（浙江專版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場(chǎng) 第1課時(shí) 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用學(xué)案

《（浙江專版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場(chǎng) 第1課時(shí) 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場(chǎng) 第1課時(shí) 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用學(xué)案（20頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第1課時(shí)　磁場(chǎng)的描述　磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 [考綱要求] 知識(shí)內(nèi)容 考試要求 備考方略 必考 加試 磁現(xiàn)象和磁場(chǎng) b b 1.本章內(nèi)容在學(xué)考中常以單選題形式出現(xiàn)，考查突出安培力、洛倫茲力。 2.本章內(nèi)容單獨(dú)出現(xiàn)在選考中帶電粒子在磁場(chǎng)（或復(fù)合場(chǎng)）中的運(yùn)動(dòng)問題；對(duì)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問題多以綜合計(jì)算題的形式出現(xiàn)，一般綜合考查受力分析、動(dòng)力學(xué)關(guān)系、功能關(guān)系、圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)等知識(shí)，難度較大。 磁感應(yīng)強(qiáng)度 c c 幾種常見的磁場(chǎng) b b 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力 c d 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力 c c 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) d 一、磁

2、場(chǎng)及其描述 1.磁場(chǎng) （1）磁場(chǎng)是磁體、電流周圍存在的一種特殊物質(zhì)。 （2）磁場(chǎng)的方向：小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向。 （3）基本特征：對(duì)放入其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷都有力的作用。 2.磁感應(yīng)強(qiáng)度 （1）定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。 （2）意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。 （3）公式：B＝，條件為：B⊥L。 （4）單位：特斯拉，簡(jiǎn)稱特，符號(hào)是T。1 T＝1。 （5）方向：小磁針靜止時(shí)N極的指向。 3.磁感線：在磁場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線，使曲線上各點(diǎn)的切線方向跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一致。

3、 4.磁場(chǎng)的疊加：磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，合成與分解遵循平行四邊形定則。 二、安培力 1.安培力的大小 （1）磁場(chǎng)和電流垂直時(shí)：F＝BIL。 （2）磁場(chǎng)和電流平行時(shí)：F＝0。 2.安培力的方向 （1）用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)。讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。 （2）安培力的方向特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B和I決定的平面。 【思考判斷】 1.小磁針N極所指的方向就是該處磁場(chǎng)的方向（ × ） 2.磁感線是真實(shí)存在的（ × ） 3.磁感線越密表示磁場(chǎng)越強(qiáng)（

4、 √ ） 4.將通電導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中，若不受安培力，說明該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零（ × ） 5.磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受磁場(chǎng)力的方向一致（ × ） 6.安培力一定不做功（ × ） 7.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)（ √ ） 考點(diǎn)一　磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)（b/b） [要點(diǎn)突破] 1.幾種常見的磁場(chǎng) （1）常見磁體的磁場(chǎng) （2）電流的磁場(chǎng) 通電直導(dǎo)線 通電螺線管 環(huán)形電流 安培定則 立體圖 橫截面圖 縱截面圖 2.安培定則 （1）對(duì)于直線電流的磁場(chǎng)：右手握住通電導(dǎo)線，伸直的大拇指指向電流方

5、向，那么彎曲的四指的方向就是導(dǎo)線周圍的磁感線環(huán)繞的方向。 （2）對(duì)于環(huán)形電流的磁場(chǎng)：用右手握住通電的環(huán)形導(dǎo)線（或通電螺線管），彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，那么大拇指的指向就是環(huán)形導(dǎo)線軸心上（或通電螺線管內(nèi)部）的磁感線的方向。 3.電場(chǎng)線與磁感線的比較 電場(chǎng)線 磁感線 電場(chǎng)線的疏密程度表示該區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)弱（密→強(qiáng)；疏→弱） 磁感線的疏密程度表示該區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)弱（密→強(qiáng)；疏→弱） 電場(chǎng)線由正電荷指向負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)；或由無窮遠(yuǎn)指向負(fù)電荷，是單向曲線 磁感線在磁體外部是從N極指向S極，內(nèi)部從S極指向N極。磁感線是閉合曲線 電場(chǎng)線互不相交、不相切 磁感線互不相交、不相切 [典例剖析

