資源簡介

物理選修3—1知識小結
電場
一．庫侖定律
1．摩擦起電的實質是電荷從一個物體轉移到另一個物體．
2．摩擦起電以及其他大量事實表明：電荷既不能產生，也不能消滅，它們只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分；在轉移過程中，電荷的總量不變．這個結論叫做電荷守恒定律，它和能量守恒定律、動量守恒定律一樣，是自然界的一條基本規律.
3．研究表明，物體所帶電荷的多少只能是電子電量的整數倍.因此電子所帶電量的多少叫做元電荷，用符號e表示．最早測量該電荷數值的是美國物國物理學家庫侖在中學階段的計算中通常取e=1.6C
4．電荷守恒定律：電荷既不能創造，也不能消滅，它們只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一個部分轉移到另一部分，在轉移過程中，電荷的代數和不變。
5．庫侖定律
庫侖定律——，k=9×109N·m/C2，稱為靜電引力恒量。
說明：
（1）適用條件 真空中兩點電荷之間的相互作用力。
（2）點電荷是理想模型，如果帶電體之間的距離比帶電體本身的線度大得多，以致帶電體的形狀和大小對相互作用力的大小和方向可以忽略不計時，這樣的帶電體可以視為點電荷。
均勻帶電球體可以看作點電荷，r為兩球心間的距離。
（3）庫侖力的方向在兩點電荷的連線方向，同性相斥，異性相吸。
（4）如果空間中有多個點電荷，要用矢量疊加的方法求合力。
二．電場、電場強度、電場的疊加，電場線
電場的最基本的性質是對放入其中的電荷有力的作用，電荷放入電場后就具有電勢能。
電場強度
物理學中把電場中某一點的電場力跟電荷所帶電量的比值叫做該點的電場強度，
簡稱場強，用符號E表示，表達式為 E=F/q．電場強度是由電場決定的物理量，與檢驗電荷無關．場強是矢量，物理學中規定，正電荷在該點的受力方向就是這點電場強度的方向．
E描述電場的力的性質的物理量。
⑴定義：放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強度，簡稱場強。
①這是電場強度的定義式，適用于任何電場。
②其中的q為試探電荷（以前稱為檢驗電荷），是電荷量很小的點電荷（可正可負）。
③電場強度是矢量，規定其方向與正電荷在該點受的電場力方向相同。
⑵點電荷周圍的場強公式是：，其中Q是產生該電場的電荷，叫場電荷。
⑶勻強電場的場強公式是：，其中d是沿電場線方向上的距離。
2．電場強度疊加原理是處理電場強度矢量合成的基礎。如果某一空間有兩個或兩個以上的點電荷同時存在，則合電場中某點的場強就等于各個點電荷單獨存在時所產生的電場在該點場強的矢量和。一般說電場中某點的場強是指該點的合場強。
3．電場線
電場線是這樣一些曲線，電場線上任一點的切線都跟這點電場強度的方向一致，
同時電場線的疏密表示電場強度的大小．在電場中的某個區域，如果各點場強的大小和方向都相同，這個區域的電場就叫做勻強電場，電場線的形狀是平行且間距相等的直線.
