杜占英

磁場是物理的主干知識，是電磁學(xué)的重點知識，是歷年高考的必考內(nèi)容。因此，總結(jié)近幾年來的高考題型，把握其解題規(guī)律，做到有的放矢地備考，對提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)效率頗有益處。

一、磁感應(yīng)強度的合成問題

例1（2012·全國理綜） 如圖1所示，兩根互相平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等。關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是（）。

A.O點處的磁感應(yīng)強度為零

B.a、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反

C.c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同

D.a、c兩點處的磁感應(yīng)強度的方向不同

解題思路：兩導(dǎo)線電流在O點的磁場方向都向下，磁感應(yīng)強度不可能為0，選項A錯誤；根據(jù)對稱性可知a、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，選項B錯誤；c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向都向下，選項C正確、D錯誤。答案為C。

總結(jié)與提高：本題考查同學(xué)們利用安培定則判斷通電直導(dǎo)線周圍磁場及矢量運算法則的運用。

（1）兩根通有大小相等的反向電流的通電導(dǎo)線的磁場分布規(guī)律：連線上的磁場方向相同、和單根導(dǎo)線中電流在該處的磁場方向相同，中點處的磁場最弱，越靠近導(dǎo)線處的磁場越強，中點兩側(cè)的磁場對稱相同；兩導(dǎo)線連線中垂線上的磁場方向也都相同，且和連線中點處的磁場方向相同，磁感應(yīng)強度大小從連線中點向兩側(cè)均為一直減小，連線中點處磁感應(yīng)強度最大。

（2）兩根通有大小相等的同向電流的通電導(dǎo)線的磁場分布規(guī)律：連線中點處的磁感應(yīng)強度大小為0，由中點到兩導(dǎo)線處的磁場減弱，磁場方向由相距較近的電流決定；連線的外側(cè)磁感應(yīng)強度的大小和方向均由相距較近的電流決定。連線中垂線上的磁感應(yīng)強度方向都與連線平行且連線中點兩側(cè)方向相反；中點處磁感應(yīng)強度大小為0，從連線中點向兩側(cè)均先增大后減小，與連線夾角為45°時磁感應(yīng)強度最大。

二、與安培力相關(guān)的力學(xué)問題

例2（2012·天津卷）如圖2所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向

的夾角均為θ，如果僅改變下列某一個條件，θ角的相應(yīng)變化情況是（）

A.棒中的電流變大，θ角變大

B.兩懸線等長變短，θ角變小

C.金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大

D.磁感應(yīng)強度變大，θ角變小

解題思路：水平的直線電流在豎直磁場中受到水平的安培力而偏轉(zhuǎn)，與豎直方向形成夾角，此時它受拉力、重力和安培力而達到平衡，根據(jù)平衡條件有tanθ=F安mg=BILmg，可知棒中電流增大、θ角變大；兩懸線變短，不影響平衡狀態(tài)，θ角不變；金屬質(zhì)量變大，θ角變小；磁感應(yīng)強度變大，θ角變大。答案為A。

總結(jié)與提高：此題考查金屬棒在安培力等力作用下的動態(tài)平衡問題，注意通電直金屬棒受到的安培力方向與磁感應(yīng)強度方向垂直。解決此類問題的主要策略是畫出輔助（如斜面）圖，而表明B和I的方向是畫好受力圖的關(guān)鍵。安培力F、電流I和磁感應(yīng)強度B涉及三維空間，在分析受力時要善于把立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，即畫好側(cè)視圖。

三、帶電粒子在洛倫茲力作用下的運動問題

總結(jié)與提高：解決帶電粒子在洛倫茲力作用下的圓周運動的解題思路為“畫軌跡、定圓心、求半徑”，畫軌跡是處理臨界與極值問題的核心，對于這類區(qū)域判斷類選擇題，要善于進行動態(tài)分析，從速度方向變化找到可能出現(xiàn)的臨界值、極值或各種物理量的關(guān)系。注意圓周運動中的對稱規(guī)律，如從直線邊界射入勻強磁場的粒子從同一邊界射出時速度與邊界的夾角相等，沿半徑射入磁場的粒子沿半徑射出等。

北京市勞動衛(wèi)生職業(yè)病防治研究所曾經(jīng)做過一項調(diào)查，結(jié)果顯示，視屏工作者中有60%的人感覺視疲勞、視力下降，20%至30%的人有骨骼肌損傷等癥狀。

四、帶電粒子在組合場中的運動

總結(jié)與提高：洛倫茲力隨帶電粒子運動狀態(tài)而變化，因此求解帶電粒子連續(xù)通過幾個不同場的問題時要分段處理。

（1）帶電粒子在勻強電場中運動，應(yīng)用牛頓第二定律和運動學(xué)規(guī)律進行分析。如果初速度與電場線平行，則做勻變速直線運動；如果初速度與電場線垂直，則做類平拋運動。

（2）帶電粒子垂直進入勻強磁場后，在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，解決這類問題的關(guān)鍵在于找出粒子在分段運動的連接點的速度大小和方向。

（責(zé)任編輯張巧）