【先學(xué)后教新思路】2020高考物理一輪復(fù)習(xí)-教案35-磁場的描述-磁場對電流的作用

考點內(nèi)容要求說明考綱解讀磁場；磁感應(yīng)強度；磁感線；磁通量Ⅰ1.磁感應(yīng)強度、磁感線、安培力、洛倫茲力的理解及安培定則和左手定則的運用，一般以選擇題的形式毀滅．2．安培力的大小計算，以及帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的分析與計算．一般以計算題的形式毀滅．3．帶電粒子在分立場、混合場中的運動問題仍是本章考查的重點內(nèi)容，極易成為試卷的壓軸題.通電直導(dǎo)線和通電線圈四周磁場的方向Ⅰ安培力Ⅱ計算只限于直導(dǎo)線跟磁感應(yīng)強度平行或垂直兩種狀況；通電線圈磁力矩的計算不作要求洛倫茲力Ⅱ帶電粒子在勻強磁場中的運動Ⅱ計算只限于帶電粒子速度與磁場平行或垂直的狀況質(zhì)譜儀和回旋加速器的基本原理Ⅰ磁場的描述磁場對電流的作用考綱解讀1.知道磁感應(yīng)強度的概念及定義式，并能理解與應(yīng)用.2.會用安培定則推斷電流四周的磁場方向.3.會用左手定則分析解決通電導(dǎo)體在磁場中的受力及平衡類問題．1．關(guān)于磁感應(yīng)強度的說法正確的是 ()A．一小段通電導(dǎo)體放在磁場A處，受到的磁場力比B處的大，說明A處的磁感應(yīng)強度比B處的磁感應(yīng)強度大B．由B＝eq\f(F,IL)可知，某處的磁感應(yīng)強度的大小與放入該處的通電導(dǎo)線所受磁場力F成正比，與導(dǎo)線的IL成反比C．一小段通電導(dǎo)體在磁場中某處不受磁場力作用，則該處磁感應(yīng)強度確定為零D．小磁針N極所受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強度的方向答案D解析磁感應(yīng)強度是描述磁場強弱和方向的物理量，是磁場本身性質(zhì)的反映，其大小由磁場以及在磁場中的位置打算，與F、I、L都沒有關(guān)系，B＝eq\f(F,IL)只是磁感應(yīng)強度的定義式，同一通電導(dǎo)體受到的磁場力的大小由所在處B和放置的方式共同來打算，所以A、B、C都是錯誤的．磁感應(yīng)強度的方向就是該處小磁針N極所受磁場力的方向，不是通電導(dǎo)線的受力方向，所以D正確．2．關(guān)于磁感線的性質(zhì)和概念，下列說法中正確的是 ()A．磁感線上某點的切線方向就是該點的磁場方向B．鐵屑在磁場中的分布曲線就是磁感線C．磁感線總是從磁體的N極指向S極D．磁場中任意兩條磁感線均不相交答案AD解析磁感線上每一點的切線方向都跟該點的磁場方向相同，A對；利用碎鐵屑在磁場中被磁化的性質(zhì)，可顯示磁感線的外形，但它排成的曲線本身不是磁感線，磁感線是假想曲線，B錯；磁感線在磁體外部由N極指向S極，但在內(nèi)部卻是由S極指向N極，即磁感線是閉合曲線，C錯；假設(shè)兩條磁感線可以相交，過交點作曲線的切線，將有兩個不同的方向，而同一點的磁場方向只能有一個，故任意兩條磁感線均不相交，D對．3．圖1如圖1所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)圖1強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面對里)垂直．線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示．導(dǎo)線段abcd所受到的磁場的作用力的合力 ()A．方向沿紙面對上，大小為(eq\r(2)＋1)ILBB．方向沿紙面對上，大小為(eq\r(2)－1)ILBC．方向沿紙面對下，大小為(eq\r(2)＋1)ILBD．方向沿紙面對下，大小為(eq\r(2)－1)ILB答案A解析由左手定則及力的合成可知合力方向沿紙面對上，故知C、D錯誤．再由安培力公式F＝BIL可得合力大小為(eq\r(2)＋1)ILB，A正確．圖24．(2022·浙江杭州市高三檢測)如圖2所示，通電直導(dǎo)線右邊有一個矩形線框，線框平面與直導(dǎo)線共面，若使線框漸漸遠離(平動)通電導(dǎo)線，則穿過線框的磁通量將 ()A．漸漸增大 B．漸漸減小C．保持不變 D．不能確定答案B解析離導(dǎo)線越遠，電流產(chǎn)生的磁場越弱，穿過線圈的磁感線條數(shù)越少，磁通量漸漸減小，故只有B正確．考點梳理一、磁場、磁感應(yīng)強度1．磁場(1)基本特性：磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有磁場力的作用．