高二物理磁場例題

專題一磁現(xiàn)象的電本質運動電荷運動電荷磁場產生作用于產生作用于磁現(xiàn)象的電本質：所有的磁現(xiàn)象都可歸結為運動電荷之間通過磁場而發(fā)生的相互作用．1．關于磁現(xiàn)象的電本質，下列說法中正確的是：A.磁與電緊密聯(lián)系，有磁必有電，有電必有磁B.不管是磁體的磁場還是電流的磁場，都起源于電荷的運動C.永久磁鐵的磁性不是由運動電荷產生的D.根據安培分子電流假說可知，磁體內分子電流總是存在的，因此任何磁體都不會失去磁性解析：A.“磁生電”和“電生磁”都是有條件的．運動電荷產生磁場；變化的磁場產生電場．BC.磁體的磁場和電流的磁場都是由運動電荷產生的；D.磁體內部只有當分子電流取向大體一致時，才顯示出磁性，當分子電流取向雜亂無章時，就沒有磁性B專題二磁場方向的描述規(guī)定：小磁針N極的受力方向體現(xiàn)：小磁針靜止時N極的指向準確描述：磁感應強度B的方向形象描述：磁感線在該點的切向方向正試探電荷的受力方向電場方向的描述電場強度E的方向電場線在該點的切線方向熟悉六種常見磁場的磁感線的空間分布．學會把空間立體圖變成平面圖．磁感線是為了形象描述磁場而人為引入的假想曲線．磁感線的切向表示磁場方向，磁感線的疏密表示磁場的強弱．磁感線是閉合曲線，而電場線是非閉合曲線．1．磁場中某點的磁場方向A.放在該點的通電直導線所受的磁場力的方向B.放在該點的小磁針N極的受力方向C.放在該點的小磁針靜止時N極所指的方向D.通過該點磁場線的切線方向BCD磁場的方向；小磁針N極的受力方向；小磁針靜止時N極的指向；磁感線在該點的切向方向；磁感應強度B的方向．五個方向是一致的2．試確定如圖中電源的正極和負極。電源NSNS討論:若小磁針在通電螺線管的內部,如圖所示.結果又如何?+結果相同“同斥異吸”磁極的相互作用規(guī)律僅適用于磁極外部.判斷小磁針靜止時N極的指向問題應按跟所在處的磁場方向相同普適規(guī)律進行.SN專題三安培定則的應用安培定則適用于電流產生磁場這一物理現(xiàn)象中根據電流(磁場）方向，判斷磁場（電流）方向．電流方向規(guī)定為正電荷定向運動的方向，跟負電荷定向運動的方向相反．磁場的方向，小磁針N極的受力方向，小磁針靜止時N極的指向，磁感線在該點的切向方向，磁感應強度B的方向是一致的．使用安培定則時要注意對直線電流和環(huán)形電流右手拇指和四指各指什么方向．要掌握幾種通電導線周圍的磁場分布情況，同時又要搞清楚所給圖示是平面圖還是立體圖．BC1．如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方，并與磁針指向平行，能使小磁針的N極轉向讀者，那么這束帶電粒子可能是A.向右飛行的正離子束 B.向左飛行的正離子束C.向右飛行的負離子束 D.向左飛行的負離子束NS注意帶電粒子束直線飛行與直線電流的等效性，電流方向跟負電荷定向運動的方向相反．電流方向磁場方向安培定則一直一曲2．電子束沿x軸正向運動，則電子束產生的磁場在y軸上的A點的方向是：A.z軸正方向B.z軸負方向C.y軸正方向D.y軸負方向Axyzo●B注意帶電粒子束直線飛行與直線電流的等效性，電流方向跟負電荷定向運動的方向相反．電流方向磁場方向安培定則一直一曲4．在如圖中，當電流逆時針方向通過線圈時，小磁針的S極將NSA.向紙內偏轉B.向紙外偏轉C.在圖示位置不動D.轉過1800A判定直線電流和通電螺線管（環(huán)形電流）周圍的小磁針如何轉動問題，基本思路是判斷小磁針所在處的磁場方向小磁針將轉動到N極的指向與所在點的磁場方向相同為止．在說明小磁針的轉動方向時，必須說明是從什么方向觀察的，而且觀察的方向應垂直于小磁針的旋轉平面．5．如圖所示，一個電子沿逆時針方向做勻速圓周運動，則此電子的運動：A.不產生磁場B.產生磁場，圓心處的磁場方向垂直紙面向里C.產生磁場，圓心處的磁場方向垂直紙面向外