要牢記以下6種常見的電場的電場線：
注意電場線、等勢面的特點和電場線與等勢面間的關系：
①電場線的方向為該點的場強方向，電場線的疏密表示場強的大小。
②電場線互不相交。
③電場線和等勢面在相交處互相垂直。
④電場線的方向是電勢降低的方向，而且是降低最快的方向。
⑤電場線密的地方等差等勢面密；等差等勢面密的地方電場線也密。
三．電勢差、電勢、電勢能、等勢面；電勢差與電場強度的關系
1．確定電勢
電荷q在電場中某點A具有的電勢能為ε，則A點的電勢．注意：ε、q都
是標量，但有正負，計算時要帶入正負號．因為UA是電場中A點的電勢，所以與ε、
q無關，取決于電場本身．
2．比較電勢高低
靜電場中，沿電場線的方向電勢逐點降低．
3．比較電勢能大小．
無論正電荷還是負電荷，只要電場力做正功，電勢能就減少;電場力做負功, 電勢能就增加。
4．確定電勢差
電荷Q在電場中由一點A移動到另一點B時，電場力所做的功與電荷電量的比值，叫做這兩點的電勢差，也叫電壓. 符號是U，數學表達式為U=W/q
電勢差的單位是伏特，符號是V
5．電場力對電荷做功的計算公式：
W=qU，此公式適用于任何電場，電場力對電荷做功與路徑無關，由起始和終了位置的電勢差決定；W=qEd，此公式只適用勻強電場。
6．電場力做功和電勢能的改變
電場力對電荷做功，電荷的電勢能減少；電荷克服電場力做功，電荷的電勢能增加，電勢能變化的數值等于電場力對電荷做功的數值。
7．等勢面的特點：
等勢面一定跟電場線垂直；
在同一等勢面上移動電荷電場力不做功；
電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面；
任意兩個等勢面都不會相交；
等差等勢面越密的地方電場強度越大。
四．帶電粒子的運動專題
1．帶電粒子在電場中的平衡問題
解決這類問題與解決力學中物體的平衡問題的方法相同：取研究對象，進行受力分析。注意電場力的特點，再由平衡條條件列出具體方程求未知量。
2．帶電粒子的加速
（1）運動狀態分析：帶電粒子沿與電場線平行的方向進入勻強電場，受到的電場力與運動方向在同一直線上，做勻加（減）速直線運動。
（2）研究方法：
①應用牛頓定律運動學公式（限勻強電場）：




②用功能觀點分析：粒子動能的變化量等于電場力對它所做的功（電場可以是勻強或非勻強電場）。若粒子的初速度為零，則：

若粒子的初速度不為零，則：

? 3. 帶電粒子的偏轉（限于勻強電場）
（1）運動狀態分析：帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強電場時，受到恒定的與初速度方向垂直的電場力作用而做類平拋的偏轉：
（2）研究方法：運動合成與分解
沿初速度方向為勻速直線運動，運動時間

沿電場力方向為初速為零的勻加速直線運動，加速度

離開電場時的偏移量



(3)處理這種問題的基本思路如下：
F=ma
F=qE
E=
然后再根據類似平拋運動的公式求解： x=v0t
y=
（4）常用的結論
①垂直電場方向而進入勻強電場的粒子，離開電場時都好像從極板中間位置沿直線飛出的一樣。
②從靜止開始經同一電場加速的并垂直進入同一偏轉電場的粒子，離開偏轉電場時有相同偏轉角和側移距離。
（5）是否考慮帶電粒子的重力要根據具體情況而定。一般說來：
（1）基本粒子：如電子、質子、α粒子、離子等除有說明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但并不忽略質量）。
（2）帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。
五．帶電粒子在電場中運動的幾個問題
1.交變電場中的運動
經一定電壓（U1）加速后的電粒子，垂直于場強方向射入確定的平行板偏轉電場中，粒子對入射方向的偏距，它只跟加在偏轉電極上的電壓U2有關。當偏轉電壓的大小、極性發生變化時，粒子的偏距也隨之變化。
如果偏轉電壓的變化周期甚大于粒子穿越電場的時間（），則在粒子穿越電場的過程中，仍可當作勻強電場處理。因此，當偏轉電壓為正弦波或鋸齒波時，連續射入的帶電粒子將以入射方向為中心上下偏移，隨時間而展開的波形與偏轉電壓波形相似。
2. 在重力場和電場的復合場中的問題
這類問題一般有兩種情況,一是平衡,這時電場力等于重力,列方程求解即可;二是做曲線運動,這時要利用力的獨立作用原理來處理,有時要分解成兩個互相垂直的運動.
3．電場中的能量問題;機械能不守恒,要利用動能定理來分析求解.
4．電場中的圓周運動問題.如果帶電體做了勻速圓周運動,應是重力和電場力相平衡.
