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文檔簡介
2025高考物理二級結(jié)論題型詳解:磁場含答案
專題磁場
一、安培定則、左手定則、右手定則的應(yīng)用(左力右電)。
二、幾種常見的磁感線分布:
直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場
與條娶磁鐵的磁場相似,管內(nèi)環(huán)形電流的兩側(cè)是N極
無磁極、非勻強,且距
特點為勻強磁場且磁場最強,管外和S極,且離圓環(huán)中心越
導(dǎo)線越遠處磁場越弱
為非勻強磁場遠,磁場越弱
I
立體圖
從
從
左
上
往
往
右
橫截面圖下
看
看
1.特高壓直流輸電是國家重點工程,部分輸電線路簡化圖如圖所示。高壓輸電線上使用“abed正方形間隔
棒''支撐導(dǎo)線L]、乙2、£3、〃,其目的是固定各導(dǎo)線間距,防止導(dǎo)線互相碰撞,圖中導(dǎo)線瓦、乙2、%、〃水平
且恰好處在正四棱柱的四條棱上,并與“abed正方形間隔棒”所在平面垂直,abed的幾何中心為O點,
。點到四根導(dǎo)線的距離相等并遠小于導(dǎo)線的長度,忽略地磁場影響,當(dāng)四根導(dǎo)線通有等大、同向的電流
時,下列說法正確的是()
0.
A.。點的磁感應(yīng)強度沿ac連線方向B.。點的磁感應(yīng)強度沿M連線方向
C心所受安培力沿正方形的對角線ac方向D.Li所受安培力沿正方形的對角線bd方向
2.兩根通電細長直導(dǎo)線緊靠著同樣長的塑料圓柱體,圖甲是圓柱體和導(dǎo)線1的截面,導(dǎo)線2固定不動(圖中
未畫出)。導(dǎo)線1繞圓柱體在平面內(nèi)第一與第二象限從0=0緩慢移動到兀,測量圓柱體中心O處磁感應(yīng)
強度,獲得沿立方向的磁感應(yīng)強度以隨。的圖像(如圖乙)和沿9方向的磁感應(yīng)強度以隨夕的圖像(如
圖丙)。下列說法正確的是()
______>
A.導(dǎo)線1電流方向垂直紙面向里
B.導(dǎo)線2在第三象限角平分線位置
C.隨著。的增大,中心。處的磁感應(yīng)強度先變大后變小
D.當(dāng)。=0.25兀時,中心O處的磁感應(yīng)強度方向沿第四象限角平分線向外
3.如圖甲所示,為特高壓輸電線路上使用六分裂阻尼間隔棒的情景。其簡化如圖乙,間隔棒將6條輸電導(dǎo)
線分別固定在一個正六邊形的頂點a、b、c、d、e、/上,O為正六邊形的中心,A點、J3點分別為Oa、Od
的中點。已知通電導(dǎo)線在周圍形成磁場的磁感應(yīng)強度與電流大小成正比,與到導(dǎo)線的距離成反比。6條
輸電導(dǎo)線中通有垂直紙面向外,大小相等的電流,其中a導(dǎo)線中的電流對b導(dǎo)線中電流的安培力大小為
尸,則(
圖甲
A.。點的磁感應(yīng)強度大小為零B.A點和B點的磁感應(yīng)強度相同
C.a導(dǎo)線所受安培力為尸D.a導(dǎo)線所受安培力方向沿Oa指向a
4.如圖所示,四根通有恒定電流的長直導(dǎo)線垂直力Og平面放置,四根長直導(dǎo)線與夕平面的交點組成邊
長為2a的正方形且關(guān)于c軸和夕軸對稱,各導(dǎo)線中電流方向已標(biāo)出,其中導(dǎo)線1、3中電流大小為I,導(dǎo)
線2、4中電流大小為21。已知通電長直導(dǎo)線周圍的磁感應(yīng)強度大小與電流成正比、與該點到通電長直
導(dǎo)線的距離成反比,即8=紅、下列說法正確的是()
r
_________B
1V2
頷……-Q
ox
a
a--0
?"a3
A.長直導(dǎo)線1、4之間的相互作用力為吸引力
B.一垂直于紙面并從O點射入的粒子,將做圓周運動
C.導(dǎo)線4受到的導(dǎo)線1、2、3的作用力的合力方向指向。點
D.僅將導(dǎo)線2中的電流反向,則導(dǎo)線2和4連線上各點磁感應(yīng)強度方向均相同
5.如圖所示,在豎直絕緣圓筒水平直徑兩端分別固定一直導(dǎo)線44和旦昆,兩導(dǎo)線中通有相同的恒定電
流了;圓筒水平直徑與CD垂直,其中4、C、。分別為該兩直徑的端點,且4、B分別為和
瓦層的中點。下列說法正確的是()
A.C、。兩點處的磁感應(yīng)強度相同
B.沿圓筒水平直徑由4至B磁感應(yīng)強度逐漸減小
C.沿圓筒水平直徑AB,由4至B磁感應(yīng)強度先增大后減小
D.若將導(dǎo)線44保持豎直沿桶壁繞QO2緩慢轉(zhuǎn)過90°,則。點的磁感應(yīng)強度逐漸增大
三、磁感應(yīng)強度的定義式舊=黑,安培力大小F=BIL(B.I,L相互垂直,且L為有效長度)
