磁场复习中的误区

李维彦　黄兆广

理论认识误区

1． 误认为“一切磁场都是由运动电荷而产生的”。电荷的运动可以产生磁场，但不是磁场的唯一来源，根据麦克斯韦电磁理论，变化的电场也可以产生磁场。

2． 不能正确理解磁极在磁场中的受力情况。误认为不管什么情况都符合同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。

例1如图1为通电螺线管的纵剖面图，试确定图中A、B处小磁针静止时N极的指向。

典型错误：在A处小磁针为左端S极，右端N极。

错因分析：有的同学可能认为通电螺线管的磁场相当于一条形磁铁，左端为N极，右端为S极，则A处小磁针为左端S极，右端N极。根据同名磁极相排斥，异名磁极相吸引而判断得出。

正确解答：A处：左端N极，右端S极；B处：左端S极，右端N极。

归纳拓展：实际上，同名磁极相排斥，异名磁极相吸引，是两个互为外部的磁体间的相互作用，而本题中A处为螺线管的内部，不适合用这种方法判断，应用“磁体N极的指向与该处磁感线方向一致”来判断。

3． 误认为洛伦兹力可以做功。

例2如图2所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管。在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，则（）

A． 小球带负电

B． 小球运动的轨迹是一条抛物线

C． 洛伦兹力对小球做正功

D． 维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大

典型错误：C

错因分析：误把洛伦兹力沿试管方向的分力做功当作洛伦兹力做功，对洛伦兹力的方向和速度方向的关系理解不透，以致错选答案。

正确解答：BD 。由左手定则可判断小球带正电，A错误；洛伦兹力在F反方向上的分量逐渐增大，故维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大，D正确；沿试管方向洛伦兹力的分量不变，小球沿试管匀加速运动，小球向右匀速的同时沿试管匀加速，轨迹为抛物线，B也正确。

归纳拓展：力是物理学习的主线之一，对各种性质的力，一定要理解它的大小和方向特点。明确该力在功能转化中所起的作用，才能正确处理力和运动的关系。

规律应用误区

1． 误把匀强磁场当成匀强电场，用类平抛规律求解。

归纳拓展：中学阶段几种性质的运动的受力特点和解题规律是不同的，比如：带电粒子垂直进入匀强电场做类平抛运动，处理思路是把速度沿力的方向和垂直力的方向分解，选用动力学观点解决；带电粒子在匀强磁场中做圆周运动就要先确定圆心，再利用几何知识和圆周运动的特点解决。因此，在解物体运动问题时一定要分析物体的运动性质，然后再选择正确的规律解题。

2. 不能依据带电粒子在复合场中的受力情况判断粒子的运动情况。

例4如图4所示，有一重为Ｇ的带电小球，从两竖直的带等量异种电荷的平行板的上方高h处自由落下，两板间还有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，则小球在通过正交的电磁场的过程中（）

A． 一定做曲线运动

B． 可能做匀速直线运动

Ｃ． 可能做匀加速直线运动

Ｄ． 可能做变加速直线运动

典型错误：C

错因分析：忘掉了重力做功，即使小球刚进入复合场时洛伦兹力与电场力相等，但是下落过程中重力做功会使小球速度变大，进而洛伦兹力变大，水平方向的平衡被打破，小球不会做匀变速直线运动。

正确解答：A。由于重力对小球做功，小球的速率会改变，而洛伦兹力要改变速度的方向，故小球做曲线运动。

归纳拓展：带电物体在复合场中运动，要明确是否受重力。如电子、质子、α粒子等不计重力，如带电液滴、带电小球、带电尘埃一般要考虑重力。如果带电物体受重力、电场力和洛伦兹力共同作用，则一定不会做匀变速直线运动。因此解决复合场问题时，首先要正确分析受力情况，特别要判断是否考虑重力，有时要通过审题挖掘隐含条件，找到解决问题的突破口。

3. 将圆形有界磁场的半径当作带电粒子做圆周运动的轨道半径。

归纳拓展：根据题意画出带电粒子的运动轨迹是解决此类题目的前提和关键，根据几何关系找出轨道半径，然后再利用半径与磁感应强度的关系列方程求解。

4． 把圆周运动的临界条件混淆，不能根据实际情况分析向心力。

例6如图6所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50 m的绝缘光滑圆弧槽轨，槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=0.50 T。有一个质量m=0.10 g，带电荷量为q=+1.6×10-3 C的小球在水平轨道上向右运动。若小球恰好能通过圆弧最高点，则下列说法正确的是（）

A． 小球在最高点所受的合力为零

B． 小球到达最高点时的机械能与小球在水平轨道上的机械能相等

1. 下列关于磁场的说法中正确的是（）

A． 磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质

B． 磁场是为了解释磁极间相互作用而人为引入的

C． 磁极与磁极之间是通过接触直接发生作用的

D． 磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生

2. 如图7所示，可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流，不计通电导线的重力，仅在磁场力作用下，导线将如何移动？

3. 电视机显象管的偏转线圈示意图如图8，此时电流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？

4. 磁流体发电机原理图如图9。等离子体高速从左向右喷射，两极板间有如图方向的匀强磁场。该发电机哪个极板为正极？设两极板间距离为d，离子速度为v，磁感应强度为B，则两板间最大电压为多少？

5. 半导体靠自由电子（带负电）和空穴（相当于带正电）导电，分为p型和n型两种。p型半导体中空穴为多数载流子；n型半导体中自由电子为多数载流子。用以下实验可以判定一块半导体材料是p型还是n型：将材料放在匀强磁场中，通以图10所示方向的电流I，用电压表比较上下两个表面的电势高低，若上极板电势高，就是p型半导体；若下极板电势高，就是n型半导体。试分析原因。