6、] 【例1】 關(guān)于電場(chǎng)和磁場(chǎng)，下列說法正確的是（　?。? A.雖然電場(chǎng)不是客觀存在的，但是可以用試探電荷去探測(cè)它的存在和強(qiáng)弱 B.電場(chǎng)線和磁感線是可以形象描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的客觀存在的曲線 C.磁感線和電場(chǎng)線一樣都是閉合的曲線 D.磁體之間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，都是客觀存在的物質(zhì) 解析　電場(chǎng)和磁場(chǎng)都是客觀存在的物質(zhì)，電場(chǎng)線和磁感線都是假想的曲線，實(shí)際并不存在。電場(chǎng)線和磁感線的最大區(qū)別在于磁感線是閉合的，而電場(chǎng)線不是閉合的，故選項(xiàng)D正確。 答案　D 【例2】 如圖所示，直導(dǎo)線AB、螺線管C、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn)，它們的磁場(chǎng)互不影響，開關(guān)S閉合，則小磁針的北極N

7、（黑色一端）指出磁場(chǎng)方向正確的是（　?。? A.a、c B.b、c C.c、d D.a、d 解析　據(jù)安培定則判斷出：（1）AB直導(dǎo)線磁場(chǎng)在小磁針a所在位置垂直紙面向外，所以小磁針a的N極指向正確；（2）C左側(cè)為N極，內(nèi)部磁場(chǎng)向左，所以小磁針c的N極指向正確，小磁針b的N極指向不對(duì)；（3）D左為S極，右為N極，所以小磁針d的N極指向也不正確。 答案　A [針對(duì)訓(xùn)練] 1.電流的磁效應(yīng)揭示了電與磁的關(guān)系。若直導(dǎo)線通有方向垂直紙面向外的恒定電流，則電流的磁感線分布正確的是（　?。? 答案　D 2.如圖所示，豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通有恒定電流，側(cè)旁小磁針N極的最終指向應(yīng)為（　

8、?。? A.平行紙面向右 B.平行紙面向左 C.垂直紙面向里 D.垂直紙面向外 解析　根據(jù)安培定則可知，導(dǎo)線右側(cè)的磁感線方向垂直紙面向外，故小磁針N極的最終指向應(yīng)為垂直紙面向外。 答案　D 3.在重復(fù)奧斯特的電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為使實(shí)驗(yàn)方便且效果明顯，通電直導(dǎo)線應(yīng)（　　） A.平行于南北方向，位于小磁針上方 B.平行于東西方向，位于小磁針上方 C.平行于東南方向，位于小磁針下方 D.平行于西南方向，位于小磁針下方 解析　在做奧斯特實(shí)驗(yàn)時(shí)，為排除地磁場(chǎng)影響，小磁針應(yīng)南北放置，通電直導(dǎo)線也應(yīng)南北放置且位于小磁針上方，故選A。 答案　A 考點(diǎn)二　磁感應(yīng)強(qiáng)度（c/c）

9、[要點(diǎn)突破] 1.磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，與檢驗(yàn)電流無關(guān)。 2.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，磁場(chǎng)疊加時(shí)合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各個(gè)磁場(chǎng)的矢量和，計(jì)算時(shí)與力的計(jì)算方法相同，利用平行四邊形定則或根據(jù)正交分解法進(jìn)行合成與分解。 3.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 [典例剖析] 【例1】 有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說法正確的是（　?。? A.磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量 B.若有一小段通電導(dǎo)體在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 C.若有一小段長(zhǎng)為L(zhǎng)，通以電流為I的導(dǎo)體，在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力為F，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一定是 D.由定義式B＝可知，電流I越大，導(dǎo)