UJ
四、同向電流相互吸引,反向電流相互排斥。
6.安裝適當(dāng)?shù)能浖?,利用智能手機中的磁傳感器可以測量磁感應(yīng)強度在手機上建立三維直角坐標(biāo)
系,手機顯示屏所在平面為xOy平面,/軸、沙軸如圖所示,z軸垂直手機屏正面向外。經(jīng)探測發(fā)現(xiàn)當(dāng)磁
場在2、夕、z方向的分量與所建坐標(biāo)系對應(yīng)正方向相同時顯示的示數(shù)為正值,反向時為負值。某同學(xué)在
某地對地磁場進行了六次測量,前四次測量時手機屏面保持水平且正面朝上。根據(jù)表中測量結(jié)果可推
知()
測量序號BX/JLITByluTBzluT
1-25.130-36.50
2-24.560-36.00
3024.22-36.40
40-24.14-36.50
5-43.94-7.310
6-26.6834.560
A.測量地點位于南半球B.當(dāng)?shù)氐卮艌龅拇鸥袘?yīng)強度大小約為60〃T
C.第3、4次測量時力軸均與磁場方向垂直D.第5、6次測量時手機屏均與磁場方向垂直
7.如圖所示,無限長直導(dǎo)線4、8和以點p為圓心的圓形導(dǎo)線C、。固定在華;平面內(nèi)。導(dǎo)線C、。有強度
相同的恒定電流,導(dǎo)線B中有強度為方向為+力的電流。導(dǎo)線。在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度8。。當(dāng)導(dǎo)
線/中的電流改變時,導(dǎo)線A-D的電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小如下表,下列敘述正確的是
()
導(dǎo)線A的電流導(dǎo)線A-D的電流在p點產(chǎn)生
強度方向的磁感應(yīng)強度大小
0無0
10+y?
h-y用
A.表格中的“?”應(yīng)填入24
B.導(dǎo)線B中電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為瓦
C.導(dǎo)線。中電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度比導(dǎo)線B產(chǎn)生的要小
D.導(dǎo)線。中電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向是垂直磔/平面向內(nèi)
8.如圖所示,矩形abed的邊長be是而的2倍。兩細長直導(dǎo)線通有大小相等、方向相反的電流,垂直穿過
矩形平面,與平面交于e、/兩點,其中e、/分別為ad、be的中點,下列說法正確的是()
A.a點與b點的磁感應(yīng)強度相同B.a點與c點的磁感應(yīng)強度相同
C.a點與d點的磁感應(yīng)強度相同D.a點與6、c、d三點的磁感應(yīng)強度均不相同
9.反亥姆霍茲線圈是冷原子實驗室中的科研裝置,結(jié)構(gòu)如圖所示。一對完全相同的圓形線圈,共軸放置。
已知。為裝置中心點,a、b、c、d點到O點距離相等,直線dOb與線圈軸線重合,直線cOa與軸線垂直。
現(xiàn)兩線圈內(nèi)通入大小相等且方向相反的電流,則()
A.兩線圈間為勻強磁場B.O點的磁感應(yīng)強度為零
C.a、c兩點的磁感應(yīng)強度相同D.6、d兩點的磁感應(yīng)強度相同
10.空間存在垂直紙面的勻強磁場(未畫出),磁感應(yīng)強度為場,將一通有順時針方向恒定電流的圓形導(dǎo)體環(huán)
a放置于紙面內(nèi)(如圖甲),此時圓心。處的磁感應(yīng)強度為零。若將磁場中的導(dǎo)體環(huán)a替換為半徑相同的
半圓形導(dǎo)體弧b,通以逆時針方向、同樣大小的恒定電流(如圖乙),則以下說法正確的是()
A.空間勻強磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里
B.乙圖圓心。處的磁感應(yīng)強度為2瓦
C.乙圖半圓形導(dǎo)體弧b在圓心O處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度為白及
D.乙圖圓心O處的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外:
______6
基本公式:導(dǎo)出公式:半徑R=^
qvB=m頁
周期T=—=
五、洛倫效力充當(dāng)向心力,vc/r)
六、粒子做圓周運動的時間兩種求法"=*7(或£=萼).