D.只在圓周內側產生磁場B電流方向跟負電荷定向運動的方向相反．模型化歸：環(huán)形電流專題四磁感應強度及其疊加1.定義磁感應強度的條件是通電導線是與磁場方向垂直的．因此在使用定義式B=F/IL時，必須要受這個前提條件（I⊥B）的限制．2.磁感應強度是描述磁場本身性質（強弱和方向）的物理量，磁場中某點的磁感應強度只與形成磁場的運動電荷（磁體及電流）以及該點在磁場中位置有關，與在這個地方有無通電導線以及放置方向無關．因此，從B=F/IL去說明什么B與F成正比，B與IL成反比都是不正確的．但另一方面安培力F不僅與B有關，還跟IL以及電流方向與磁場方向的夾角有關．3.磁感應強度是矢量，磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向，即通過該點的磁感線的切線方向．空間某點的合磁感應強度應為各個磁場單獨存在時在該點磁感應強度的矢量和．B=B1+B2+B3……（矢量和）1．下列說法正確的是A．磁場中某處磁感強度的大小，等于長為L，通以電流I的一小段導線放在該處時所受磁場力F與乘積IL的比值B．一小段通電導線放在某處如不受磁場力作用，則該處的磁感應強度為零C．因為B＝F／IL，所以磁場中某處磁感應強度的大小與放在該處的導線所受磁場力F的大小成正比，與IL的大小成反比D．磁場中某處磁感應強度的大小與放在磁場中的通電導線長度、電流大小及所受磁場力的大小均無關D定義式B=F/IL成立的前提條件是I⊥B可能I//B如何檢驗磁場的存在？任意磁場磁感應強度的度量式通電長直導線的磁場磁感應強度的決定式2．下列說法正確的是：