六．幾個概念的比較：
1．電場強度公式，，的比較
這三個計算電場強度的公式適用的條件不同。
是定義式，適用于所有靜電場。這是量度方式、比值的方法來定義場強E的大小，公式中q是檢驗電荷，不是形成電場的場源電荷。所以對于一確定的電場中某一位置的場強E的大小與檢驗電荷q的電量大小及所帶電性無關
是場源電荷為點電荷Q，在距點電荷r處的場強大小E的表達式。僅適用點電荷電場。
是勻強電場中計算場強公式。式中d是沿電場線方向的距離。U是d兩端的電勢差。由此公式可見場強E是表示沿電場線方向電勢降落的快慢的物理量，因此場強E的單位亦可用“伏／米”（V／m）表示。
2．電勢與電場強度的比較
電勢與電場強度均是描述電場性質的物理量。電場強度是描述電場力的性質的物理量，是矢量，定義式為。電勢是描述電場能的性質的物理量，其定義式為，是標量。它們共同之處是均由電場本身的性質決定，與放入電場中檢驗電荷無關。
E和U的區別是：
①電場中某一點的E是唯一確定的值，而電勢U的大小都是相對的．它與零電勢位置的選擇有關；
②場強E是矢量。疊加時遵循矢量合成法則。電勢是標量，疊加時是代數和；③場強E與電勢U各自反映電場不同性質，電場中某點E的大小與U無直接關系。因為U的大小本身就是相對的。在勻強電場中 E=U／d，反映了場強E與電勢差U的關系。
3．電勢能與電勢的比較：
①電勢能E：在電場中移動電荷時，電場力所做的功只與電荷起始位置與終止位置有關．與電荷經過路徑無關，即電場力做功與重力做功有相同的特點，因此電荷在電場中具有電勢能，電場力之功WAB=EA-EB。
②電勢U：在電場中某一檢驗電荷的電勢能與它電量的比值，在理論上研究時常取“無限遠”處電勢為零，在實際應用中常取地球電勢為零，顯然電勢為零的位置即是電勢能為零的位置，電勢與電勢能一樣均是標量，大小是相對的。電勢與電勢能的正、負均表示相對零電勢點的電勢與電勢能的高低、大小。
4．E與F的比較
①E對電場而言，F對檢驗電荷而言；
②E由電場本身決定，F由電場和檢驗電荷共同決定；
③F與E的方向有時相同，有時相反。
5．電場線與電荷運動軌跡的比較：
①電場線上切線方向為該點場強E的方向（即電荷的加速度a的方向）；
②電荷運動軌跡的切線方向為電荷的速度v的方向；
③兩者無關系，只有當電場線為直線，電荷的初速度方向與電場線方向相同或相反時，兩者才重合；
④電場線只能描述電場的方向及定性地描述電場的強弱，并不是帶電粒于在電場中的運動軌跡，帶電粒子在電場中的運動軌跡是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度情況來決定的。
七．電容器
1．任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導體都可以構成電容器．這兩個導體稱為電容器的兩個極板．
2．把電容器的兩個極板分別與電池的兩極相連，兩個極板就會帶上等量異種電荷,這一過程叫充電,電容器的一個極板所帶的電荷量的絕對值叫做電容器的帶電量,用導線把電容器的兩板接通，兩板上的電荷中和電容器不再帶電，這一過程叫做放電.
