高考物理真题之圆形闭合导线在变化磁场中的电学问题

高考物理中，磁场可算是老顾客了，它可以与导体棒结合，也可以是与电场结伴，考察带电微粒在电磁场中的混合力学，运动学问题等。

比如，19年全国一卷，一道选择题就考到了圆形闭合导线固定在变化磁场中时的电学与力学问题（如图1所示）。

图1 19年全国1卷理综卷第20题（多选）

那么，做这样的磁场题，首先，我们得知道一些最基本的方法：右手定则与左手定则的运用，以及公式的正确运用方法。

先说说右手定则。高中物理中好几处提到过右手判定定则，那么，我们来缕一缕。

第一、当一根导线中通过电流时，它的周围会产生环绕导线的磁场，离导线越近的地方，磁场强度越大，判定磁场绕行方向时，伸出右手，大拇指指向电流方向，四指绕行方向就是磁场方向。

第二、当一根导体棒在磁场中运动时，切割磁感线时，会在导体棒上产生感应电动势，判断感应电动势正负极方向时，伸出右手，让磁场穿过手心，大拇指指向运动方向，四指指向电动势正极方向，也即电流流向。

第三、一个闭合的导线框，固定在变化的磁场中时，由于磁场的变化，造成通过导线框的磁通量发生变化，进而在导线中形成电动势与电流。在判定导线中电流流向时，伸出右手，大拇指指向阻碍磁场变化的方向，比方说，磁场向里增大，要想阻碍它增大，需要产生一个向外的磁场，这样才能抵消它一部分，达到阻碍目的，所以，大拇指指向外边，此时，四指环绕方向就是产生的电流方向，如上题中的二问（问题及解析在图2，图3）。

图2 A、B解析1

图3 A、B解析2

导线放在磁场中，通过电流时，就会受到安培力作用，同样的，电流是带电粒子的定向移动所形成，所以，电荷在磁场中运动时，同样会受到磁场的力的作用，但，那叫洛伦磁力，安培力正是洛伦磁力的宏观表现。

那么，在判定导线或导体棒所受安培力的方向或判断运动电荷在磁场中所受洛伦磁力方向时，都需要用到左手。

判断洛伦磁力时，让磁场穿过手心，然后四指指向的是正电荷运动的方向（负电荷要指向运动反方向），此时，大拇指指向就是所受洛伦磁力方向。

而判断安培力时，伸出左手，同样让磁场穿过手心，四指指向电流流向，此时，大拇指指向即为所受安培力方向（如上题中一二问分析，如图3所示）。

定性判断是一种常见的考查点。除此以外，感应电动势与感应电流的计算也是高考中常考点，甚至比定性判断考查得更多，因此，公式的准确运用是关键。

首先，必须明确感应电动势的产生环境以及公式中S的正确理解。两种情形下会产生感应电动势：第一种是导体棒或导线切割磁场的部分（并不一定是整个导线框），第二种是固定导线框，不论是否闭合，只要是放在变化磁场中，就会产生感应电动势，此种情况产生的电动势，并不存在正负极，因为处处是电源。

对于S，仅指与磁场叠加的那部分面积。并不一定是整个完整几何图形的面积。

造成磁通量变化的可以是S的变化，也可以是磁场强度的变化。因导体棒或导线切割而产生的感应电动势可用E=BLV来求得，L为导体棒放在磁场中，且与磁场及运动方向垂直的那一段导体棒或导线长度，V为与导体棒及磁场方向相垂直的速度值。 对于因磁场强度变化而形成的感应电动势，必须用原始公式计算，即E=△φ/△t，△φ=△B*S，故E=△B*S/△t其中，△B/△t，即B-t图像斜率的绝对值。

电流的求法，只需按照一般纯电阻电路中的电流、电压、电阻间的关系进行计算即可（如上题中三、四问分析，如图4所示）。

图4 C、D项分析

总之，要想做对题，拿下分，稳住基础最可靠，分清左、右手定则的使用环境是关键。建议大家多做一些基础题，先把场合用熟练，把公式印在脑海里，达到一看到磁场题就能脱口而出，谁能用，谁不能用，能一目了然的这样一个地步。