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第二章电流与磁场本章优化总结电流与磁场电流的磁效应安培定则直线电流的磁场环形电流的磁场通电螺线管的磁场奥斯特发现的重大意义磁场的描述磁感应强度磁感线——磁通量磁场对通电导线的作用力（安培力）方向判定方法：左手定则推论：安培力总垂直于B和I所决定的平面大小F＝BIL适用于B⊥L的情况.当B∥L时，F＝0磁场对运动电荷的作用力（洛伦兹力）方向判定方法：左手定则推论：洛伦兹力总垂直于B、v决定的平面大小B⊥v垂直：F＝qvBB∥v平行：F＝0应用：显像管电磁感应定律及其应用电磁感应现象产生感应电流的条件感应电动势法拉第电磁感应定律内容表达式：E＝ΔΦΔt应用：发电机通电导线或线圈在安培力作用下的运动分析1．电流元分析法：把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断每小段电流元所受的安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动的方向．2．等效分析法：环形电流可等效为小磁针，条形磁铁可等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或小磁针．3．特殊位置分析法：把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向．4．转换研究对象法：因为电流之间、电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律，这样分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后用牛顿第三定律，再确定磁体所受电流作用力，从而确定磁体所受合力及其运动方向．如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近．磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面．线圈内通入如图所示方向的电流后，线圈如何运动?[解析]法一：可以把圆形线圈分成很多小段．每一小段可以看做一段直线电流．取其中的上下两小段分析，其截面图和受安培力的情况如图所示．根据其中心对称性可知：线圈所受安培力的合力水平向左．故线圈向磁铁运动．法二：题图中环形电流可等效为一个小磁针，如图甲所示，所以磁铁和线圈相互吸引，线圈将向磁铁运动．还可以将图中的条形磁铁等效为环形电流，根据安培定则，其等效电流方向如图乙所示，由同向平行电流相互吸引可知．磁铁和线圈相互吸引，线圈将向磁铁运动．[答案]向左运动磁场与力学知识的综合磁场问题的综合性题目往往是与力学知识的综合．磁、力综合题与纯力学题相比，物体只是多受到一个安培力或洛伦兹力的作用，解决问题的思维程序和方法与力学中相同．正确解决问题的前提仍是进行受力分析、运动分析，在此基础上再选用力学知识、规律作出判断，或列出方程求解．(1)磁场中的许多题目是空间问题，所以要选择合适的剖面画出平面受力图．(2)洛伦兹力的大小、方向与运动速度v有关，反过来洛伦兹力又影响运动状态，因此要用动态的观点分析受力和运动．一根均匀的金属棒用极轻的两根导线从两头水平吊起，如图所示，匀强磁场方向竖直向上，磁感应强度为B.金属棒上通有电流I以后，它以两悬线的连线为轴向上偏转一个角度，则以下说法中正确的是()A．若电流I值减小一半，偏转角度也减小一半B．若磁场B值、电流I值均不改变，只改变电流的方向时，角大小不变，但棒向另一侧偏转C．只要电流I值、磁场B值充分大，棒悬线的偏转角能达到90°D．棒悬线偏转角θ与棒的长度有关[解析]由题图可知，导体棒受到水平方向的安培力、竖直向下的重力、沿绳收缩方向的弹力，根据平衡条件可得，BIL＝m0Lgtanθ(m0为单位长度的质量)，解得tanθ＝m0g/BI，则棒悬线偏转角θ与棒的长度无关，θ不可能为90°，电流I值减小一半，偏转角度θ不会减小一半，故A、C、D选项错误；若磁场B值、电流I值均不改变，只改变电流的方向时，根据tanθ＝mg/BI可知，θ角大小不变；但导体棒受到水平方向的安培力方向将反向，则导体棒向另一侧偏转，故B选项正确．[答案]B解决此问题的思路是受力分析，利用力的平衡求解．与原来求解平衡问题相比，物体多受了一个安培力，正确判断安培力的方向是关键．电磁感应现象1．只要闭合回路中磁通量发生变化，在回路中就会有感应电流，当回路不闭合时，则只有感应电动势，没有感应电流．2．感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，写成公式E＝ΔΦΔt，而与磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系．3．E＝ΔΦΔt求的是一段时间内闭合回路产生电动势的平均值，要计算瞬时电动势则只能用导体棒切割磁感线时的E＝BLv(此公式不要求计算)．如图所示，匀强磁场中有一个与磁场垂直放置的单匝矩形线圈，面积为S，磁场磁感应强度为B，在它绕轴线从图示位置转过180°的过程中，所用时间为t，求这段时间内矩形线圈产生感应电动势的大小．[解析]起始状态的磁通量Φ1＝BS，末态的磁通量大小Φ2＝BS，但初态是从正面穿入，末态是从反面穿出．若初态Φ1为负，则Φ2为正；则有ΔΦ＝Φ2－(－Φ1)＝BS－(－BS)＝2BSE＝ΔΦΔt＝2BSt.[答案]2BSt