3．電容器的帶電量跟兩板間電壓的比值，叫做電容器的電容，用符號C表示，表達式為C=Q/U
4．一般說來，構成電容器的兩個導體的正對面積越大距離越近這個電容器的電容就越大；兩個導體間電介質的性質也會影響電容器的電容
5.兩種不同變化
電容器和電源連接如圖，改變板間距離、改變正對面積或改變板間電解質材料，都會改變其電容，從而可能引起電容器兩板間電場的變化。這里一定要分清兩種常見的變化：
⑴電鍵K保持閉合，則電容器兩端的電壓恒定（等于電源電動勢），這種情況下帶
⑵充電后斷開K，保持電容器帶電量Q恒定，這種情況下
電路
一．部分電路
1.電流
電流的定義式： 決定式：I＝
電流的 微觀表達式I=nqvS
注意：在電解液導電時，是正負離子向相反方向定向移動形成電流，在用公式I＝q／t計算電流強度時應引起注意。
2.電阻定律
導體的電阻R跟它的長度l成正比，跟它的橫截面積S成反比。
（1）ρ是反映材料導電性能的物理量，叫材料的電阻率（反映該材料的性質，不是每根具體的導線的性質）。單位是Ω(m。
（2）純金屬的電阻率小，合金的電阻率大。
⑶材料的電阻率與溫度有關系：
金屬的電阻率隨溫度的升高而增大（鉑較明顯，可用于做溫度計）；
合金錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變，可用于做標準電阻。
②半導體的電阻率隨溫度的升高而減小（熱敏電阻、光敏電阻）。
③有些物質當溫度接近0 K時，電阻率突然減小到零——這種現象叫超導現象。能夠發生超導現象的物體叫超導體。材料由正常狀態轉變為超導狀態的溫度叫超導材料的轉變溫度TC。
3.歐姆定律
（適用于金屬導體和電解液，不適用于氣體導電）。
4.電功和電熱
（1）對純電阻而言，電功等于電熱：W=Q=UIt=I 2R t=u2t/R
（2）對非純電阻電路（如電動機和電解槽），由于電能除了轉化為電熱以外還同時轉化為機械能或化學能等其它能，所以電功必然大于電熱：W>Q，這時電功只能用W=UIt計算，電熱只能用Q=I 2Rt計算，兩式不能通用。
二．串并聯電路 電表的改裝
1．串并聯與混聯電路
（1）串聯：
電流強度 I＝I1＝I2＝…＝In
電壓 U＝U1＋U2＋…＋Un
電阻 R＝R1＋R2＋…＋Rn
電壓分配
功率分配
（2）并聯：
電流強度 I＝I1＋I2＋…＋In
電壓 U＝U1＝U2＝…＝Un
電阻
電流分配
功率分配
(3)．混聯電路
各部分等效電路之間，凡符合串聯關系的均具備串聯電路的性質和特點，凡符合并聯關系的，均具備并聯電路的性質和特點。一些較復雜的混聯電路，可以簡化為串、并聯關系明確的等效電路。其方法有：1．分支法；2．等勢法。可以交替使用這兩種方法。在畫等效電路時，理想的電流表可視為短路，理想的伏特表和電容可視為斷路、等勢點間的電阻可以去掉或視為短路，等勢點之間的導線可以任意變形。
2．常用的簡單結論。
(1)幾個相同的電阻R并聯，總電阻R總=
兩個不同電阻R1、R2并聯，總電阻R總=
(2)并聯電路的總電阻小于任一支路電阻；某一支路的電阻增大，總電阻必增大，某一支路的電阻減小，總電阻必減小。
(3)并聯支路增多，總電阻減小，支路減少，總電阻增大。
（4）用電器正常工作及電路故障
用電器在額定電壓下，必然通過是額定電流，這時用電器以額定功率正常工作。滿足
P0=I0U。；電路若不能正常工作，就是發生了故障，其原因可能是由于電路中某處發生了斷路、短路等現象。
3．電路中有關電容器的計算。
（1）電容器跟與它并聯的用電器的電壓相等。
（2）在計算出電容器的帶電量后，必須同時判定兩板的極性，并標在圖上。
（3）在充放電時，電容器兩根引線上的電流方向總是相同的，所以要根據正極板電荷變化情況來判斷電流方向。
4．電表的改裝
（1）電流表原理和主要參數
①電流表G是根據通電線圈在磁場中受磁力矩作用發生偏轉的原理制成的，且指什偏角θ與電流強度I成正比，即θ＝kI，故表的刻度是均勻的。
②電流表的主要參數有，表頭內阻Rg：即電流表線圈的電阻；滿偏電流Ig：即電流表允許通過的最大電流值，此時指針達到滿偏；滿偏電壓U：即指針滿偏時，加在表頭兩端的電壓，故Ug＝IgRg
（2）電流表改裝成電壓表
方法：串聯一個分壓電阻R，如圖所示，若量程擴大n倍，即n＝，則根據分壓原理，需串聯的電阻值，故量程擴大的倍數越高，串聯的電阻值越大。
（3）電流表改裝成電流表
方法：并聯一個分流電阻R，如圖所示，若量程擴大n倍，即n＝，則根據并聯電路的分流原理，需要并聯的電阻值，故量程擴大的倍數越高，并聯的電阻值越小。
5．電阻的測量
（1）伏安法測電阻的兩種電路形式（如圖所示）
由于電流表的分壓作用，電阻的測量值比真實值偏大
由于電壓表流的分流作用，電阻的測量值比真實值偏小
（2）實驗電路（電流表內外接法）的選擇
若＞，一般選電流表的內接法
若＜，一般選電流表外接法。
6．滑動變阻器的使用
（1）滑動變阻器的限流接法與分壓接法的特點

負載RL上電壓調節范圍（忽略電源內阻）
負載RL上電流調節范圍（忽略電源內阻）
相同條件下電路消耗的總功率
限流接法
E≤UL≤E
≤IL≤
EIL
分壓接法
0≤UL≤E
0≤IL≤
E（IL+Iap）
比較
分壓電路調節范圍較大
分壓電路調節范圍較大
限流能耗較小，限流和分壓都可時用限流
（2）滑動變阻器的限流接法與分壓接法的選擇方法
下列三種情況必須選用分壓式接法
①要求回路中某部分電路電流或電壓實現從零開始可連續調節時（如：測定導體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路），即大范圍內測量時，必須采用分壓接法.
