(新課標(biāo))河南省2015高考物理總復(fù)習(xí)講義 第8章 第1講 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用
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1、 第1講 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 考 綱 點(diǎn) 擊 備 考 指 南 1.磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線、磁通量Ⅰ 1.考查磁場(chǎng)的基本概念,如磁感線、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量等,一般以選擇題的形式出現(xiàn). 2.結(jié)合左手定則分析解決通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的平衡、運(yùn)動(dòng)類問題.以非選擇題的形式考查居多. 3.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng),確定其圓心、半徑、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)時(shí)間等問題,特別注意“邊界問題”以及由周期性引起的“多解問題”. 4.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題,以及分析解決粒子速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、質(zhì)譜儀、回旋加速器、霍爾效應(yīng)、電磁流量計(jì)等磁場(chǎng)知識(shí)在生活和科技方面的應(yīng)用問題,幾乎是
2、每年必考,常以計(jì)算題的形式出現(xiàn). 2.通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向 3.安培力、安培力的方向Ⅰ 4.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力Ⅱ 5.洛倫茲力、洛倫茲力的方向Ⅰ 6.洛倫茲力公式 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ 7.質(zhì)譜儀和回旋加速器Ⅰ 說明:(1)安培力的計(jì)算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的情形 (2)洛倫茲力的計(jì)算只限于速度與磁場(chǎng)方向垂直的情形 知識(shí)一 磁場(chǎng)、磁感線、磁感應(yīng)強(qiáng)度 1.磁場(chǎng) (1)基本特性:磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有磁場(chǎng)力的作用. (2)方向:小磁針的N極所受磁場(chǎng)力的方向. 2.磁感線 在磁場(chǎng)中畫出一些曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)
3、的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致. 3.磁體的磁場(chǎng)和地磁場(chǎng) 條形磁鐵 蹄形磁鐵 地磁場(chǎng) 圖8-1-1 4.磁感應(yīng)強(qiáng)度 (1)物理意義:描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向. (2)定義式:B=(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)). (3)方向:小磁針靜止時(shí)N極的指向. (4)單位:特斯拉(T) 5.勻強(qiáng)磁場(chǎng) (1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等、方向處處相同的磁場(chǎng)稱為勻強(qiáng)磁場(chǎng). (2)特點(diǎn) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感線是疏密程度相同的、方向相同的平行直線. 磁感線并不是真實(shí)存在的,沒有磁感線的地方并不表示沒有磁場(chǎng). 知識(shí)二 電流的磁場(chǎng) 1.奧斯特實(shí)驗(yàn):奧斯特實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電
4、流的磁效應(yīng),即電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng),首次揭示了電與磁的聯(lián)系. 2.電流的磁場(chǎng) 通電直導(dǎo)線 通電螺線管 環(huán)形電流 特點(diǎn) 無磁極、非勻強(qiáng),且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱 與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似,管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且磁場(chǎng)最強(qiáng),管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng) 環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極,且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn),磁場(chǎng)越弱 安培定則 立體圖 橫截面圖 從上往下看 從左往右看 從右往左看 縱截面圖 如圖所示,一束帶電粒子沿水平方向的虛線飛過小磁針上方,并與小磁針方向平行,能使小磁針N極轉(zhuǎn)向讀者,那么這束帶電粒子可能是如何運(yùn)動(dòng)的? [提示]