10、線L越長(zhǎng)，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小 解析　磁感應(yīng)強(qiáng)度的引入目的就是用來描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱，因此選項(xiàng)A是正確的；磁感應(yīng)強(qiáng)度是與電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L無關(guān)的物理量，且B＝中的B、F、L相互垂直，所以選項(xiàng)B、C、D皆是錯(cuò)誤的。 答案　A 【例2】 有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在圖中所示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點(diǎn)，它們?cè)趦蓪?dǎo)線連線的中垂線上，且與O點(diǎn)的距離相等。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法正確的是（　?。? A.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同 B.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)

11、強(qiáng)度大小相等、方向相反 C.在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零 D.在線段MN上三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 解析　根據(jù)安培定則和磁場(chǎng)疊加原理，M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；在線段MN上只有在O點(diǎn)處，a、b兩直導(dǎo)線電流形成的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，即只有O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 答案　B [針對(duì)訓(xùn)練] 1.下列說法正確的是（　?。? A.電荷在某處不受電場(chǎng)力的作用，則該處電場(chǎng)強(qiáng)度可能不為零 B.一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 C.表征電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱，是把一個(gè)檢驗(yàn)電荷放在該點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力與檢驗(yàn)

12、電荷本身電荷量的比值 D.表征磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，是把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力與該小段導(dǎo)線長(zhǎng)度和電流乘積的比值 解析　電場(chǎng)和磁場(chǎng)有一個(gè)明顯的區(qū)別是：電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用的條件是磁場(chǎng)方向不能和電流方向平行，因此A、B錯(cuò)誤；同理根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E＝可知C正確；而同樣用比值定義法定義的磁感應(yīng)強(qiáng)度則應(yīng)有明確的說明，即B＝中I和B的方向必須垂直，故D錯(cuò)誤。 答案　C 2.三根平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線，分別垂直地通過一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，三導(dǎo)線中電流方向相同，A、B兩導(dǎo)線中的電流大小相同，如圖所示，已知導(dǎo)線A在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

13、大小為B，導(dǎo)線C在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)椋ā　。? A.大小為B，方向沿OA方向 B.大小為2B，方向豎直向下 C.大小為2B，方向沿OB方向 D.大小為2B，方向沿OA方向 解析　由安培定則知導(dǎo)線A、B在O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，互相抵消，所以O(shè)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度即為導(dǎo)線C所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，即大小為2B，由安培定則可判定其方向沿OA方向，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。 答案　D 考點(diǎn)三　安培力（c/d） [要點(diǎn)突破] 1.安培力的大小 （1）當(dāng)B與I垂直時(shí)，F(xiàn)最大，F(xiàn)＝ILB，當(dāng)B與I平行時(shí)，F(xiàn)最小，F(xiàn)＝0

14、。 （2）公式F＝BIL中的L是指有效長(zhǎng)度。當(dāng)直導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的部分為有效長(zhǎng)度；當(dāng)彎曲導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，有效長(zhǎng)度等于連接兩端點(diǎn)線段的長(zhǎng)度（如圖所示），相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端。 2.安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷方法 電流元法 分割為電流元安培力方向→整段導(dǎo)體所受合力方向→運(yùn)動(dòng)方向 特殊位 置法 在特殊位置→安培力方向→運(yùn)動(dòng)方向 等效法 環(huán)形電流?小磁針 條形磁鐵?通電螺線管?多個(gè)環(huán)形電流 結(jié)論法 同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì) 轉(zhuǎn)換研究 對(duì)象法 定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下

15、如何運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的問題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向 [典例剖析] 【例1】 （2015·浙江9月測(cè)試卷）如圖所示是“探究影響通電導(dǎo)線受力的因素”的裝置圖。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先保持導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度不變，改變電流的大小；然后保持電流不變，改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度。對(duì)該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（　　） A.當(dāng)導(dǎo)線中的電流反向時(shí)，導(dǎo)線受到的安培力方向不變 B.保持電流不變，接通“1、4”時(shí)導(dǎo)線受到的安培力是接通“2、3”時(shí)的3倍 C.保持電流不變，接通“1、4”時(shí)導(dǎo)線受到的安培力是接通“2、3”時(shí)的2倍