②當用電器的電阻RL遠大于滑動變阻器的最大值R0，且實驗要求的電壓變化范圍較大（或要求測量多組數據）時，必須采用分壓接法.因為按圖（b）連接時，因RL>>R0＞Rap，所以RL與Rap的并聯值R并≈Rap，而整個電路的總阻約為R0，那么RL兩端電壓UL=IR并=·Rap，顯然UL∝Rap，且Rap越小，這種線性關系越好，電表的變化越平穩均勻，越便于觀察和操作.
③若采用限流接法，電路中實際電壓（或電流）的最小值仍超過RL的額定值時，只能采用分壓接法.
下列情況可選用限流式接法
①測量時電路電流或電壓沒有要求從零開始連續調節，只是小范圍內測量，且RL與R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.
②電源的放電電流或滑動變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時，采用限流式接法.
③沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時，可考慮安裝簡便和節能因素采用限流式接法.
三．閉合電路歐姆定律
1．電動勢
（1）物理意義：反映不同電源把其他形式的能轉化為電能本領大小的物理量．
（2）大小：等于電路中通過1 C電量時電源所提供的電能的數值，等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，在閉合電路中等于內外電路上電勢降落之和E＝U外＋U內．
2．閉合電路的歐姆定律
閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路中的電阻之和成反比：
I＝．
常用表達式還有：
E＝IR＋Ir＝U＋U′和U＝E－Ir
3．路端電壓U隨外電阻R變化的討論
電源的電動勢和內電阻是由電源本身決定的，不隨外電路電阻的變化而改變，而電流、路端電壓是隨著外電路電阻的變化而改變的：
（1）外電路的電阻增大時，I減小，路端電壓升高；
（2）外電路斷開時，R＝∞，路端電壓U＝E；
（3）外電路短路時，R＝0，U＝0，I＝E/r（短路電流），短路電流由電源電動勢和內阻共同決定，由于r一般很小，短路電流往往很大，極易燒壞電源或線路而引起火災．
4．路端電壓與電流的關系
閉合電路歐姆定律可變形為U＝E－Ir，E和r可認為是不變的，由此可以作出電源的路端電壓U與總電流I的關系圖線，如圖所示．依據公式或圖線可知：
（1）路端電壓隨總電流的增大而減小．
（2）電流為零時，即外電路斷路時的路端電壓等于電源電動勢E．在圖象中，U—I圖象在縱軸上的截距表示電源的電動勢．
（3）路端電壓為零時，即外電路短路時的電流I＝．圖線斜率絕對值在數值上等于內電阻．
5．閉合電路中的幾種電功率
閉合電路的歐姆定律就是能的轉化和能量守恒定律在閉合電路中的反映．
由E＝U＋U′可得
EI＝UI＋U′I或EIt＝UIt＋U′It
（1）電源的總功率：
P＝EI
（2）電源內部消耗的功率：
P內＝I2r
（3）電源的輸出功率：
P出＝P總－P內＝EI－I2r＝UI
若外電路為純電阻電路，還有
電源的輸出功率，可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當內外電阻相等時，電源的輸出功率最大，為。
（4）電源的效率：（最后一個等號只適用于純電阻電路）
6．同種電池的串聯
n個相同的電池同向串聯時，設每個電池的電動勢為Ei，內電阻為ri，則串聯電池組的總電動勢E＝nEi，總內阻r＝nri．