A.電荷在某處不受電場力作用，則該處電場強度為零B.一小段通電導線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應強度一定為零；C.檢驗電場中某點的強度，是把一個試探電荷放到該點時受到的電場力與試探電荷本身電量的比值；D.檢驗磁場中某點強弱，是把一小段通電導線放在該點時受到的磁場力與該小段導線的長度和電流的乘積的比值。AC電荷在電場中就會受到電場力，并且在電場中某一點F∝q,F/q=恒量，不同點一般說恒量的值不同。定義電場強度E=F/q；通電導線在磁場中某一點受到的磁場力與磁場方向、電流方向有關，當I//B時不受磁場力的作用．只考慮I⊥B時，F(xiàn)∝IL，F(xiàn)/IL＝恒量，不同點一般說恒量的值不同，定義成磁感應強度B=F/IL．·OAB3．如圖所示，電流從A流入，從B流出均勻的圓銅環(huán)，兩條支路的電流大小相等，則圓心處的磁感應強度為A.垂直于圓環(huán)向里B.垂直于圓環(huán)向外C.在圓環(huán)內且指向BD.零D解析：由安培定則可知，兩條支路電流在圓心處產生的磁場方向相反，由對稱性可知，大小也相等，故疊加后合磁場的磁感應強度為零．如果問O點上方C點和O點下方D點的磁感應強度的方向如何？AB4．如圖所示，三根通電直導線垂直紙面放置，位于b、c、d處，通電電流大小相同，方向如圖所示.a位于bd中點,則a點的磁感應強度方向是A.垂直紙面指向紙里B.垂直紙面指向紙外C.沿紙面由a指向bD.沿紙面由a指向cC解析：根據安培定則,b、d兩根導線在a點形成的磁場，磁感應強度大小相等，方向相反，合磁感應強度應為零，故a點磁場就由通電導線c來決定，根據安培定則c在a點處的磁場，磁感應強度方向應為沿紙面由a指向b，正確選項為C.·abcd·I1I2FI1I2同向電流相吸異向電流相斥FF’F’兩平行通電導線間的作用問題涉及到電流產生磁場和磁場對電流的磁場力兩個物理現(xiàn)象，用安培定則和左手定則來判斷通電導線所受磁場力的方向．專題三兩平行通電導線間的相互作用兩根通電導線間的磁場力遵循牛頓第三定律．例2．如圖所示，兩根平行放置的長直導線a和b載有大小相等，方向相反的電流．a受的磁場力的大小為F1,當加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場后，a受到的磁場力的大小變?yōu)镕2,則此時b受到的磁場力的大小變?yōu)锳.F2B.F1-F2C.F1+F2D.2F1-F2AababF1F2題中的F2可看成是a所受兩個安培力的合力大小，而b所受的兩個安培力跟b所受的兩個安培力大小相等，方向相反，所以b所受合力與a所受合力大小相等，方向相反．例3．兩個相同的圓形線圈能在一個光滑的圓柱上自由移動，設大小不同的電流按圖示的方向通人線圈，則兩線圈的運動情況是：A.都繞圓柱轉動B.彼此相向運動，具有大小相等的加速度C.彼此相向運動，電流大的加速度大D.彼此相背運動，電流大的速度大B模型化歸：兩平行通電導線間的相互作用，同吸異斥環(huán)形電流等效成條形磁鐵專題五安培力作用下物體的運動方向的判斷（1）電流元法：即把整段電流等效為多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷整段電流所受合力方向，最后確定運動方向．（2）特殊位置法：把電流或磁鐵轉到一個便于分析的特殊位置后再判斷安培力方向，從而確定運動方向．（3）等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管，通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來分析．（5）轉換研究對象法：因為電流之間,電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律,定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動的問題,可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力,再由牛頓第三定律,確定磁體所受電流作用力,從而確定磁體所受合力及運動方向．（4）利用結論法：①兩電流相互平行時無轉動趨勢，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥；②兩電流不平行時，有轉動到相互平行且電流方向相同的趨勢．1.兩條導線AB和CD互相垂直，如圖所示,其中的AB固定，CD可自由活動，兩者相隔一小段距離，當兩條導線分別通以圖示方向的電流時，垂直紙面向里看導線CD將A．順時針方向轉動，同時靠近ABB．逆時針方向轉動，同時靠近ABC．順時外方向轉動，同時遠離ABD．逆時針方向轉動，同時遠離ABABIICDB解析：根據安培定則和左手定則可判斷CD導線的左半部分受到豎直向下的安培力作用，右半部分受到豎直向上的安培力作用，故CD導線將沿逆時針轉動；假設導線自圖示位置轉過90°時，導線CD和導線AB平行，電流方向相同，相互吸引，導線CD將靠近導線AB.實際上，導線CD在整個過程中，同時靠近導線AB.所以本題答案應選C。2.如圖所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導線可以自由移動，當導線通過圖示方向電流時，導線的運動情況是（從上往下看）A.順時針方向轉動，同時下降B.順時針方向轉動，同時上升C.逆時針方向轉動，同時下降D.逆時針方向轉動，同時上升BASN解析：根據蹄形磁鐵磁感線分布和左手定則可判斷A端受垂直紙面向里的安培力，B端受垂直紙面向外的安培力，故導線逆時針轉動；假設導線自圖示位置轉過90°時，由左手定則可知，導線AB受豎直向下安培力作用，導線下降，實際上，導線AB在整個過程中，同時下降．故導線在逆時針轉動的同時向下運動，所以本題答案應選C。C3.如圖所示，一個帶負電的橡膠圓盤處在豎直面內，可以繞過其圓心的水平軸高速旋轉，當它不動時，放在它左側軸線上的小磁針處于靜止狀態(tài)，當橡膠盤從左向右看逆時針高速旋轉時，小磁針N極的指向A.不偏轉B.向左偏C.向右偏D.向紙內偏轉C等效思想：環(huán)形電流條形磁鐵．4.如圖所示，把輕質導線圈用細線懸掛在磁鐵S極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈的平面，當線圈內通過圖示方向的電流時，線圈將怎樣運動？NS線圈向右擺起NSSN環(huán)形電流條形磁鐵等效5.一個可自由轉動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個圓線圈的圓心重合，當兩線圈通以如圖所示的方向時，則從左向右看，線圈L1將：A.不動B.順時針轉動C.逆時針轉動D.向紙內轉動L2L1C利用結論法：①兩電流相互平行時無轉動趨勢，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥；②兩電流不平行時，有轉動到相互平行且電流方向相同的趨勢．等效法：把環(huán)形電流L1看成小磁針6．一個松弛的螺線管中通以電流，線圈將：A.縱向伸長，徑向膨脹B.縱向壓縮，徑向膨脹C.縱向伸長，徑向收縮D.縱向壓縮，徑向收縮B環(huán)形電流條形磁鐵等效7.如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長直導線，導線與磁鐵垂直，給導線通以垂直紙面向外的電流，則