16、D.接通“1、4”，當(dāng)電流增加為原來的2倍時(shí)，通電導(dǎo)線受到的安培力減半 解析　接觸“1、4”時(shí)導(dǎo)線的長(zhǎng)度是接觸“2、3”時(shí)長(zhǎng)度的3倍，根據(jù)安培力公式F＝BIL知，導(dǎo)線所受安培力也是3倍關(guān)系。 答案　B 【例2】 （2017·上海單科）如圖所示，一導(dǎo)體棒ab靜止在U形鐵芯的兩臂之間。電鍵閉合后導(dǎo)體棒受到的安培力方向（　?。? A.向上 B.向下 C.向左 D.向右 解析　根據(jù)圖中的電流方向，由安培定則知U形鐵芯下端為N極，上端為S極，ab中的電流方向由a→b，由左手定則可知導(dǎo)體棒受到的安培力方向向右，選項(xiàng)D正確。 答案　D 【例3】 電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理

17、如圖所示，利用這種裝置可以把質(zhì)量為m＝2.0 g的彈體（包括金屬桿EF的質(zhì)量）加速到6 km/s。若這種裝置的軌道寬d＝2 m，長(zhǎng)L＝100 m、電流I＝10 A、軌道摩擦不計(jì)且金屬桿EF與軌道始終垂直并接觸良好，則下列有關(guān)軌道間所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)力的最大功率結(jié)果正確的是（　　） A.B＝18 T，Pm＝1.08×108 W B.B＝0.6 T，Pm＝7.2×104 W C.B＝0.6 T，Pm＝3.6×106 W D.B＝18 T，Pm＝2.16×106 W 解析　通電金屬桿在磁場(chǎng)中受安培力的作用而對(duì)彈體加速，由功能關(guān)系得BIdL＝mv，代入數(shù)值解得B＝18 T；當(dāng)

18、速度最大時(shí)磁場(chǎng)力的功率也最大，即Pm＝BIdvm，代入數(shù)值得Pm＝2.16×106 W，故選項(xiàng)D正確。 答案　D 【方法總結(jié)】 求解安培力作用下導(dǎo)體棒平衡問題的基本思路 [針對(duì)訓(xùn)練] 1.始終靜止在斜面上的條形磁鐵，當(dāng)其上方水平導(dǎo)線L中通入如圖所示方向的電流時(shí)，條形磁鐵仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，斜面對(duì)磁鐵的彈力FN和摩擦力Ff將（　?。? A.FN增大，F(xiàn)f減小 B.FN減小，F(xiàn)f增大 C.FN、Ff均增大 D.FN、Ff均減小 解析　條形磁鐵在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁感線形狀如圖所示，根據(jù)左手定則判斷出導(dǎo)線受力F如圖所示，又根據(jù)牛頓第三定律可知磁鐵受反作用力F′的方向。因?yàn)榇藭r(shí)磁鐵受

19、向左下方的力F′，而它仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以斜面對(duì)它的摩擦力以及彈力都增大了。 答案　C 2.如圖所示，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌所在平面與水平面間的夾角為θ，整個(gè)裝置處于沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，當(dāng)金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時(shí)，金屬桿ab剛好靜止。則（　?。? A.磁場(chǎng)方向豎直向上 B.磁場(chǎng)方向豎直向下 C.金屬桿ab受平行導(dǎo)軌向上的安培力 D.金屬桿ab受水平向左的安培力 解析　金屬桿靜止，則受力平衡，由于磁場(chǎng)方向沿豎直方向，則安培力必沿水平方向、導(dǎo)軌對(duì)金屬桿必有支持力，只有安培力的方向水平向右，金屬桿ab才可能靜止。根據(jù)左手定則可知磁