串聯電池組一般可以提高輸出的電壓，但要注意電流不要超過每個電池能承受的最大電流．
磁場
一．磁場、磁感應強度、磁感線
1.磁場的產生
⑴磁極周圍有磁場。
⑵電流周圍有磁場（奧斯特）。
安培提出分子電流假說（又叫磁性起源假說），認為磁極的磁場和電流的磁場都是由電荷的運動產生的。（不等于說所有磁場都是由運動電荷產生的。）
⑶變化的電場在周圍空間產生磁場（麥克斯韋）。
2.磁場的基本性質
磁場對放入其中的磁極和電流有磁場力的作用(對磁極一定有力的作用；對電流只是可能有力的作用，當電流和磁感線平行時不受磁場力作用)。這一點應該跟電場的基本性質相比較。
3.磁感應強度
（條件是勻強磁場中，或ΔL很小，并且L⊥B ）。
磁感應強度是矢量。單位是特斯拉，符號為T，1T=1N/(A(m)=1kg/(A(s2)
4.磁感線
⑴用來形象地描述磁場中各點的磁場方向和強弱的曲線。磁感線上每一點的切線方向就是該點的磁場方向，也就是在該點小磁針靜止時N極的指向。磁感線的疏密表示磁場的強弱。
⑵磁感線是封閉曲線（和靜電場的電場線不同）。
⑶要熟記常見的幾種磁場的磁感線：
⑷安培定則（右手螺旋定則）：對直導線，四指指磁感線方向；對環行電流，大拇指指中心軸線上的磁感線方向；對長直螺線管大拇指指螺線管內部的磁感線方向。
5．磁場與電場
磁場
電場
來源
運動電荷
電荷
場線
磁感線閉合
電場線不閉合
力的性質
對運動電荷產生力
對電荷產生力
6、磁感應強度B與電場強度E的比較
（1）磁感應強度B是描述磁場力的性質的物理量，定義
磁感應強度是磁場本身的屬性與I·L無關。這一點與電場強度E相似。
（2）B和E均是矢量，但其方向的規定完全不同，電場強度E的方向規定為+q受力的方向為正方向。而磁感應強度B的方向規定為小磁針N極受力方向，不要誤認為電流受力方向為磁感應強度B的方向。
（3）定義式中通電直導線一定要垂直于磁場方向放置，這時相應的磁場力最大。而電場強度E的定義中不存在檢驗電荷q的放置方向問題。
（4）空間如果同時存在兩個或兩個以上的磁場，可根據矢量合成法則疊加，這與電場強度E的矢量疊加相同。
7．磁感線與電場線比較
（1）磁感線與電場線一樣是為了形象描述場的性質而假想的線，磁感線上任何一點切線方向表示B的方向，磁感線的疏密程度表示磁感應強度B的大小，這都與電場線相同。
（2）磁感線是閉合的曲線，磁體內部存在的磁感線與磁體外部的磁感線相連閉合，特別注意磁體外部磁感線是從N極指向S極，在磁體內部或通電螺線管內部磁感線方向是S極指向N極，這與電場線不同，電場線是出發于正電荷，終止于負電荷或無限遠處。
二、安培力 （磁場對電流的作用力）
1.安培力方向的判定
⑴用左手定則：伸出左手，讓拇指與四指垂直且在同一平面內，讓磁感線垂直穿過手心，四指指示電流的方向，大拇指指示的就是導體受力的方向。安培力垂直于導線與磁場方向組成的平面。
⑵用“同性相斥，異性相吸”（只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線管外部時）。
⑶用“同向電流相吸，反向電流相斥”（反映了磁現象的電本質）。可以把條形磁鐵等效為長直螺線管（不要把長直螺線管等效為條形磁鐵）。
只要兩導線不是互相垂直的，都可以用“同向電流相吸，反向電流相斥”判定相互作用的磁場力的方向；當兩導線互相垂直時，用左手定則判定。
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
3．右手螺旋定則（安培定則）與左手定則
右手螺旋定則（安培定則）
左手定則
作用
判斷電流的磁場方向
判斷電流在磁場中的受力方向
內容
具體情況
直線電流
