磁场易错题赏析.docVIP

磁场易错题赏析 　　一、易错解概况 　　1.不能准确再现题目中所叙述的磁场的空间分布和带电粒子的运动轨迹； 　　2.运用安培定则、左手定则判断磁场方向和载流导线、运动的带电粒子受力情况时出错； 　　3.运用几何知识时出现错误； 　　4.不善于分析多过程的物理问题. 　　二、典型例题赏析 　　1.受力分析的重要性 　　【例1】质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上，如图1所示.已知导体与导轨间的动摩擦因数为μ，在如下所示的四种磁场中，导体均静止，则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是（） 　　错解：根据f=μN，题目中μ≠0，要使f=0必有N=0.为此需要安培力Fb与导体重力G平衡，由左手定则可判定B项有此可能，故选B. 　　错解分析：上述分析受到题目中“动摩擦因数为μ”的干扰，误用滑动摩擦力的计算式f=μN来讨论静摩擦力的问题，从而导致错选、漏选. 　　正解：要使静摩擦力为零，如果N=0，必有f=0，B选项中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反可能使N=0，故B项是正确的.如果N≠0，则导体除受静摩擦力f以外的其他力的合力只要为零，那么f=0，在A选项中，导体所受到的重力G、支持力N及安培力F安合力可能为零，则导体所受静摩擦力可能为零.C选项和D选项中，从导体所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体所受静摩擦力不可能为零.故正确的选项应为A、B. 　　正解总结：本题概念性极强，又是一道力学与电学知识交叉的综合试题.摩擦力有静摩擦力与滑动摩擦力两种，判断它们区别的前提是两个相互接触的物体有没有相对运动.由本题可见，力学中的概念掌握的准确与否直接影响电学的学习成绩. 　　2.等效思想的正确使用 　　【例2】有一自由的矩形导体线圈，通以电流I′，将其移入通以恒定电流I的长直导线的右侧，其ab与cd边跟长直导体AB在同一平面内且互相平行，如图2所示.试判断将该线圈从静止开始释放后的受力和运动情况.（不计重力） 　　错解：借助磁极的相互作用来判断.由于长直导线电流产生的磁场在矩形线圈所在处的磁感线方向为垂直纸面向里，它等效于条形磁铁的N极正对矩形线圈向里.因为通电线圈相当于环形电流，其磁极由右手定则判定为S极向外，它将受到等效N极的吸引，于是通电矩形线圈将垂直纸面向外加速. 　　错解分析：错误的根源就在于将直线电流的磁场与条形磁铁的磁场等效看待.我们知道直线电流磁场的磁感线是一簇以直导线上各点为圆心的同心圆，它并不存在N极和S极，可称为无极场，不能与条形磁铁的有极场等效. 　　正解：利用左手定则判断.先画出直线电流的磁场在矩形线圈所在处的磁感线分布，由右手定则确定其磁感线的方向垂直纸面向里，如图3所示.线圈的四条边所受安培力的方向由左手定则判定.其中F1与F3相互平衡，因ab边所在处的磁场比cd边所在处的强，故F4F2.由此可知矩形线圈abcd所受安培力的合力的方向向左，它将加速向左运动而与导体AB靠拢. 　　正解总结：用等效的思想处理问题是有条件的.磁场的等效，应该是磁场的分布有相似之处，例如条形磁铁与通电直螺线管的磁场大致相同，可以等效.所以应该老老实实地将两个磁场画出来，经过比较看是否满足等效的条件.本题中直线电流的磁场就不能等效为匀强磁场. 　　3.运动轨迹的正确分析 　　【例3】设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图4所示，已知一带电离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是（） 　　A.该离子必带正电荷 　　B.A点和B点位于同一高度 　　C.离子在C点时速度最大 　　D.离子到达B点时，将沿原曲线返回A点 　　错解：根据振动的往复性，离子到达B点后，将沿原曲线返回A点，选D. 　　错解分析：某些考生可能受单摆的影响，误认为根据单摆的往复性，离子到达B点后，将沿原曲线返回A点，实际上离子从B点开始运动的受力情况与从A点运动的受力情况相同，并不存在像单摆那样有一个指向BCA弧内侧的回复力，使离子返回A点，而是如图5所示由B经C′点到B′点. 　　正解：（1）平行板间电场方向向下，带电离子由A点静止释放后在电场力的作用下是向下运动，可见电场力一定向下，所以带电离子必带正电荷，选项A正确. 　　（2）带电离子具有速度后，它就在向下的电场力F及总与速度方向垂直且不断改变方向的洛伦兹力f作用下沿ACB曲线运动，因洛伦兹力不做功，电场力做功等于动能的变化，而带电离子到达B点时的速度为零，所以从A到B电场力所做正功与负功加起来为零.这说明带电离子在电场中的B点与A点的电势能相等，即B点与A点位于同一高度，选项B正确. 　　（3）因C