20、場(chǎng)方向豎直向上。 答案　A 3.（2016·浙江4月選考）法拉第電動(dòng)機(jī)原理如圖所示。條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中心，N極向上.一根金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連。電源負(fù)極與金屬桿上端相連，與電源正極連接的導(dǎo)線插入水銀中。從上往下看，金屬桿（　　） A.向左擺動(dòng) B.向右擺動(dòng) C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 解析　閉合開關(guān)S，有向上的電流通過金屬桿，金屬桿處在磁鐵的磁場(chǎng)中，受到安培力作用，根據(jù)左手定則得知，安培力方向與金屬桿垂直向里，使金屬桿以磁鐵棒為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確。 答案　D 1.如圖所示，兩根相互平行的長(zhǎng)直

21、導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1＞I2；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)，且a、b、c與兩導(dǎo)線共線；b點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是（　?。? A.a點(diǎn) B.b點(diǎn) C.c點(diǎn) D.d點(diǎn) 解析　要合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，必有I1和I2形成兩個(gè)磁場(chǎng)等大反向，只有 c點(diǎn)有可能，選C。 答案　C 2.（2017·嘉興模擬）如圖所示為電流天平，可用來測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度。天平的右臂上掛有一匝數(shù)為N的矩形線圈，線圈下端在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，當(dāng)線圈中通有電流I（方向如圖）時(shí)，發(fā)現(xiàn)天平的右端低左端高，下列哪些調(diào)節(jié)方案可以使

22、天平水平平衡（　?。? A.僅減小電流大小 B.僅增大線框的寬度l C.僅減輕左盤砝碼的質(zhì)量 D.僅增加線圈的匝數(shù) 解析　天平左端高右端低，說明左端輕右端重，要使天平平衡，可以增加左盤砝碼質(zhì)量，也可以減小右盤砝碼質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則判斷可知線圈在磁場(chǎng)中受到豎直向下的安培力F＝NBIl，故也可以減小安培力，等效于減小右盤砝碼質(zhì)量，減小安培力可以采取減小電流大小，減小線框的寬度l或者減少線圈的匝數(shù)，選項(xiàng)A正確，B、D錯(cuò)誤。 答案　A 3.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流的方向垂直于紙面向里。如圖所示，a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓

23、心的同一圓周上的四點(diǎn)，在這四點(diǎn)中（　?。? A.c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 B.a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 C.c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小 D.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大 解析　通電直導(dǎo)線在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與B0的方向相反，b、d兩點(diǎn)的電流磁場(chǎng)與B0垂直，a點(diǎn)電流磁場(chǎng)與B0同向，由磁場(chǎng)的疊加知c點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度最小。 答案　C 4.如圖甲所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置，間距為L(zhǎng)，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。垂直于導(dǎo)軌水平對(duì)稱放置一根均勻金屬棒。從t＝0時(shí)刻起，棒上有如圖乙所示的持續(xù)交變電流I，周期為T，最大值為Im，圖甲中I所示方向?yàn)殡娏髡较颉?/p>

24、則金屬棒（　?。? A.做先向右再向左的往復(fù)運(yùn)動(dòng) B.做先向左再向右的往復(fù)運(yùn)動(dòng) C.做一直向右的直線運(yùn)動(dòng) D.受到的安培力做正功 解析　由F＝ILB可知，安培力隨時(shí)間的變化關(guān)系與電流隨時(shí)間變化關(guān)系相同。所以金屬棒先向右勻加速運(yùn)動(dòng)，再向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，然后重復(fù)運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；安培力在一個(gè)周期內(nèi)先做正功，后做負(fù)功，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　C 5.如圖，一長(zhǎng)為10 cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1 T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣。金屬棒通過開關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12 V的電池相連，電路總電阻為2

25、Ω。已知開關(guān)斷開時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量均為0.5 cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開關(guān)斷開時(shí)相比均改變了0.3 cm。重力加速度大小取10 m/s2。判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量。 解析　依題意，開關(guān)閉合后，電流方向從b到a，由左手定則可知，金屬棒所受的安培力方向豎直向下。 開關(guān)斷開時(shí)，兩彈簧各自相對(duì)于其原長(zhǎng)伸長(zhǎng)為Δl1＝0.5 cm。由胡克定律和力的平衡條件得 2kΔl1＝mg① 式中，m為金屬棒的質(zhì)量，k是彈簧的勁度系數(shù)，g是重力加速度的大小。 開關(guān)閉合后，金屬棒所受安培力的大小為 F＝IBL② 式中，I是回路電流，L是金屬棒的長(zhǎng)度。