(2)方向：小磁針的N極所受磁場力的方向，或自由小磁針靜止時北極的指向．2．磁感應(yīng)強度(1)物理意義：描述磁場的強弱和方向．(2)大?。築＝eq\f(F,IL)(通電導(dǎo)線垂直于磁場)．(3)方向：小磁針靜止時N極的指向．(4)單位：特斯拉(T)．3．勻強磁場(1)定義：磁感應(yīng)強度的大小處處相等、方向處處相同的磁場稱為勻強磁場．(2)特點勻強磁場中的磁感線是疏密程度相同的、方向相同的平行直線．4．磁通量(1)概念：在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，與磁場方向垂直的面積S與B的乘積．(2)公式：Φ＝BS.深化拓展(1)公式Φ＝BS的適用條件：①勻強磁場；②磁感線的方向與平面垂直．即B⊥S.(2)S為有效面積．(3)磁通量雖然是標(biāo)量，卻有正、負(fù)之分．(4)磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)．二、磁感線、通電導(dǎo)體四周磁場的分布1．磁感線：在磁場中畫出一些有方向的曲線，使曲線上各點的切線方向跟這點的磁場方向全都．2．條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場磁感線分布(如圖3所示)圖33．電流的磁場直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場特點無磁極、非勻強，且距導(dǎo)線越遠處磁場越弱與條形磁鐵的磁場相像，管內(nèi)為勻強磁場且磁場最強，管外為非勻強磁場環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠，磁場越弱安培定則立體圖橫截面圖4.磁感線的特點(1)磁感線上某點的切線方向就是該點的磁場方向．(2)磁感線的疏密定性地表示磁場的強弱，在磁感線較密的地方磁場較強；在磁感線較疏的地方磁場較弱．(3)磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點．在磁體外部，從N極指向S極；在磁體內(nèi)部，由S極指向N極．(4)同一磁場的磁感線不中斷、不相交、不相切．(5)磁感線是假想的曲線，客觀上不存在．三、安培力、安培力的方向勻強磁場中的安培力1．安培力的大小(1)磁場和電流垂直時，F(xiàn)＝BIL.(2)磁場和電流平行時：F＝0.2．安培力的方向(1)用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)．讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向．(2)安培力的方向特點：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B和I打算的平面．5．如圖4所示，甲、乙是直線電流的磁場，丙、丁是環(huán)形電流的磁場，戊、己是通電螺線管的磁場，試在各圖中補畫出電流方向或磁感線方向．圖4答案6．請畫出在如圖5所示的甲、乙、丙三種狀況下，導(dǎo)線ab受到的安培力的方向．圖5答案畫出甲、乙、丙三種狀況的側(cè)面圖，利用左手定則判定出在甲、乙、丙三種狀況下，導(dǎo)線所受安培力的方向如圖所示．方法提煉1．用安培定則推斷電流的磁場方向時，用的是右手，又叫右手螺旋定則．2．用左手定則推斷安培力的方向(1)安培力總是垂直于磁場方向和電流方向所打算的平面，但磁場方向和電流方向不愿定垂直．(2)若已知B、I方向，F(xiàn)方向惟一確定．(3)若只有B或I方向變?yōu)橄喾矗瑒t力F反向；若B與I同時反向，則力F方向不變．(4)由于F⊥v，常依據(jù)v方向?qū)ξ矬w進行受力分析.考點一對磁感應(yīng)強度的理解1．磁感應(yīng)強度是反映磁場性質(zhì)的物理量，由磁場本身打算，是用比值法定義的．2．磁感應(yīng)強度B與電場強度E的比較對應(yīng)名稱比較項目磁感應(yīng)強度B電場強度E物理意義描述磁場的力的性質(zhì)的物理量描述電場的力的性質(zhì)的物理量定義式B＝eq\f(F,IL)，通電導(dǎo)線與B垂直E＝eq\f(F,q)大小打算由磁場打算，與檢驗電流無關(guān)由電場打算，與檢驗電荷無關(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線切線方向，放入該點的正電荷受力方向場的疊加合磁感應(yīng)強度等于各磁場的磁感應(yīng)強度的矢量和合場強等于各個電場的場強的矢量和例1下列說法中正確的是 ()A．