定义式:B =F /IL ,式中的F 为I 与磁场方向垂直时的磁场力(此时的磁场力最大,电流I 与磁场方向平行时,磁场力为零),L 为通电导体的长度;小磁针的北极所受磁场力的方向即为磁感应强度的方向。
3.安培力和洛伦兹力
(1)安培力:若I ∥B 时,F =0;若I ⊥B 时,F =BIL 。方向总垂直于B 、I 所决定的平面。
(2)洛伦兹力:当v ∥B 时,f =0,当v ⊥B 时,f =q v B ;方向一定垂直B 与v 所决定的平面,f 与v 一定垂直,故洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小,永不做功。
【例8】(2012·大纲全国理综,18)如图,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 拓展练习5(2012·天津理综,2)如图所示,金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M 向N 的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是( )
A .棒中的电流变大,θ角变大 B .两悬线等长变短,θ角变小 C .金属棒质量变大,θ角变大 D .磁感应强度变大,θ角变小 误区档案
1.易混淆矢量和标量的“+”“-”号的含义:电场强度的“+”“-”仅表示方向;电势、电势能“+”“-”表示大小;电势差“+”“-”表示电势的高低。
2.电场线不是运动轨迹
当电场线是曲线时,即使电荷初速为零且只受电场力,电场线与运动轨迹也不重合。
3.电势降低的方向不一定是电场强度的方向,电场强度的方向是沿电势降低最快的方向。 4.电势与电场强度没有必然大小关联
电势高,场强不一定大,电势为零,场强不一定为零,反之亦然。 5.电场线与等势面处处垂直,等差等势面的疏密也反映电场的强弱。 6.应用公式U =Ed 时,注意公式中的d 为场强方向上的间距。 7.电场力为零(电荷量不为零),电场强度一定为零;安培力或洛伦兹力为零,磁感应强度不一定为零。 安培力或洛伦兹力为零,有可能是电流或电荷的速度与磁场方向平行,磁感应强度可能很大。 8.安培力(或洛伦兹力)F 、磁感应强度B 、电流I (或运动电荷速度v )方向的关系
安培力(或洛伦兹力)F 一定垂直于磁感应强度B ,也一定垂直于电流I (或运动电荷速度v ),但磁感应强度B 、电流I (或运动电荷速度v )不一定垂直。
1.(双选)(2012·广东理综,20)如图是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧。对矿粉分离的过程,下列表述正确的有( )
A .带正电的矿粉落在右侧 B .电场力对矿粉做正功 C .带负电的矿粉电势能变大 D .带正电的矿粉电势能变小
2.物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系。如关系式U =IR 既反映了电压、电流和电阻之间的关系,也确定了V (伏)与A (安)和Ω(欧)的乘积等效。现有物理量单位:m (米)、s (秒)、N (牛)、J (焦)、W (瓦)、C (库)、F (法)、A (安)、Ω(欧)和T (特),由它们组合成的单位都与电压单位V (伏)等效的是( )
A .J/C和N/C B .C/F和T·m 2/s C .W/A和C·T·m/s D .W ?Ω和T·A·m 3.如图所示,有两根长为L 、质量为m 的细导体棒a 、b ,a 被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上,b 被水平固定在与a 在同一水平面的另一位置,且a 、b 平行,它们之间的距离为x (棒的粗细不计)。当两细棒中均通以电流为I 的同向电流时,a 恰能在斜面上保持静止,则b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是( )
12 12
A .方向向上 mg B 2IL
C .若使b 下移,a 将不能保持静止
D .使b 上移少许,b 在a 处的磁感应强度减小,有可能使a 仍能保持静止 4.(2012·安徽理综,20)如图甲所示,半径为R 的均匀带电圆形平板,单位面积带电荷量为σ,其轴线上任意一点P (坐标为x )的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出:
E =2πkσ[1- x (R 2+x 122
]方向沿x 轴。现考虑单位面积带电荷量为σ0的无限大均匀带电平板,从其中间挖
去一半径为
r 的圆板,如图乙所示。则圆孔轴线上任意一点Q (坐标为
x )的电场强度为( ) 甲 乙 A .2πk σ0 x (R 2+x 122 B .2πk σ0 r (R 2+x 122 x r
C .2πkσ0 D .2πkσ0 r x
5.(2012·天津理综,5)两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中A 点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受静电力作用,则粒子在电场中( )
A .做直线运动,电势能先变小后变大 B .做直线运动,电势能先变大后变小