26、兩彈簧各自再伸長(zhǎng)了Δl2＝0.3 cm，由胡克定律和力的平衡條件得 2k（Δl1＋Δl2）＝mg＋F③ 由歐姆定律有E＝IR④ 式中，E是電池的電動(dòng)勢(shì)，R是電路總電阻。 聯(lián)立①②③④式，并代入題給數(shù)據(jù)得 m＝0.01 kg⑤ 答案　豎直向下　0.01 kg [基礎(chǔ)過關(guān)] 1.下列說法中正確的是（　?。? A.磁感線可以表示磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱 B.磁感線從磁體的N極出發(fā)，終止于磁體的S極 C.磁鐵能產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流不能產(chǎn)生磁場(chǎng) D.放入通電螺線管內(nèi)的小磁針，根據(jù)異名磁極相吸的原則，小磁針的N極一定指向通電螺線管的S極 解析　磁感線能夠用來表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，A正確；磁感

27、線是閉合的曲線，不是終止于S極，B錯(cuò)誤；磁鐵和電流均能產(chǎn)生磁場(chǎng)，C錯(cuò)誤；小磁針的N極指向應(yīng)根據(jù)磁感線的切線方向進(jìn)行判斷，小磁針的N極在螺線管內(nèi)部應(yīng)指向通電螺線管的N極，D錯(cuò)誤。 答案　A 2.關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的安培力，下列說法正確的是（　?。? A.安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線 B.安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向 C.安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角無關(guān) D.將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话? 解析　安培力的方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向及電流的方向滿足左手定則，所以安培力的方向既垂直于直導(dǎo)線，也垂直于磁場(chǎng)的方向，所以選項(xiàng)B正確、A錯(cuò)誤；當(dāng)通

28、電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力最大F＝BIl，當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，安培力最小為零，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，假設(shè)原來直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，若折成直角后一段與磁場(chǎng)仍垂直，另一段與磁場(chǎng)平行，則安培力的大小變?yōu)樵瓉淼囊话?，若折成直角后，兩段都與磁場(chǎng)垂直，則安培力的大小變?yōu)樵瓉淼?，因此安培力大小不一定是原來的一半，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　B 3.如圖所示，通電螺線管周圍放置能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針a、b、c、d均已處于靜止，則小磁針a、b、c、d指向正確的是（　　） A.小磁針a B.小磁針b C.小磁針c D.小磁針d 解析　根據(jù)安培定則，判斷出通電螺線管左邊為N極，

29、右邊為S極，則靜止時(shí)小磁針N極指向磁場(chǎng)方向，所以圖中正確的只有小磁針c。 答案　C 4.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中某處P放一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝20 cm，通電電流I＝1 A的直導(dǎo)線，測(cè)得它受到的最大磁場(chǎng)力F＝1.0 N，現(xiàn)將該通電導(dǎo)線從磁場(chǎng)中撤走，則P處磁感應(yīng)強(qiáng)度為（　　） A.0 B.0.2 T C.0.05 T D.5 T 解析　當(dāng)L與B垂直時(shí)，導(dǎo)線所受安培力最大，由公式B＝可得B＝5 T，注意單位的換算。 答案　D 5.（2017·寧波模擬）如圖所示的四個(gè)圖中，分別標(biāo)明了通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的電流方向、磁場(chǎng)方向以及通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向，其中正確的是（　　） 解析　根據(jù)左手定則可以

30、判斷，A中導(dǎo)線受力向下，B中，磁場(chǎng)與電流方向平行，導(dǎo)線不受力，C中導(dǎo)線受力方向向下，D中導(dǎo)線受力方向垂直于導(dǎo)線向下，故選項(xiàng)C正確。 答案　C 6.在磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則（　　） A.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，且Ba＞Bb B.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等 C.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大 D.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小 解析　磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，安培力的大小跟該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、I、L和導(dǎo)線放置的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的夾角有關(guān)，故C、D錯(cuò)誤；由a、b兩處磁感線的疏密程度可判斷出Ba＞Bb，所以A