11.如圖所示,帶正電的小球豎直向下射入垂直紙面向里的勻強磁場,關(guān)于小球運動和受力說法正確的是
()
-.......十-.......
XXXX
B
▼V
XXXX
XXXX
A.小球剛進入磁場時受到的洛倫茲力水平向右
B.小球運動過程中的速度不變
C小球運動過程的加速度保持不變
D.小球受到的洛倫茲力對小球做正功
12.三種不同粒子a、b、c從。點沿同一方向進入垂直紙面向里的勻強磁場中,它們的運動軌跡分別如圖所
示。貝U()
XXXX
A.粒子a可能帶負電B.粒子b可能帶正電C.粒子c一定帶負電D.粒子b一定帶負電
13.如圖所示,在垂直紙面向里的勻強磁場中,有a、b兩個電子從同一處沿垂直磁感線方向開始運動,a的
初速度為v,b的初速度為2”,則()
XXXXX
XXXXX
XXN怯X
XX&XX
XXXXX
A.a做圓周運動的軌道半徑大B.b做圓周運動的周期大
C.a、b同時回到出發(fā)點D.a、b在紙面內(nèi)做逆時針方向的圓周運動
14.如圖所示,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直紙面向里,圖中虛線為磁場的邊界,其中be段是半徑為
R的四分之一圓弧,ab、cd的延長線通過圓弧的圓心,Ob長為R。一束質(zhì)量為m、電荷量為正q的粒
子,在紙面內(nèi)以不同的速率從O點垂直Qb射入磁場,其中河、N是圓弧邊界上的兩點,不計粒子間的相
互作用和重力。則下列分析中正確的是()
d:XXXXXX
xxBXX
XX
XXXXXX
C、、、?、XXXXX
N'、、
MXXXX
b0a
A.從河點射出的粒子速率可能大于從N點射出粒子的速率
B.從圓弧兒射出的所有粒子中,從圓弧兒中點射出的粒子所用時間最短
C.從河點射出的粒子在磁場中運動的時間可能大于從N點射出的粒子在磁場中運動的時間
D.從邊界cd,射出的粒子在磁場中運動的時間一定小于從圓弧be段射出的粒子在磁場中運動的時間
15.云室中存在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場,一個質(zhì)量為小、速度為v的電中性粒子在A點分裂成帶等
量異號電荷的粒子a和b,如圖所示,a、b在磁場中的徑跡是兩條相切的圓弧,半徑之比乙:以=6:1,相
同時間內(nèi)的徑跡長度之比藤〃=3:1,不計重力及粒子間的相互作用力()
A.粒子a電性為正
B.粒子a、b的質(zhì)量之比771°:巾5=6:1
C.粒子a、b在磁場中做圓周運動的周期之比北:71=1:2
D.粒子b的動量大小0產(chǎn)十小。
七、粒子在磁場中打得最遠時,往往是其入射點與出射點的連線是其軌跡回的直徑。
/'Ll
S」?
-----\
八、帶電粒子在不同邊界磁場中的運動:
___________________________________0
類別特點圖示
X▲XXX(x
進出磁n、
直線
場具有
邊界上
對稱性
%V
平行
存在臨界條件
邊界
:,''xX:
/X
沿徑向射
圓形
入必沿徑
邊界
向射出
臚"
O?