5、帶電粒子沿水平方向的虛線飛過小磁針上方,并與小磁針方向平行,能使小磁針N極轉(zhuǎn)向讀者.可知電流的磁場(chǎng)在小磁針?biāo)谔幨谴怪庇诩埫嬷赶蜃x者的.依據(jù)安培定則可得,電流的方向水平向左.因此,如果這束帶電粒子是正離子,則向左飛行;如果是負(fù)離子,則向右飛行. 知識(shí)三 磁通量 1.概念 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,與磁場(chǎng)方向垂直的面積S和B的乘積. 2.公式:Φ=BS.(勻強(qiáng)磁場(chǎng)且B⊥S) 3.單位:1 Wb=1_Tm2. (1)磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù)之分. (2)磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān). 知識(shí)四 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用——安培力 1.安培力的大小 (1)當(dāng)磁場(chǎng)B與
6、電流垂直時(shí):F=BIL. (2)當(dāng)磁場(chǎng)B與電流平行時(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. (1)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.() (2)安培力一定不做功.() 1.下列關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述中正確的是( ) A.磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場(chǎng)的方向 B.磁感線是磁場(chǎng)中客觀存在的線
7、 C.磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā),到S極終止 D.實(shí)驗(yàn)中觀察到的鐵屑的分布就是磁感線 【解析】 磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向,但它不是客觀存在的線,可用細(xì)鐵屑模擬.在磁鐵外部磁感線由N極到S極,但內(nèi)部是由S極到N極.故只有A正確. 【答案】 A 2.19世紀(jì)20年代,以塞貝克(數(shù)學(xué)家)為代表的科學(xué)家已認(rèn)識(shí)到:溫度差會(huì)引起電流,安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差,從而提出如下假設(shè):地球磁場(chǎng)是由繞地球的環(huán)形電流引起的.則該假設(shè)中的電流方向是(注:磁子午線是地球磁場(chǎng)N極與S極在地球表面的連線)( ) A.由西向東垂直磁子午線 B.由東向西垂直磁子午線
8、 C.由南向北沿磁子午線 D.由赤道向兩極沿磁子午線 【解析】 如圖所示,考慮地球的自轉(zhuǎn)方向,利用安培定則可以判定磁場(chǎng)是由東向西的環(huán)形電流產(chǎn)生的,故B正確. 【答案】 B 3.(2011新課標(biāo)全國卷)為了解釋地球的磁性,19世紀(jì)安培假設(shè):地球的磁場(chǎng)是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的.在下列四個(gè)圖中,正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是( ) 【解析】 地磁場(chǎng)是從地球的南極附近出來,進(jìn)入地球的北極附近,除兩極外地表上空的磁場(chǎng)都具有向北的磁場(chǎng)分量,由安培定則,環(huán)形電流外部磁場(chǎng)方向向北可知,B正確. 【答案】 B 圖8-1-2 4.(多選)(2012海南高考)圖8
9、-1-2中裝置可演示磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用.電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌,L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿.當(dāng) 電磁鐵線圈兩端a、b,導(dǎo)軌兩端e、f,分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí),L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng).下列說法正確的是( ) A.若a接正極,b接負(fù)極,e接正極,f接負(fù)極,則L向右滑動(dòng) B.若a接正極,b接負(fù)極,e接負(fù)極,f接正極,則L向右滑動(dòng) C.若a接負(fù)極,b接正極,e接正極,f接負(fù)極,則L向左滑動(dòng) D.若a接負(fù)極,b接正極,e接負(fù)極,f接正極,則L向左滑動(dòng) 【解析】 若a接正極,b接負(fù)極,電磁鐵磁極間磁場(chǎng)方向向上,e接正極,f接負(fù)極,由左手定則判定金屬桿
10、受安培力向左,則L向左滑動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤,同理判定B、D選項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤. 【答案】 BD 考點(diǎn)一 [64] 對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解 一、磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量,由磁場(chǎng)本身決定,是用比值法定義的. 二、磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較 對(duì)應(yīng)名稱 比較項(xiàng)目 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 電場(chǎng)強(qiáng)度E 物理意義 描述磁場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量 描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量 定義式 B=,通電導(dǎo)線與B垂直 E= 大小決定 由磁場(chǎng)決定,與檢驗(yàn)電流無關(guān) 由電場(chǎng)決定,與檢驗(yàn)電荷無關(guān) 方向 矢量 磁感線切線方向,小磁針N極受力方向 矢量 電場(chǎng)線切線方向,放入該點(diǎn)的
