磁場(chǎng)對(duì)移動(dòng)電荷的作用力
1、洛倫茲力的公式：f=θ，θ為V與B的夾角。
2、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，F(xiàn)=0。
3、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，f=qvB。
4. 只有磁場(chǎng)中移動(dòng)的電荷才會(huì)受到洛倫茲力的影響。 磁場(chǎng)中的靜止電荷對(duì)電荷的磁場(chǎng)力必須為零。
2. 洛倫茲力的方向
1、洛倫茲力F的方向不僅垂直于磁場(chǎng)B的方向，而且垂直于運(yùn)動(dòng)電荷的速度v的方向，即F總是垂直于B和B所在的平面v 位于。
2、用左手定則確定洛倫茲力的方向時(shí)，伸出左手，使拇指與四指垂直并在同一平面上。 讓磁力線(xiàn)穿過(guò)手掌。 四個(gè)手指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向（當(dāng)是負(fù)電荷時(shí)，四個(gè)手指指向與電荷運(yùn)動(dòng)方向相反的方向），大拇指所指的方向就是電荷所受到的洛倫茲力的方向。
3、洛倫茲力與安培力的關(guān)系
1、洛倫茲力是作用在磁場(chǎng)中單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷上的力，而安培力是洛倫茲力作用在導(dǎo)體中所有定向運(yùn)動(dòng)的自由電荷上的宏觀表現(xiàn)。
2、洛倫茲力一定不做功，它不改變移動(dòng)電荷的速度； 但安培力可以做功。
4、帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
1、帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中不受重力影響的運(yùn)動(dòng)可分為三種情況：一是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)； 二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)； 第三，螺旋運(yùn)動(dòng)。
2、忽略重力，帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為r=mv/qB； 其運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)=2πm/qB（與速度無(wú)關(guān)）。
3、帶電粒子無(wú)論重力如何，垂直進(jìn)入均勻電場(chǎng)時(shí)和垂直進(jìn)入均勻磁場(chǎng)時(shí)，都是作曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，但有區(qū)別：帶電粒子垂直進(jìn)入均勻電場(chǎng)，作曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)在電場(chǎng)中以勻速運(yùn)動(dòng)（類(lèi)似于平拋運(yùn)動(dòng)）； 垂直進(jìn)入均勻磁場(chǎng)，會(huì)做變加速度曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（勻速圓周運(yùn)動(dòng)）。
常規(guī)方法
1、帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的中心、半徑和時(shí)間的測(cè)定
(1)利用幾何知識(shí)確定圓心并求半徑。
因?yàn)镕方向指向圓的中心，根據(jù)F必須垂直于V的事實(shí)，繪制粒子軌跡中任意兩個(gè)點(diǎn)的F或半徑方向（主要是注入點(diǎn)和出口點(diǎn)）。 它們的延伸線(xiàn)的交點(diǎn)是圓的中心。 然后使用幾何知識(shí)找到其半徑和和弦長(zhǎng)度之間的關(guān)系。
（2）確定與軌跡相對(duì)應(yīng)的中心角并找到運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
首先使用圓的中央角度與和弦的切線(xiàn)角之間的關(guān)系，或四邊形的內(nèi)部角度等于360°（或2π），以計(jì)算中央角度θ的大小，然后使用公式t =θT/360°（或θt/2π）計(jì)算運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
（3）注意循環(huán)運(yùn)動(dòng)中對(duì)稱(chēng)定律。
例如，當(dāng)從相同邊界注入的粒子從相同的邊界彈出時(shí)，速度和邊界之間的角度相等。 在圓形磁場(chǎng)區(qū)域，必須沿著徑向方向彈出沿徑向方向注射的顆粒。
2.洛倫茲力的多個(gè)解決方案問(wèn)題
（1）帶電顆粒的電性能不確定，導(dǎo)致多種溶液。
帶電的顆粒可能會(huì)陽(yáng)性帶電或負(fù)電荷。 在相同的初始速度下，正和負(fù)顆粒在磁場(chǎng)的不同軌跡中移動(dòng)，導(dǎo)致雙重溶液。
（2）磁場(chǎng)的方向不確定，導(dǎo)致多種溶液。
如果僅告知磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，但是沒(méi)有說(shuō)明磁性感應(yīng)強(qiáng)度的方向，則應(yīng)考慮多個(gè)解決方案，因此應(yīng)考慮磁場(chǎng)方向的不確定性。
（3）臨界狀態(tài)不是唯一的，并形成多個(gè)解決方案
當(dāng)帶電的粒子在洛倫茲力的作用下穿過(guò)有界的磁場(chǎng)時(shí)，它可以通過(guò)，或者可以偏轉(zhuǎn)180°并與入射界面相反的方向飛行。 另外，在光滑的水平桌子上，絕緣燈繩將一個(gè)小帶電的球拉動(dòng)，在均勻的磁場(chǎng)中進(jìn)行均勻的圓形運(yùn)動(dòng)。 如果繩索突然折斷，球可能處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 由于球的電化，繩索中沒(méi)有張力。 導(dǎo)致多種解決方案。
（4）運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性質(zhì)創(chuàng)造了多種解決方案。
例如，當(dāng)帶電的顆粒在部分是電場(chǎng)并部分是磁場(chǎng)的空間中移動(dòng)時(shí)，它們通常具有往復(fù)式性質(zhì)，從而形成多種溶液。
[示例]如圖所示，在半徑為r的絕緣圓柱體中沿軸方向有一個(gè)均勻的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，一個(gè)帶有質(zhì)量M和電荷Q的正粒子（不計(jì)數(shù)重力） ）v速度從徑向方向進(jìn)入氣缸壁的一個(gè)孔進(jìn)入氣缸。 假設(shè)粒子和氣缸壁之間的碰撞中沒(méi)有電荷和能量損失。 然后初中物理磁電，粒子必須與氣缸壁連續(xù)碰撞，然后在圓柱壁上一個(gè)圓后從孔中彈出。 ，問(wèn)：
①對(duì)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小必須滿(mǎn)足什么條件？
②顆粒在管中移動(dòng)需要多長(zhǎng)時(shí)間？
分析：①將粒子注入圓柱體后，它被洛倫茲力偏轉(zhuǎn)。 假設(shè)它首次與B點(diǎn)相撞。 碰撞后，速度方向再次指向O。 假設(shè)粒子會(huì)碰撞N-1次，然后從點(diǎn)A移動(dòng)。如果彈出粒子，則其軌跡是N相等的弧長(zhǎng)。
假設(shè)第一弧的中心為O'，半徑為r，則θ=2π/2n =π/n。 從幾何關(guān)系中，我們獲得r =rtanπ/n，從r = mv/bq獲得：b = mv/rqtanπ/n（n = 1，2初中物理磁電，3 ...）
②粒子運(yùn)動(dòng)的周期為：t =2πm/qb，將b代替t =2πtan（π/n）r/v
ARC AB縮減的中央角度：
粒子從a到b傳播所需的時(shí)間：
（n = 3，4，5 ...）
因此，粒子運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間是：
（n = 3，4，5 ...）