2016屆高三物理一輪復習學案：磁場
【例題5】如圖在條形磁鐵n極附近懸掛一個線圈，當線圈中通有逆時針方向的電流時，線圈將向哪個方向偏轉？
解：用“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”最簡單：條形磁鐵的等效螺線管的電流在正面是向下的，與線圈中的電流方向相反，互相排斥，而左邊的線圈匝數多所以線圈向右偏轉。（本題如果用“同名磁極相斥，異名磁極相吸”將出現判斷錯誤，因為那只適用于線圈位于磁鐵外部的情況。）
【例題6】電視機顯象管的偏轉線圈示意圖如右，即時電流方向如圖所示。該時刻由里向外射出的電子流將向哪個方向偏轉？
解：畫出偏轉線圈內側的電流，是左半線圈靠電子流的一側為向里，右半線圈靠電子流的一側為向外。電子流的等效電流方向是向里的，根據“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”，可判定電子流向左偏轉。（本題用其它方法判斷也行，但不如這個方法簡潔）。
2.安培力大小的計算
f=blisinα（α為b、l間的夾角）高中只要求會計算α=0（不受安培力）和α=90°兩種情況。
【例題7】如圖所示，光滑導軌與水平面成α角，導軌寬l。勻強磁場磁感應強度為b。金屬桿長也為l ，質量為m，水平放在導軌上。當回路總電流為i1時，金屬桿正好能靜止。求：（1）b至少多大？這時b的方向如何？（2）若保持b的大小不變而將b的方向改為豎直向上，應把回路總電流i2調到多大才能使金屬桿保持靜止？
解：畫出金屬桿的截面圖。由三角形定則可知，只有當安培力方向沿導軌平面向上時安培力才最小，b也最小。根據左手定則，這時b應垂直于導軌平面向上，大小滿足：bi1l=mgsinα， b=mgsinα/i1l。
當b的方向改為豎直向上時，這時安培力的方向變為水平向右，沿導軌方向合力為零，得bi2lcosα=mgsinα，i2=i1/cosα。（在解這類題時必須畫出截面圖，只有在截面圖上才能正確表示各力的準確方向，從而弄清各矢量方向間的關系）。
【例題8】如圖所示，質量為m的銅棒搭在u形導線框右端，棒長和框寬均為l，磁感應強度為b的勻強磁場方向豎直向下。電鍵閉合后，在磁場力作用下銅棒被平拋出去，下落h后落在水平面上，水平位移為s。求閉合電鍵后通過銅棒的電荷量q。
解：閉合電鍵后的極短時間內，銅棒受安培力向右的沖量fδt=mv0而被平拋出去，其中f=bil，而瞬時電流和時間的乘積等于電荷量q=iδt，由平拋規律可算銅棒離開導線框時的初速度 ，最終可得 。
三、洛倫茲力
1.洛倫茲力
運動電荷在磁場中受到的磁場力叫洛倫茲力，它是安培力的微觀表現。
公式的推導：如圖所示，整個導線受到的磁場力（安培力）為f安 =bil；其中i=nesv；設導線中共有n個自由電子n=nsl；每個電子受的磁場力為f，則f安=nf。由以上四式可得f=qvb。條件是v與b垂直。當v與b成θ角時，f=qvbsinθ。
2.洛倫茲力方向的判定
在用左手定則時，四指必須指電流方向（不是速度方向），即正電荷定向移動的方向；對負電荷，四指應指負電荷定向移動方向的反方向。
【例題9】磁流體發電機原理圖如右。等離子體高速從左向右噴射，兩極板間有如圖方向的勻強磁場。該發電機哪個極板為正極？兩板間最大電壓為多少？
解：由左手定則，正、負離子受的洛倫茲力分別向上、向下。所以上極板為正。正、負極板間會產生電場。當剛進入的正負離子受的洛倫茲力與電場力等值反向時，達到最大電壓：u=bdv。當外電路斷開時，這也就是電動勢e。當外電路接通時，極板上的電荷量減小，板間場強減小，洛倫茲力將大于電場力，進入的正負離子又將發生偏轉。這時電動勢仍是e=bdv，但路端電壓將小于bdv。