環形電流或通電螺線管
電流在磁場中
原因
大拇指指向電流的方向
四根手指彎曲方向指向電流的環繞方向
磁感線穿過手掌心
四指指向電流方向
結果
四根手指彎曲方向表示磁感線的方向
大拇指指向軸線上的磁感線方向
大拇指指向電流受到的磁場力的方向
【注意】：若導線在垂直于磁感線的平面內的投影為一折線，則L為這一折線兩端點的連線長度。
三．洛侖茲力
1．磁場對運動電荷的作用力常稱為洛侖茲力。洛侖茲力的大小與磁場的磁感應強度、電荷的電量、電荷在垂直于磁感線的平面內的運動速度成正比，用方程表示為
2．洛侖茲力的方向用左手定則判斷：伸出左手，拇指和四指垂直且在同一平面內，讓磁感線垂直穿過手心，四指指示正電荷運動的方向（或負電荷運動的反方向）則大拇指指示的就是運動電荷受力的方向。
3．帶電粒子在勻強磁場中的運動
帶電粒子在磁場中運動時，若速度方向與磁感線平行，則粒子不受磁場力；若速度方向與磁場線垂直，則粒子受磁場力大小為：
f的方向與粒子速度方向垂直。因此，帶電粒子在磁場中運動時，磁場力對電荷不做功，粒子速度大小不變。
帶電粒子垂直于勻強磁場運動時，洛侖茲力起向心力作用，帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動。
根據： 得：
可見，帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑與帶電粒子的動量及磁場和帶電粒子的帶電量有關。
根據： 得：
可見，帶電粒子在勻強磁場中的轉動周期T與帶電粒子的質量和電量有關，與磁場的磁感應強度有關，與帶電粒子的速度大小無關。
帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，其轉過圓弧對應的圓心角越大，運動時間就越長而且運動時間與圓心角成正比。
4．安培力和洛侖茲力的比較
磁場的基本性質是對放在其中的通電導線和運動電荷有力的作用，稱作磁場力，通電導線受到的磁場力叫安培力，運動電荷受到的磁場力叫洛侖茲力，安培力是大量定向運動的電荷受到洛侖茲力的宏觀表現，洛侖茲力是安培力的微觀本質。
（1）安培力
大小：F＝BIL適用于直導線與B垂直放置。如果IL與B的夾角為θ，則，注意此式中B為勻強磁場，L為在磁場中導線的有效長度。
方向：用左手定則判定，特點是安培力方向既垂直于導線，又垂直于磁感應強度B。
兩根平行直導線通以同向電流時相互吸引，通以反向電流時相互排斥。
（2）洛侖茲力
大小：適用于速度v與磁場B相垂直，如果B與v夾角為θ時，，式中B為q所處位置的磁感應強度，v是運動電荷的即時速度。
方向：仍用左手定則判定，注意用左手定則判定負電荷所受洛侖茲力方向時，如果四指表示負電荷運動方向，則f的方向與大姆指指向相反。洛侖茲力的方向始終是垂直于B又同時垂直于v，則洛侖茲力不做功，它只改變運動電荷的運動方向，而不改變運動的速率，這是洛侖茲力的重要特點之一。
5．電偏轉與磁偏轉比較
電偏轉
磁偏轉
圖示
運動軌跡
類平拋運動
勻速圓周運動
運動性質
勻變速運動
變加速運動
大小

6．帶電粒子在磁場中的運動問題
（1）洛侖茲力的特點：對運動電荷不做功，只改變電荷的運動方向，不改變電荷、運動速度的大小。
（2）勻速直線運動：帶電粒子（不計重力）沿與磁感線平行的方向進入勻強磁場，不受洛侖茲力作用，做勻速直線運動。
（3）勻速圓周運動：帶電粒子（不計重力）以初速度v，垂直磁感線方向進入勻強磁場，做勻速圓周運動。
①圓心確定：因為洛侖茲力總與速度垂直，指向圓心，所以畫出粒子運動軌跡上任意兩點（一般是射入和射出磁場的兩點）的速度矢量的垂線，兩垂線的交點即為圓心。