環(huán)形
與邊界相切
邊界
、、、-----,------J,
16.如圖,圓形虛線框內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強磁場,Oa、Ob、Oc、Od是以不同速率對準(zhǔn)圓心入射的正
電子或負電子的運動徑跡,a、b、d三個出射點和圓心的連線與豎直方向分別成90°、60°、45°角,下列判
斷正確的是()
A.沿徑跡Oc、Od運動的粒子均為正電子
B.沿徑跡Oc運動的粒子在磁場中運動時間最短
C.沿徑跡Oa、Od運動的粒子在磁場中運動時間之比為2:1
D.沿徑跡Oa、Ob運動的粒子動能之比為3:1
17.如圖所示,半徑為尺的圓形區(qū)域中充滿了垂直紙面向外的勻強磁場,O為圓心,40與水平方向的夾角
為30°o現(xiàn)有帶正電粒子a從4點沿水平方向以大小為v0的速度垂直磁場射入,其離開磁場時,速度方
向剛好改變了180°;另一帶負電粒子b以大小相同的速度從。點沿CO方向垂直磁場射入。已知a、b兩
______3
粒子的比荷之比為2:1,不計粒子的重力和兩粒子間的相互作用。下列說法不正確的是()
A.a、b兩粒子做圓周運動的半徑之比為L2B.b粒子豎直向下射出磁場
C.b粒子在磁場中運動的時間為辿D.兩粒子在圓形邊界的射出點間的距離為R
"0
18.如圖所示,勻強磁場的方向垂直紙面向里,一帶電微粒從磁場邊界d點垂直于磁場方向射入,沿曲線dpa
打到屏上的a點。若該微粒經(jīng)過p點時,與一個靜止的不帶電微粒碰撞并結(jié)合為一個新微粒,最終
打到屏MN上。微粒所受重力均可忽略,下列說法正確的是()
A.微粒帶負電B.碰撞后,新微粒運動軌跡不變
C.碰撞后,新微粒運動周期不變D.碰撞后,新微粒在磁場中受洛倫茲力變大
19.如圖所示,紙面內(nèi)有一圓心為O,半徑為五的圓形磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度的大小為方向垂直于紙面向
里。由距離O點0.4R處的P點沿著與PO連線成30°的方向發(fā)射速率大小不等的電子。已知電子
的質(zhì)量為小,電荷量為e,不計電子的重力且不考慮電子間的相互作用。為使電子不離開圓形磁場區(qū)域,
則電子的最大速率為()
A7eBR口V29eBJ?門21eBR「(5-2V3)eB7?
10m10m40m5m
20.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy的第W象限內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強磁場,一質(zhì)量為5x10-8kg,
______6
電荷量為1X10-6。的帶正電粒子,以20m/s的速度從"軸上的P點沿與"軸負方向成45°角的方向進入
磁場。已知OP=10(2+V2)cm,不計粒子所受重力,若粒子恰好未進入T軸上方區(qū)域,則磁場的磁感應(yīng)
強度的大小為()
A.0.3TB.0.05TC.3TD.5T
九、動態(tài)圓問題:
【磁聚焦】條件:①磁場為圓彩邊界:【旋轉(zhuǎn)圓】191反映粒子打到邊界的最大范圍:
②磁場半徑等于粒子軌道半徑。圖2反映粒子運動的最大時間差。
【平移圓】【放縮圓】
21.(多選)地磁場能有效抵御宇宙射線的侵入,赤道剖面外地磁場可簡化為包圍地球一定厚度的勻強磁場,
方向垂直該剖面,如圖所示。圖中給出了速度在圖示平面內(nèi),從。點沿平行與垂直地面2個不同方向入
射的微觀帶電粒子(不計重力)在地磁場中的三條運動軌跡a、b、c,且它們都恰不能到達地面。則下列
相關(guān)說法中正確的是()
A.沿a軌跡運動的粒子帶負電
B.若沿a、c兩軌跡運動的是比荷相同的粒子,則c粒子的速率更大
C.某種粒子運動軌跡為a,若它速率不變,只是改變射入地磁場的速度方向,則只要其速度在圖示平面
內(nèi),粒子可能到達地面:
D.某種粒子運動軌跡為b,若它以相同的速率在圖示平面內(nèi)沿其他方向入射,則有可能到達地面
22.如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,一帶電粒子從圓周上的P點沿半徑方向射入磁場。
_________畝
若粒子射入磁場時的速度大小為%,運動軌跡為PN;若粒子射入磁場時的速度大小為。2,運動軌跡為
不計粒子的重力,下列判斷正確的是()
A.粒子帶負電
B.速度g大于速度3
C.粒子以速度g射入時,在磁場中運動時間較長
D.粒子以速度s射入時,在磁場中受到的洛倫茲力較大
23.如圖所示為一圓形區(qū)域的勻強磁場,在O點處有一放射源,沿半徑方向射出速度為”的不同帶電拉子,
其中帶電粒子1從4點飛出磁場,帶電粒子2從8點飛出磁場,不考慮帶電粒子的重力,則()
XX
A.帶電粒子1與帶電粒子2在磁場中運動時間的比2:3
B.帶電粒子1與帶電粒子2做圓周運動的半徑比為四:1
C.帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷的比為1:3
D.帶電粒子1與帶電粒子2在磁場中周期比為3:1
24.如圖所示,c軸上方有垂直紙面向里的勻強磁場,兩個比荷相同的正負電荷(不計重力)以相同速度從O
點先后射入磁場,最終均從T軸離開磁場。不計兩電荷間的相互作用,關(guān)于兩電荷在磁場中的運動,下
列說法正確的是()
XXX
XXX
A.兩電荷所受洛倫茲力的大小一定相同[
B.兩電荷在磁場中的運動時間一定相等
________________________________畝
C.兩電荷重新回到劣軸時的速度不相同
D.正電荷從①軸上。點左側(cè)射出磁場,負電荷從c軸上O點右側(cè)射出磁場
25.(多選)在直角坐標(biāo)系xOy中,有一半徑為R的圓形磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度大小為方向垂直于xOy平
面指向紙面外,該區(qū)域的圓心坐標(biāo)為(O,A),如圖所示。有一個負離子從點(號,0)沿"軸正向射入第
I象限,若負離子在該磁場中做一個完整圓周運動的周期為T,則下列說法正確的是()
A.若負離子在磁場中運動的半徑為則負離子能夠經(jīng)過磁場圓心坐標(biāo)
B.若負離子在磁場中運動的半徑為2R,則負離子在磁場中的射入點與射出點相距最遠
C.若負離子能夠過磁場圓心坐標(biāo),則負離子在磁場中運動的時間為孑
D.若負離子在磁場中的射入點與射出點相距最遠,則負離子在磁場中運動的時間《
____________國
專題磁場
一、安培定則、左手定則、右手定則的應(yīng)用(左力右電)。
二、幾種常見的磁感線分布:
直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場
與條形磁鐵的磁場相似,管內(nèi)環(huán)形電流的兩側(cè)是N極
無磁極、非勻強,且距
特點為勻鎏磁場且磁場最強,管外和S極,且離圓環(huán)中心越
導(dǎo)線越遠處磁場越融
為韭勻強磁場遠,礎(chǔ)礴霾
B卷N
安培L澄
定則C?
逸
立體圖
?&
從
從
從
右
左
(3上
往
往
往XXXX
橫蠹面圖左
右
下
看
看
看
1、
1.特高壓直流輸電是國家重點工程,部分輸電線路簡化圖如圖所示。高壓輸電線上使用“abed正方形間隔
棒''支撐導(dǎo)線L1、乙2、L3、〃,其目的是固定各導(dǎo)線間距,防止導(dǎo)線互相碰撞,圖中導(dǎo)線〃、LzLa、〃水平
且恰好處在正四棱柱的四條棱上,并與“abed正方形間隔棒”所在平面垂直,abed的幾何中心為。點,
。點到四根導(dǎo)線的距離相等并遠小于導(dǎo)線的長度,忽略地磁場影響,當(dāng)四根導(dǎo)線通有等大、同向的電流
時,下列說法正確的是()
0.