電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強度為零B．一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應(yīng)強度確定為零C．表征電場中某點電場的強弱，是把一個檢驗電荷放在該點時受到的電場力與檢驗電荷本身電荷量的比值D．表征磁場中某點磁場的強弱，是把一小段通電導(dǎo)線放在該點時受到的磁場力與該小段導(dǎo)線長度和電流乘積的比值解析電場和磁場有一個明顯的區(qū)分是：電場對放入其中的電荷有力的作用，磁場對通電導(dǎo)線有力的作用的條件是磁場方向不能和電流方向平行，因此A對，B錯．同理依據(jù)電場強度的定義式E＝F/q可知C正確．而同樣用比值定義法定義的磁感應(yīng)強度則應(yīng)有明確的說明，即B＝eq\f(F,IL)中I和B的方向必需垂直，故D錯．答案AC規(guī)律總結(jié)(1)電場強度的方向與電荷的受力方向相同或相反；而磁感應(yīng)強度方向與電流元受安培力方向垂直，滿足左手定則．(2)電荷在電場中確定會受到電場力的作用；假如電流方向與磁場方向平行，則電流在磁場中不受安培力的作用．突破訓(xùn)練1關(guān)于磁感應(yīng)強度B，下列說法中正確的是 ()A．磁場中某點B的大小，跟放在該點的摸索電流元的狀況有關(guān)B．磁場中某點B的方向，跟放在該點的摸索電流元所受磁場力方向全都C．在磁場中某點的摸索電流元不受磁場力作用時，該點B值大小為零D．在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強度越大答案D解析磁感應(yīng)強度是磁場本身的屬性，在磁場中某處的磁感應(yīng)強度為一恒量，其大小可由B＝eq\f(F,IL)計算，與摸索電流元的F、I、L的狀況無關(guān)，A錯．磁感應(yīng)強度的方向規(guī)定為小磁針N極受磁場力的方向，與放在該處的電流元受力方向垂直，B錯．當(dāng)摸索電流元的方向與磁場方向平行時，電流元受磁場力雖為零，但磁感應(yīng)強度卻不為零，C錯．磁感線的疏密是依據(jù)磁場的強弱畫出的，磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強度越大，磁感線越稀疏的地方，磁感應(yīng)強度越小，故D正確．考點二安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加1．安培定則的應(yīng)用在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應(yīng)分清“因”和“果”.緣由(電流方向)結(jié)果(磁場繞向)直線電流的磁場大拇指四指環(huán)形電流的磁場四指大拇指2.磁場的疊加磁感應(yīng)強度是矢量，計算時與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進行合成與分解．特殊提示兩個電流四周的磁場的磁感應(yīng)強度是由兩個電流分別獨立存在時產(chǎn)生的磁場在該處的磁感應(yīng)強度疊加而成的．圖6例2(2022·全國·18)如圖6所示，兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面圖6上的M、N兩點，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，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等．關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是 ()A．O點處的磁感應(yīng)強度為零B．a(chǎn)、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反C．c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同D．a(chǎn)、c兩點處磁感應(yīng)強度的方向不同解析依據(jù)安培定則推斷磁場方向，再結(jié)合矢量的合成學(xué)問求解．依據(jù)安培定則推斷： 兩直線電流在O點產(chǎn)生的磁場方向均垂直于MN向下，O點的磁感應(yīng)強度不為零，故A選項錯誤；a、b兩點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，故B選項錯誤；依據(jù)對稱性，c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，故C選項正確；a、c兩點的磁感應(yīng)強度方向相同，故D選項錯誤．