11、正電荷受力方向 場(chǎng)的疊加 合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和 合場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和 某同學(xué)為檢驗(yàn)?zāi)晨臻g有無電場(chǎng)或者磁場(chǎng)存在,想到的以下方法中不可行的是( ) A.在該空間內(nèi)引入檢驗(yàn)電荷,如果電荷受到電場(chǎng)力說明此空間存在電場(chǎng) B.在該空間內(nèi)引入檢驗(yàn)電荷,如果電荷沒有受到電場(chǎng)力說明此空間不存在電場(chǎng) C.在該空間內(nèi)引入通電導(dǎo)線,如果通電導(dǎo)線受到磁場(chǎng)力說明此空間存在磁場(chǎng) D.在該空間內(nèi)引入通電導(dǎo)線,如果通電導(dǎo)線沒有受到磁場(chǎng)力說明此空間不存在磁場(chǎng) 【解析】 如果把電荷引入電場(chǎng)中,一定會(huì)受到電場(chǎng)力作用,如果電荷沒有受到電場(chǎng)力作用,一定是沒有電場(chǎng),A、B對(duì).把通
12、電導(dǎo)線引入磁場(chǎng)中時(shí),只要電流方向不與磁場(chǎng)方向平行,就會(huì)受到磁場(chǎng)力作用,但是不受磁場(chǎng)力的原因有兩個(gè),一是沒有磁場(chǎng),二是雖有磁場(chǎng),但是電流方向與磁場(chǎng)方向平行,C對(duì),D錯(cuò). 【答案】 D (1)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與電荷的受力方向相同或相反,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與電流元受安培力方向垂直,滿足左手定則. (2)電荷在電場(chǎng)中一定會(huì)受到電場(chǎng)力的作用,如果電流方向與磁場(chǎng)方向平行,則電流在磁場(chǎng)中不受安培力的作用.考點(diǎn)二 [65] 安培定則的應(yīng)用與磁場(chǎng)的疊加 一、安培定則的應(yīng)用 在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”. 原因(電流方向) 結(jié)果(磁
13、場(chǎng)方向) 直線電流的磁場(chǎng) 大拇指 四指 環(huán)形電流及通電 螺線管的磁場(chǎng) 四指 大拇指 二、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. 圖8-1-3 (2012大綱全國高考)如圖8-1-3,兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點(diǎn),且與紙面垂直,導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流.a(chǎn)、O、b在M、N的連線上,O為MN的中點(diǎn),c、d位于MN 的中垂線上,且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等.關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng),下列說法正確的是( ) A.O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反 C.c、d兩點(diǎn)
14、處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同 D.a(chǎn)、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同 【審題指導(dǎo)】 (1)導(dǎo)線M、N中電流方向相反. (2)O點(diǎn)為M、N的中點(diǎn),a、b兩點(diǎn)和c、d兩點(diǎn)具有對(duì)稱性. 【解析】 根據(jù)安培定則判斷磁場(chǎng)方向,再結(jié)合矢量的合成知識(shí)求解.根據(jù)安培定則判斷:兩直線電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均垂直于MN向下,O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)對(duì)稱性,c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同,故C選項(xiàng)正確;a、c兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 【答案】 C 考點(diǎn)三 [66] 安培力作用下導(dǎo)體的平衡問題 一、
15、安培力常用公式F=BIL,要求兩兩垂直,應(yīng)用時(shí)要滿足: 1.B與L垂直. 圖8-1-4 2.L是有效長度,即垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的長度.如彎曲導(dǎo)線的有效長度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長度(如圖8-1-4所示),相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端.因?yàn)槿我庑螤畹拈]合線圈,其有效長度為零,所以閉合線圈通電后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,受到的安培力的矢量和為零. 二、解決安培力作用下導(dǎo)體平衡問題的一般思路 ——————[1個(gè)示范例]—————— 圖8-1-5 (2013貴陽八中模擬)如圖8-1-5所示,用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線MN,電流I的方向?yàn)閺腗到N,繩子的拉力均
16、為F.為使F=0,可能達(dá)到要求的方法是( ) A.加水平向右的磁場(chǎng) B.加水平向左的磁場(chǎng) C.加垂直紙面向里的磁場(chǎng) D.加垂直紙面向外的磁場(chǎng) 【解析】 要使繩子的拉力均為0,根據(jù)平衡條件知導(dǎo)線所受安培力應(yīng)豎直向上,由左手定則知,應(yīng)加垂直紙面向里的磁場(chǎng). 【答案】 C ——————[1個(gè)預(yù)測(cè)例]—————— 如圖8-1-6所示,金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛,處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, 圖8-1-6 棒中通以由M向N的電流,平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為θ.如果僅改變下列某一個(gè)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