A.。點的磁感應(yīng)強度沿ac連線方向B.。點的磁感應(yīng)強度沿bd連線方向
C心所受安培力沿正方形的對角線ac方向D.Li所受安培力沿正方形的對角線M方向
【解答】解:AB.四條導(dǎo)線的電流相等,且。點到四條導(dǎo)線距離相等,根據(jù)右手定則和對稱,〃在。點的磁感
應(yīng)強度與乙3在。點的磁感應(yīng)強度等大反向,〃在。點的磁感應(yīng)強度與乙4在。點的磁感應(yīng)強度等大反向,根
據(jù)磁感應(yīng)強度疊加原理,四條導(dǎo)線在。點的磁感應(yīng)強度等于零,故AB錯誤;
CD.其余三條導(dǎo)線對〃都是吸引力,結(jié)合對稱性可知,〃所受安培力的方向沿正方形的對角線ac方向,故
。正確,。錯誤。
故選:Co
2.兩根通電細長直導(dǎo)線緊靠著同樣長的塑料圓柱體,圖甲是圓柱體和導(dǎo)線1的截面,導(dǎo)線2固定不動(圖中
未畫出)。導(dǎo)線1繞圓柱體在平面內(nèi)第一與第二象限從6=0緩慢移動到兀,測量圓柱體中心。處磁感應(yīng)
強度,獲得沿立方向的磁感應(yīng)強度以隨6的圖像(如圖乙)和沿夕方向的磁感應(yīng)強度以隨。的圖像(如
圖丙)。下列說法正確的是()
圖甲圖乙圖內(nèi)
A.導(dǎo)線1電流方向垂直紙面向里
B.導(dǎo)線2在第三象限角平分線位置
C.隨著8的增大,中心。處的磁感應(yīng)強度先變大后變小
D.當(dāng)6=0.25兀時,中心。處的磁感應(yīng)強度方向沿第四象限角平分線向外
【解答】解:B、當(dāng)導(dǎo)線1轉(zhuǎn)動0.5兀時,根據(jù)安培定則(或右手螺旋定則)可知,導(dǎo)線1此時只產(chǎn)生了c軸方向的
磁場,又因為此時。點只有沿立軸正方向的磁場,可知導(dǎo)線2在豎直方向上沒有分量,所以導(dǎo)線2不可能位于
第三象限的角平分線上,只能是在沙軸上,故B錯誤;
4、根據(jù)丙圖可知,導(dǎo)線1在初始狀態(tài)在O點產(chǎn)生的磁場沿“軸負方向。根據(jù)右手螺旋定則可知導(dǎo)線1中電流
方向垂直紙面向外。故A錯誤;
。、磁感應(yīng)強度為矢量,根據(jù)勾股定理,可知中心。處的磁感應(yīng)強度為
B=/4+猛,先變大后變小,故。正確;
。、8=0.25元時,導(dǎo)線1產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向沿第四象限角平分線,但導(dǎo)線2產(chǎn)生的磁場沿2軸正方向。故
中心。處的磁感應(yīng)強度方向在a軸正方向與第四象限角平分線之間。并不是沿第四象限的角平分線,故。
錯誤。
故選:Co
3.如圖甲所示,為特高壓輸電線路上使用六分裂阻尼間隔棒的情景。其簡化如圖乙,間隔棒將6條輸電導(dǎo)
線分別固定在一個正六邊形的頂點a、b、c、d、e、/上,O為正六邊形的中心,A點、B點分別為Oa、Od
的中點。已知通電導(dǎo)線在周圍形成磁場的磁感應(yīng)強度與電流大小成正比,與到導(dǎo)線的距離成反比。6條
輸電導(dǎo)線中通有垂直紙面向外,大小相等的電流,其中a導(dǎo)線中的電流對b導(dǎo)線中電流的安培力大小為
尸,則()
_________B
圖甲圖乙
A.。點的磁感應(yīng)強度大小為零B.A點和B點的磁感應(yīng)強度相同
C.a導(dǎo)線所受安培力為斤D.a導(dǎo)線所受安培力方向沿Oa指向a
【解答】解:A.根據(jù)右手螺旋定則結(jié)合對稱性可知a和d導(dǎo)線在O點處的磁場等大反向,b和e導(dǎo)線在。點
處的磁場等大反向,c和/導(dǎo)線在。點處的磁場等大反向,故O點的磁感應(yīng)強度為零,故A正確;
B.根據(jù)對稱性可知人點和B點的磁感應(yīng)強度大小相等,方向不同,關(guān)于O點對稱,故B錯誤;
CD.根據(jù)題意可知6、/對導(dǎo)線a的安培力大小F,e、c對導(dǎo)線a的安培力大小為今-d對導(dǎo)線a的安培
力大小為5,根據(jù)矢量合成的特點可知:
Fa=2Fsin30°+2x^j^sin60°+嚀=差
因為導(dǎo)線的電流方向相同,所以導(dǎo)線直線安培力表現(xiàn)為相互吸弓I,則a導(dǎo)線所受安培力方向沿a。指向。,故
GD錯誤。
故選:Ao
4.如圖所示,四根通有恒定電流的長直導(dǎo)線垂直tOg平面放置,四根長直導(dǎo)線與cO夕平面的交點組成邊
長為2a的正方形且關(guān)于刀軸和沙軸對稱,各導(dǎo)線中電流方向已標(biāo)出,其中導(dǎo)線1、3中電流大小為7?,導(dǎo)