答案C方法點撥1．牢記推斷電流的磁場的方法——安培定則，并能嫻熟應(yīng)用，建立磁場的立體分布模型．2．在進行磁感應(yīng)強度的疊加時，應(yīng)留意是哪個電流產(chǎn)生的磁場，磁場方向如何．突破訓(xùn)練2如圖7所示，一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強度為1T的勻強磁場中，在以導(dǎo)線截面的中心為圓心、r為半徑的圓周上有A、B、C、D四個點．已知A點的磁感應(yīng)強度為0，則下列敘述正圖7確的是 ()圖7A．直導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面對里B．B點的實際磁感應(yīng)強度為eq\r(2)T，方向斜向右上方，與豎直方向的夾角為45°C．C點的實際磁感應(yīng)強度也為0D．D點的實際磁感應(yīng)強度與B點相同答案AB解析A點的實際磁感應(yīng)強度為0，即直線電流在A處的磁感應(yīng)強度與勻強磁場在該處的磁感應(yīng)強度的矢量和為0，所以直線電流在A處的磁感應(yīng)強度B＝1T，方向向左，由安培定則可得直導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面對里，由于圓周上各點到直導(dǎo)線的距離相同，所以直線電流在圓周上各處的磁感應(yīng)強度大小均為1T，但方向不同，在B處向上，在C處向右，在D處向下，則B、C、D三處的實際磁感應(yīng)強度分別為：eq\r(2)T，方向斜向右上方與豎直方向成45°夾角；2T，方向向右；eq\r(2)T，方向斜向右下方與豎直方向成45°夾角，選項A、B正確．考點三安培力作用下導(dǎo)體運動狀況的判定1．通電導(dǎo)體在磁場中的運動實質(zhì)是在磁場對電流的安培力作用下導(dǎo)體的運動．2．明確磁場的分布和正確運用左手定則進行推斷是解題的關(guān)鍵．例3如圖8所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極四周，磁圖8鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面．當(dāng)線圈內(nèi)通以圖中方向圖8的電流后，線圈的運動狀況是 ()A．線圈向左運動 B．線圈向右運動C．從上往下看順時針轉(zhuǎn)動 D．從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動解析解法一：電流元法．首先將圓形線圈分成很多小段，每一段可看作始終線電流元，取其中上、下兩小段分析，其截面圖和受安培力狀況如圖甲所示．依據(jù)甲對稱性可知，線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運甲動．只有選項A正確．解法二：等效法．乙將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖乙所示，依據(jù)異名磁極相吸引知，乙線圈將向左運動，選A.也可將左側(cè)條形磁鐵等效成環(huán)形電流，依據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，異向電流相排斥”，也可推斷出線圈向左運動，選A.答案A方法總結(jié)判定安培力作用下導(dǎo)體運動狀況的常用方法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→運動方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→運動方向等效法環(huán)形電流小磁針條形磁鐵通電螺線管多個環(huán)形電流結(jié)論法同向電流相互吸引，異向電流相互排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢轉(zhuǎn)換爭辯對象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向突破訓(xùn)練3如圖9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)線中無電流時磁鐵對斜面的壓力為FN1；當(dāng)導(dǎo)線中有垂直紙面對圖9外的電流時，磁鐵對斜面的壓力為FN2，則下列關(guān)于磁鐵對斜圖9面壓力和彈簧的伸長量的說法中正確的是 ()A．