②半徑的確定和計算：一般是利用幾何知識通過解三角形的方法求得。
③在磁場中運動時間的確定：利用幾何關系計算圓心角θ的大小，再由公式，（為運動周期），即可求出時間。
四．帶電粒子在復合場中的運動
這里所說的復合場是指重力場、電場、磁場并存的復合場，分析方法和力學問題的分析方法基本相同，不同之處就是多了電場力和磁場力，其思路、方法與解題步驟相同。
帶電粒子在復合場中的運動，是較為綜合的問題，題型大致可分為兩類。
一類就是幾種場疊加在一起，即粒子同時受到重力、電場力、洛侖茲力等作用，做直線運動、勻速圓周運動或較復雜的曲線運動，解此類問題要注意各種場力的特點，如：重力、電場力（勻強場時）是恒力，做功與路徑無關，其方向由場的方向和粒子的電性來決定。而洛侖茲力，大小與速度成正比，方向與速度方向垂直，過程中不做功。根據這些特點分析粒子的運動軌跡，選擇適當的物理規律來求解，就是很自然的了。
一類是粒子連續進入不同的場，例如勻強電場和勻強磁場。解這類問題一般不需考慮重力（題目中特殊說明除外），粒子在兩種場中分別遵從各自的規律，比如在勻強電場中的加速或偏轉，在勻強磁場中的勻速圓周運動，解起來都有較為固定的解法。
帶電粒子在電磁場中運動問題的分析方法：
（1）帶電粒子在復合場中的直線運動：自由的帶電粒子（無軌道約束）在勻強電場、勻強磁場和重力場中作直線運動應是勻速直線運動，除非運動方向沿勻強磁場方向而粒子不受洛侖茲力。這是因為重力和電場粒都是恒力，若它們的合力不能與洛侖茲力平衡，則帶電粒子速度的大小和方向將會發生改變，就不能作直線運動。
（2）帶電粒子在復合場中有軌道約束下的運動：這種在軌道約束下帶電粒子的運動，除了受彈力和摩擦力的作用。還會受到軌道的重力電場力和洛侖茲力外，此時，帶電粒子運動中加速度、速度的變化情形可根據這些力的性質用力學知識加以分析、討論。
（3）帶電粒子在復合場中的曲線運動。除非典型的運動外，這類問題變化多端可優先考慮用能量的觀點（動能定理）動量的觀點來分析處理。
五．速度選擇器、磁流體發電機、霍爾效應、磁強計、電磁流量計
近代物理的幾個實驗：速度選擇器、磁流體發電機、霍爾效應、磁強計、電磁流量計。最基本的最典型的應是速度選擇器。
何為速度選擇器，其工作原理如何，如圖72所示，帶電粒子垂直射入正交的勻強電場和勻強磁場的復合場空間，所受電場力和洛侖茲力方向相反，大小相等。
即Eq＝Bqv 所以 ①
凡是符合①式的粒子順利通過場區從O2孔出射，凡是不符合①式的粒子均不能從O2孔出射，即將速度的粒子選中。
類似的還有質譜儀：如圖73所示，經速度選擇器選中的速度相等、質量不等的粒子經180°磁場偏轉后由于半徑的不等而區分開。
磁流體發電機：如圖74所示，等離子噴入磁場區域，磁場區域中有兩塊金屬板a和b，正、負離子在洛侖茲力作用下發生上下偏轉而聚集到a、b板產生電勢差，最大電勢差可達Bdv（B為磁感應強度，d為兩板間距，v為噴射速度）。
霍爾效應：如圖75所示，厚度為h、寬度為d的導體板放在垂直于磁感應強度為B的勻強磁場中，當電流流過導體板時，在導體板上下側面間會產生電勢差，這種現象叫霍爾效應（k為霍爾系數）。
電磁流量計：如圖76所示，電磁流量計是用來測定導電液體在導管中流動時流量的儀器，設導管直徑為d，用非磁性材料組成，磁感應強度為B，a、b間測出電勢差為U，則流量：
【點評】上述幾個應用實例，表面形式各不相同，但本質上均利用了磁場力和電場力平衡的知識來解，物理模型基本類似，應歸類總結、復習。

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