線2、4中電流大小為21。已知通電長直導(dǎo)線周圍的磁感應(yīng)強度大小與電流成正比、與該點到通電長直
導(dǎo)線的距離成反比,即口=紅、下列說法正確的是()
r
1巧,2
6______G
畢▽
a\
:0:X
a:
?A__a____a
aT
A.長直導(dǎo)線1、4之間的相互作用力為吸引力
B.一垂直于紙面并從O點射入的粒子,將做圓周運動
C.導(dǎo)線4受到的導(dǎo)線1、2、3的作用力的合力方向指向。點
D.僅將導(dǎo)線2中的電流反向,則導(dǎo)線2和4連線上各點磁感應(yīng)強度方向均相同
【解答】解:4、當(dāng)通有同向電流時,通電導(dǎo)線之間表現(xiàn)為吸引力,當(dāng)通有反向電流時,通電導(dǎo)線之間表現(xiàn)為斥
力,長直導(dǎo)線1、4中電流方向相反,兩導(dǎo)線之間的作用力為斥力,故A錯誤;
B、由右手螺旋定則得,1導(dǎo)線和3導(dǎo)線在。點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度等大反向,2導(dǎo)線和4導(dǎo)線在。點產(chǎn)生的磁
感應(yīng)強度等大反向,則O點的磁感應(yīng)強度為零,因此過。點垂直于紙面射入的粒子,將做勻速直線運動,故B
錯誤;
。、長直導(dǎo)線i在長直導(dǎo)線4處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為a=%方向水平向左;
2a
導(dǎo)線3在長直導(dǎo)線4處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小也為Bi,方向豎直向上;
長直導(dǎo)線2在長直導(dǎo)線4處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為顯=單L='型,方向垂直導(dǎo)線2、4的連線指向右
2V2a2a
下方;
則三根導(dǎo)線在4處的合場強為零,導(dǎo)線4不受安培力,故。錯誤;
。、根據(jù)右手螺旋定則和矢量合成可得,導(dǎo)線1和3在。點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度等大反向,合磁感應(yīng)強度為零,
導(dǎo)線2和4連線上除。點以外的其它點處的合磁感應(yīng)強度方向垂直于導(dǎo)線2和4的連線斜向左上;將導(dǎo)線2
中的電流反向,導(dǎo)線2和4在連線上產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度垂直于連線斜向左上,則導(dǎo)線2和4連線上各點合
磁感應(yīng)強度方向均垂直于導(dǎo)線2和4的連線斜向左上,方向相同,故。正確。
故選:D。
5.如圖所示,在豎直絕緣圓筒水平直徑兩端分別固定一直導(dǎo)線和BR,兩導(dǎo)線中通有相同的恒定電
流/;圓筒水平直徑與CD垂直,其中C、。分別為該兩直徑的端點,且48分別為人出和
瓦瑪?shù)闹悬c。下列說法正確的是()
A.C、。兩點處的磁感應(yīng)強度相同
B.沿圓筒水平直徑48,由人至B磁感應(yīng)強度逐漸減小
C.沿圓筒水平直徑由4至B磁感應(yīng)強度先增大后減小
D.若將導(dǎo)線44保持豎直沿桶壁繞QO2緩慢轉(zhuǎn)過90°,則。點的磁感應(yīng)強度逐漸增大
【解答】解:4、因為導(dǎo)線中的電流大小相等,畫出裝置的俯視圖如圖甲:
它們在兩點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小相等,由右手螺旋定則及磁場疊加可知,的磁感應(yīng)強度
等大反向,故力錯誤;
3。、同理可知,。處磁感應(yīng)強度為0,所以沿水平直徑4B,由人到B磁感應(yīng)強度應(yīng)先減小后增大,故BC錯
、口
沃;
44導(dǎo)線沿桶壁繞QO2緩慢轉(zhuǎn)過90°的過程中,o處的磁感應(yīng)強度變化情況如圖乙所示,可知o處的磁
感應(yīng)強度逐漸增大,故。正確。
故選:Do
三、磁感應(yīng)強度的定義式5=今,安培力大小F=BIL(B.I.L相互垂直,且L為有效長度)
UJ
四、同向電流相互吸引,反向電流相互排斥。
6.安裝適當(dāng)?shù)能浖螅弥悄苁謾C中的磁傳感器可以測量磁感應(yīng)強度B。在手機上建立三維直角坐標(biāo)
系,手機顯示屏所在平面為平面,了軸、4軸如圖所示,z軸垂直手機屏正面向外。經(jīng)探測發(fā)現(xiàn)當(dāng)磁
場在工、外z方向的分量與所建坐標(biāo)系對應(yīng)正方向相同時顯示的示數(shù)為正值,反向時為負值。某同學(xué)在