17、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(qiáng)度變大,θ角變小 【審題指導(dǎo)】 (1)將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖,受力分析時(shí)弄清各力的方向關(guān)系. (2)畫受力圖時(shí)弄清細(xì)線長度和力的大?。? 【解析】 選金屬棒MN為研究對(duì)象,其受力情況如圖所示.根據(jù)平衡條件及三角形知識(shí)可得tan θ=,所以當(dāng)棒中的電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B變大時(shí),θ角變大,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;當(dāng)金屬棒質(zhì)量m變大時(shí),θ角變小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;θ角的大小與懸線長無關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò)誤. 【答案】 A 解決安培力相關(guān)問題的“關(guān)鍵” (1)要正確畫出通電導(dǎo)體受力的平面圖,電流方向和磁場(chǎng)方向表示要正
18、確. (2)受力分析時(shí)安培力的方向必須用左手定則正確判定,注意安培力的方向既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直,又和電流方向垂直. 通電導(dǎo)體在安培力作用下運(yùn)動(dòng)的判斷方法 一、思路概述 判斷通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),首先要弄清導(dǎo)體所在位置的磁場(chǎng)分布情況,然后利用左手定則判定導(dǎo)體的受力情況,進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向. 二、判斷方法 1.電流元法 分割為電流元左手定則,安培力方向―→整段導(dǎo)體所受合力方向―→運(yùn)動(dòng)方向 2.特殊位置法 在特殊位置―→安培力方向―→運(yùn)動(dòng)方向 3.等效法 (1)環(huán)形電流小磁針 (2)條形磁鐵通電螺線管多個(gè)環(huán)形電
19、流 4.結(jié)論法 同向電流互相吸引,異向電流互相排斥;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) 5.轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法 定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(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 ——————[1個(gè)示范例]—————— 圖8-1-7 如圖8-1-7所示,把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近,磁鐵的軸線穿過線圈的圓心,且垂直于線圈平面,當(dāng)線圈中通入如圖8-1-7所示方向的電流后,線圈的運(yùn)動(dòng)情況是( ) A.線圈向左運(yùn)動(dòng) B.
20、線圈向右運(yùn)動(dòng) C.從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 【解析】 甲 方法一:電流元法.首先將圓形線圈分成很多小段,每一段可看做一直線電流,取其中上、下兩小段分析,其截面圖和受安培力情況如圖甲所示.根據(jù)對(duì)稱性可知,線圈所受安培力的合力水平向左,故線圈向左運(yùn)動(dòng).只有選項(xiàng)A正確. 乙 方法二:等效法.將環(huán)形電流等效成一條形磁鐵,如圖乙所示,據(jù)異名磁極相吸引知,線圈將向左運(yùn)動(dòng),選A.也可將左側(cè)條形磁鐵等效成一環(huán)形電流,根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引,異向電流相排斥”.也可判斷出線圈向左運(yùn)動(dòng).選A. 【答案】 A ——————[1個(gè)方法練]—————— 如圖8-1-
21、8所示,條形磁鐵放在光滑斜面上,用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡,
A為水平放置的直導(dǎo)線的截面,導(dǎo)線中無電流時(shí)磁鐵對(duì)斜面的壓力為FN1;當(dāng)導(dǎo)線中有垂直紙面向外的電流時(shí),磁鐵對(duì)斜面的壓力為FN2,則下列關(guān)于磁鐵對(duì)斜面壓力和彈簧的伸長量的說法中正確的是( )
圖8-1-8
A.FN1
22、左手定則可判斷導(dǎo)線A必受斜向右下方的安培力,由牛頓第三定律可知磁鐵所受作用力的方向是斜向左上方,所以磁鐵對(duì)斜面的壓力減小,即FN1>FN2,同時(shí),由于導(dǎo)線A比較靠近N極,安培力的方向與斜面的夾角小于90,所以對(duì)磁鐵的作用力有沿斜面向下的分力,使得彈簧彈力增大,可知彈簧的伸長量增大,所以正確選項(xiàng)為C. 【答案】 C ⊙磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解和磁感線 1.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B,下列說法中正確的是( ) A.根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度定義B=,磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F成正比,與I成反比 B.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是標(biāo)量,沒有方向 C.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量,方向與F的方向相反 D.在確定的磁場(chǎng)中,同一點(diǎn)的磁感應(yīng)