31、正確，B錯(cuò)誤。 答案　A 7.如圖所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)方向（垂直于紙面向里）垂直。線段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，且∠abc＝∠bcd＝135°，流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示。則導(dǎo)線abcd所受到的磁場(chǎng)作用力的合力為（　?。? A.方向沿紙面向上，大小為（＋1）ILB B.方向沿紙面向上，大小為（－1）ILB C.方向沿紙面向下，大小為（＋1）ILB D.方向沿紙面向下，大小為（－1）ILB 解析　由安培力公式F＝BIL，與左手定則，可得ab段導(dǎo)線的安培力方向垂直于導(dǎo)線與磁感線構(gòu)成的平面并斜向左。同理cd段導(dǎo)線的安培力方

32、向垂直于導(dǎo)線與磁感線構(gòu)成的平面并斜向右。因此由平行四邊形定則對(duì)這兩個(gè)安培力進(jìn)行分解，可得沿bc段方向的安培力分力正好相互平衡，所以ab段與cd段導(dǎo)線的安培力的合力為F＝BIL，方向豎直向上；而bc段安培力的大小為BIL，方向是豎直向上。則導(dǎo)線段abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力大小為（＋1）BIL，方向是豎直向上，故選A。 答案　A 8.如圖所示，固定不動(dòng)的絕緣直導(dǎo)線mn和可以自由移動(dòng)的矩形線框abcd位于同一平面內(nèi)，mn與ad、bc邊平行且離ad邊較近。當(dāng)導(dǎo)線mn中通以方向向上的電流，線框中通以順時(shí)針方向的電流時(shí)，線框的運(yùn)動(dòng)情況是（　　） A.向左運(yùn)動(dòng) B.向右運(yùn)動(dòng) C.以mn

33、為軸轉(zhuǎn)動(dòng) D.靜止不動(dòng) 解析　以mn為研究對(duì)象，線框內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，由左手定則知導(dǎo)線mn受到向左的安培力，由牛頓第三定律可知線框受到向右的作用力，故線框向右運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確。 答案　B 9.（2017·浙江4月選考）如圖所示，兩平行直導(dǎo)線cd和ef豎直放置，通以方向相反大小相等的電流，a、b兩點(diǎn)位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi)。則（　?。? A.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 B.ef導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 C.cd導(dǎo)線受到的安培力方向向右 D.同時(shí)改變了導(dǎo)線的電流方向，cd導(dǎo)線受到的安培力方向不變 解析　由右手螺旋定則可知，cd導(dǎo)線和ef導(dǎo)線在b處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向都垂直紙

34、面向外，所以由矢量合成知b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向外，故A錯(cuò)誤；由右手螺旋定則知ef導(dǎo)線在左側(cè)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向外，故B錯(cuò)誤；由左手定則知，cd導(dǎo)線受到的安培力方向向左，故C錯(cuò)誤；由題意可知，cd導(dǎo)線所處的位置磁場(chǎng)方向發(fā)生改變，但同時(shí)自身電流方向也發(fā)生改變，由左手定則知，cd導(dǎo)線所受安培力方向不變，故D正確。 答案　D [能力提升] 10.如圖所示，A為一水平旋轉(zhuǎn)的橡膠圓盤，帶有大量均勻分布的負(fù)電荷，在圓盤正上方水平放置一通電直導(dǎo)線，電流方向如圖所示。當(dāng)圓盤高速繞中心軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通電直導(dǎo)線所受安培力的方向是（　?。? A.豎直向上 B.豎直向下 C.水平向里 D.水