某地對地磁場進行了六次測量,前四次測量時手機屏面保持水平且正面朝上。根據(jù)表中測量結(jié)果可推
知()
測量序號Bx//iTBy//iTBz//iT
1-25.130-36.50
2-24.560-36.00
3024.22-36.40
40-24.14-36.50
5-43.94-7.310
6-26.6834.560
A.測量地點位于南半球B.當(dāng)?shù)氐卮艌龅拇鸥袘?yīng)強度大小約為60〃T
C.第3、4次測量時力軸均與磁場方向垂直D.第5、6次測量時手機屏均與磁場方向垂直
【解答】解:A.地磁場如圖所示
地磁S極地磁北極
地磁南極位于地理北極附近,地磁北極位于地理南極附近,由表中Z軸數(shù)據(jù)可看出Z軸的磁場豎直向下,則測
量地點應(yīng)位于北半球,故A錯誤;
B.磁感應(yīng)強度為矢量,由表格中的數(shù)據(jù),根據(jù)平行四邊形定則,此處的磁感應(yīng)強度為:
代入數(shù)據(jù)得:B能45〃T,故B錯誤;
C.北半球的磁場指向北方斜向下,第3、4次測量&=0,故c軸與磁場方向垂直,故。正確;
D.第5、6次測量時,5=0,故z軸與磁場方向垂直,力Og平面(手機屏所在平面)與磁場方向平行,故。錯
、口
1天。
故選:Co
7.如圖所示,無限長直導(dǎo)線4、8和以點p為圓心的圓形導(dǎo)線C、。固定在華/平面內(nèi)。導(dǎo)線C、。有強度
相同的恒定電流,導(dǎo)線3中有強度為方向為+2的電流。導(dǎo)線。在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度回。當(dāng)導(dǎo)
線人中的電流改變時,導(dǎo)線人~。的電流在P點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小如下表,下列敘述正確的是
()
導(dǎo)線A的電流導(dǎo)線A~D的電流在p點產(chǎn)生
強度方向的磁感應(yīng)強度大小
0無0
?
1()+y
h-y瓦
0dBx
A.表格中的“?”應(yīng)填入2島
B.導(dǎo)線8中電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為瓦
C.導(dǎo)線。中電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度比導(dǎo)線B產(chǎn)生的要小
D.導(dǎo)線。中電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向是垂直cy平面向內(nèi)
【解答】解:A.導(dǎo)線A中的電流為0時,p點合磁感應(yīng)強度為零,即B、C、。三條導(dǎo)線產(chǎn)生合磁場為零,當(dāng)A
中電流為一6時,p點合磁感應(yīng)強度為Bo,方向垂直紙面向外,故當(dāng)A中的電流為TQ時,p點合磁感應(yīng)強度仍
為瓦,方向應(yīng)垂直紙面向里,故力錯誤;
B.由于4B導(dǎo)線到p點距離相等,根據(jù)對稱性,B中電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為瓦,故B正確;
C.導(dǎo)線。中電流大小及方向不確定,不能比較其在p點產(chǎn)生磁感應(yīng)強度與導(dǎo)線B產(chǎn)生磁感應(yīng)強度,故。錯
、口
沃;
D.導(dǎo)線。中電流方向未知,導(dǎo)線。中電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向不能確定,故D錯誤。
故選:Bo
8.如圖所示,矩形abed的邊長be是ab的2倍。兩細長直導(dǎo)線通有大小相等、方向相反的電流,垂直穿過
矩形平面,與平面交于e、/兩點,其中e、/分別為ad、be的中點,下列說法正確的是()
,八?b
A.a點與b點的磁感應(yīng)強度相同B.a點與c點的磁感應(yīng)強度相同
C.a點與d點的磁感應(yīng)強度相同D.a點與b、c、d三點的磁感應(yīng)強度均不相同
【解答】解:通電導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁場,磁感應(yīng)強度大小為B=AU■,方向由安培定則可知垂直于點到導(dǎo)線垂
V
直線段,從右向左畫出各點的磁感應(yīng)強度平面圖,如圖所示,由對稱性可知a與c點的合磁感應(yīng)強度等大
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