23、強(qiáng)度B是確定的,不同點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能不同,磁感線密的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度B大些,磁感線疏的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度B小些 【解析】 磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場(chǎng)本身的性質(zhì),與放入磁場(chǎng)中的導(dǎo)體中的電流,或受力大小F無關(guān),A錯(cuò)誤;磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量,其方向與F總是垂直的,電流方向與F也總是垂直的,B、C錯(cuò)誤;在確定的磁場(chǎng)中,同一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是確定的,由磁場(chǎng)本身的物理量決定,與其他外來的一切因素?zé)o關(guān),磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,D正確. 【答案】 D ⊙磁場(chǎng)的疊加 圖8-1-9 2.(2013洛陽一中檢測(cè))有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置,如圖8-1-9所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖.在如圖所示的平面內(nèi),O
24、點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn),M、N為兩導(dǎo)線連線的中垂線上兩點(diǎn),與O點(diǎn)的距離相等,aM與MN的夾角為θ.若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的恒定電流I,單根導(dǎo)線中的電流在M處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列說法中正確的是( ) A.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一定相反 B.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2B0cos θ C.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2B0sin θ D.在線段MN上有磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的點(diǎn) 【解析】 作出兩根導(dǎo)線在M、N兩處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度,并根據(jù)平行四邊形定則求出合磁感應(yīng)強(qiáng)度,M、N兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度相同,大小為B=2B0sin θ,
25、選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確;線段MN上各點(diǎn)磁場(chǎng)方向均水平向右且不為零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 【答案】 C ⊙安培定則和左手定則的應(yīng)用 3.如圖8-1-10所示,在絕緣的水平面上等間距固定著三根相互平行的通電直導(dǎo)線a、b和c,各導(dǎo)線中的電流大小相同,其中a、c導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外,b導(dǎo)線電流方向垂直紙面向內(nèi).每根導(dǎo)線都受到另外兩根導(dǎo)線對(duì)它的安培力作用,則關(guān)于每根導(dǎo)線所受安培力的合力,以下說法中正確的是( ) 圖8-1-10 A.導(dǎo)線a所受合力方向水平向右 B.導(dǎo)線c所受合力方向水平向右 C.導(dǎo)線c所受合力方向水平向左 D.導(dǎo)線b所受合力方向水平向左 【解析】 首先用安培定
26、則判定導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向,要注意合磁場(chǎng)的方向,然后用左手定則判定導(dǎo)線的受力方向.可以確定B是正確的. 【答案】 B ⊙安培力大小的計(jì)算 圖8-1-11 4.如圖8-1-11所示,一個(gè)邊長為L、三邊電阻相同的正三角形金屬框放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,若通以如圖所示方向的電流(從A點(diǎn)流入,從C點(diǎn)流出),電流大小為I,則關(guān)于金屬框所受安培力的情況,下列說法正確的是( ) A.金屬框所受安培力大小為0 B.金屬框所受安培力大小為BIL,方向垂直AC沿紙面向上 C.金屬框所受安培力大小為BIL,方向垂直AC沿紙面向下 D.金屬框所受安培力大小為2BIL,方向垂直AC沿紙面向
27、上 【解析】 根據(jù)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受安培力的特點(diǎn),可以把正三角形金屬框的AB與BC兩根導(dǎo)線所受的安培力等效為導(dǎo)線AC所受的安培力,則整個(gè)三角形金屬框可以看做兩根AC導(dǎo)線并聯(lián),且兩根導(dǎo)線中的總電流等于I,由公式得到F=BIL,另外根據(jù)左手定則,可知整個(gè)三角形金屬框所受的安培力的方向垂直AC沿紙面向上,所以選項(xiàng)B正確. 【答案】 B ⊙導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中的平衡問題 5. 圖8-1-12 (2014鄭州一中模擬)如圖8-1-12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受安培力的方向平行導(dǎo)軌向上 D.金屬桿ab受安培力的方向平行導(dǎo)軌向下 【解析】 金屬桿受力分析如圖所示,當(dāng)磁場(chǎng)方向豎直向上時(shí),由左手定則可知安培力水平向右,金屬桿ab受力可以平衡,A正確;若磁場(chǎng)方向豎直向下,由左手定則可知安培力水平向左,則金屬桿ab受力無法平衡,B、C、D錯(cuò)誤. 【答案】 A 希望對(duì)大家有所幫助,多謝您的瀏覽!
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