A.磁鐵對桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用；

B.磁鐵對桌面壓力減小，受到桌面的摩擦力作用

C.磁鐵對桌面壓力增大，不受桌面的摩擦力作用

D.磁鐵對桌面壓力增大，受到桌面的摩擦力作用ASN·專題六安培力作用下物體的平衡⑴有安培力參與的物體的平衡，此平衡與前面所講的物體的平衡一樣，也是利用物體的平衡條件解題．期中安培力是眾多受力中的一個．⑵與閉合電路歐姆定律相結合的題目；主要應用①閉合電路歐姆定律；②安培力公式；③物體的平衡條件．⑶在安培力作用下物體的平衡的解決步驟和前面我們學習的共點力的平衡相似，一般也是先進行受力分析，再根據共點力的平衡條件列出平衡方程，其中重要的是在受力分析過程中不要漏掉了安培力．⑷分析通電導線的受力問題，關鍵是搞清楚各物理量空間方位上的關系．通常是把三維圖改畫成側視圖，使問題簡明，尤其是出現(xiàn)斜面時．2.一根通有電流的直銅棒用軟導線掛在如圖所示的勻強磁場中，此時懸線中的張力大小小于銅棒的重力，欲使懸線中張力變?yōu)?，可采用的方法是I

A.保持原磁場不變，適當增大電流且方向不變

B.使電流反向，并適當減弱磁場

C.電流大小、方向不變，適當增強磁場

D.使磁場反向，適當增大電流并反向ACD8．如圖所示，光滑平行導軌寬為L，軌道與水平面成θ角，放在豎直向上的勻強磁場中，磁感強度為B。質量為m的金屬棒ab垂直于導軌放在軌道上，若保持金屬棒ab靜止不動，棒中應通有多大的電流？θBab10．如圖所示，兩平行光滑導軌相距為20cm，與水平方向夾角為45o，金屬棒MN的質量為10g，電阻R=8Ω，勻強磁場的磁感應強度B的方向豎直向下大小為0.8T，電源電動勢為10V，內阻為1Ω。當開關S閉合時，MN處于平衡狀態(tài)，求變阻器R1的取值為多少？答案：7ΩθRrEBθR1SMN·

11．在磁感強度B=2T，方向豎直向上的勻強磁場中，有一與水平面θ=37o的導電軌道，滑軌上放一可自由移動的金屬桿ab，已知接在滑軌中的電源電動勢E=10v，內阻r=1Ω，ab桿長L=0.5m，質量m=0.2kg，桿與平行滑軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，求接在滑軌中的變阻器R的阻值在什么范圍內變化時，可使ab桿在滑軌上保持靜止（滑軌與ab桿的電阻不計，g取10m/s2）？答案：4.44Ω≤R≤7.25ΩθBabR·專題三安培力與力學、電學知識的綜合運用例1.如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直于紙面放置一根長為L，質量為m的直導線，當通以電流I時，欲使導體靜止在斜面上，外加勻強磁場的磁感應強度B的大小和方向應是

A.B=mgsinα/IL,方向