35、平向外 解析　橡膠圓盤上高速轉(zhuǎn)動(dòng)的負(fù)電荷形成的電流方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，由安培定則可知產(chǎn)生的磁場(chǎng)在圓盤上方是垂直圓盤向上的，由左手定則判斷通電導(dǎo)線所受安培力方向水平向里，選項(xiàng)C正確。 答案　C 11.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中用兩根柔軟絕緣的細(xì)線將金屬棒ab懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由a到b的恒定電流I，這時(shí)兩根細(xì)線均被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細(xì)線對(duì)金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方法（　　? A.適當(dāng)增大電流I B.將電流反向并適當(dāng)改變大小 C.適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度 D.將磁場(chǎng)反向并適當(dāng)改變大小 解析　由左手定則可知，金屬棒所受安培力方向豎直向上，由此可知BIL＋F＝mg（F為細(xì)線的拉

36、力），要想使兩根細(xì)線對(duì)金屬棒拉力變?yōu)榱?，可增大安培力大小，由安培力公式可知選項(xiàng)A正確。 答案　A 12.如圖所示，臺(tái)秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，此時(shí)臺(tái)秤讀數(shù)為N1?，F(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導(dǎo)線，電流方向如圖，當(dāng)加上電流后，臺(tái)秤讀數(shù)為N2，則以下說法正確的是（　　） A.N1＞N2，彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng) B.N1＞N2，彈簧長(zhǎng)度將變短 C.N1＜N2，彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng) D.N1＜N2，彈簧長(zhǎng)度將變短 解析　以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象，根據(jù)左手定則判斷可知，其所受安培力方向?yàn)樾毕蛴蚁路?，根?jù)牛頓第三定律分析得知，磁鐵受到的

37、安培力方向斜向左上方，則磁鐵將向左運(yùn)動(dòng)，彈簧被壓縮，長(zhǎng)度將變短，由于磁鐵受到的安培力方向斜向左上方，對(duì)彈簧秤的壓力減小，則N1>N2，B正確。 答案　B 13.如圖所示，質(zhì)量為60 g的銅棒長(zhǎng)為a＝20 cm，棒兩端與長(zhǎng)為l＝30 cm的細(xì)軟銅線相連，吊在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)棒中通過恒定電流I后，銅棒向上擺動(dòng)，最大擺角θ＝60°，g取10 m/s2，求： （1）銅棒中電流I的大小及方向； （2）銅棒在擺動(dòng)過程中的最大速度； （結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。 解析?。?）因銅棒的最大擺角為θ＝60°，由運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性可知，銅棒上擺30°時(shí)速度最大，此處銅棒所受

38、的合力沿細(xì)軟銅絲方向。對(duì)銅棒受力分析如圖所示，由左手定則可知，電流的方向向左。由BIacos 30°＝mgsin 30°代入數(shù)據(jù)得I＝2A。 （2）當(dāng)銅棒上擺30°時(shí)速度最大，設(shè)最大速度為v，由動(dòng)能定理可得BIa×－mgl＝mv2 而BIa＝mgtan 30° 結(jié)合以上兩式得 v2＝gltan 30°－2gl（1－cos 30°） 代入數(shù)據(jù)得v＝1 m/s。 答案?。?）2A　方向向左?。?）1 m/s 14.如圖所示，在傾角為θ＝30°的斜面上，固定一寬L＝0.25 m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變阻器R。電源電動(dòng)勢(shì)E＝12 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，一質(zhì)量m＝20 g的

39、金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì)）。金屬導(dǎo)軌是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求： （1）金屬棒所受到的安培力的大?。? （2）通過金屬棒的電流的大?。? （3）滑動(dòng)變阻器R接入電路中的阻值。 解析?。?）金屬棒靜止在金屬導(dǎo)軌上受力平衡，如圖所示 F安＝mgsin 30°， 代入數(shù)據(jù)得F安＝0.1 N。 （2）由F安＝BIL，得I＝＝0.5 A。 （3）設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R0， 根據(jù)閉合電路歐姆定律得： E＝I（R0＋r），解得R0＝－r＝23 Ω。 答案?。?）0.1 N　（2）0.5 A?。?）23 Ω 20