FN1<FN2，彈簧的伸長量減小B．FN1＝FN2，彈簧的伸長量減小C．FN1>FN2，彈簧的伸長量增大D．FN1>FN2，彈簧的伸長量減小答案C解析在題圖中，由于條形磁鐵的磁感線是從N極動身到S極，所以可畫出磁鐵在導(dǎo)線A處的一條磁感線，其方向是斜向左下方的，導(dǎo)線A中的電流垂直紙面對外時，由左手定則可推斷導(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，所以磁鐵對斜面的壓力減小，即FN1>FN2，同時，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°，所以對磁鐵的作用力有沿斜面對下的分力，使得彈簧彈力增大，可知彈簧的伸長量增大，所以正確選項為C.圖10突破訓(xùn)練4如圖10所示，把一根通電直導(dǎo)線AB放在蹄形磁鐵磁極圖10的正上方，導(dǎo)線可以自由移動．當(dāng)導(dǎo)線通過電流I時，假如只考慮安培力的作用，則從上往下看，導(dǎo)線的運動狀況是 ()A．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降B．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升答案C解析第一步：電流元受力分析法把直線電流等效為OA、OB兩段電流元，由左手定則判定蹄形磁鐵磁感線分布以及兩段電流元受安培力方向相反，如圖a所示．可見從上往下看時，導(dǎo)線將逆時針方向轉(zhuǎn)動．其次步：特殊位置分析法取導(dǎo)線逆時針轉(zhuǎn)過90°的特殊位置來分析，如圖b所示．依據(jù)左手定則推斷其所受安培力方向向下，故導(dǎo)線在逆時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動．38．與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問題1．安培力的綜合應(yīng)用，一般有兩種情形：一是安培力作用下導(dǎo)體的平衡和加速；二是與安培力有關(guān)的功能關(guān)系問題．安培力的綜合應(yīng)用是高考的熱點，題型有選擇題，也有綜合性的計算題．2．處理這類問題，需弄清楚電流所在處的磁場分布狀況，要做好受力分析，搞清物體的受力狀況，然后利用牛頓運動定律或者功能關(guān)系求解．3．在受力分析時，有時要把立體圖轉(zhuǎn)換成平面圖，即三維變二維．轉(zhuǎn)換時要標(biāo)明B的方向，以便于確定安培力的方向.解析(1)依據(jù)閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,R0＋r)＝1.5A（3分）(2)導(dǎo)體棒受到的安培力F安＝BIL＝0.30N（3分）(3)對導(dǎo)體棒受力分析如圖，將重力正交分解沿導(dǎo)軌方向F1＝mgsin37°＝0.24N（1分）F1<F安，依據(jù)平衡條件mgsin37°＋Ff＝F安（2分）解得Ff＝0.06N，方向沿導(dǎo)軌向下答案(1)1.5A(2)0.30N(3)0.06N，方向沿導(dǎo)軌向下（1分）規(guī)律總結(jié)求解通電導(dǎo)體在磁場中的力學(xué)問題的方法：(1)選定爭辯對象；(2)變?nèi)S為二維，畫出平面受力分析圖，推斷安培力的方向時切忌跟著感覺走，確定要用左手定則來推斷，留意F安⊥B、F安⊥I；(3)依據(jù)力的平衡條件、牛頓其次定律列方程式進行求解．突破訓(xùn)練5傾角為α的導(dǎo)電軌道間接有電源，軌道上放有一根靜止的金屬桿ab.現(xiàn)垂直軌道平面對上加一勻強磁場，如圖13所示，磁感應(yīng)強度B漸漸增加的過程中，ab桿受到的靜摩擦力 ()A．漸漸增大 B．漸漸減小C．先增大后減小 D．先減小后增大答案D解析不加磁場時，桿ab是靜止的，確定受到沿導(dǎo)軌向上的靜摩擦力．當(dāng)加上磁場時，依據(jù)左手定則推斷出安培力的方向沿導(dǎo)軌向上，開頭時此力較小，桿ab受的靜摩擦力照舊沿導(dǎo)軌向上，當(dāng)安培力漸漸增大時，靜摩擦力開頭減小直到零．再增大B，桿ab有沿導(dǎo)軌向上的運動趨勢，桿ab受沿導(dǎo)軌向下的靜摩擦力且漸漸增大，所以D正確.高考題組1．(2022·天津理綜·2)如圖14所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，金屬棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為θ.假如僅轉(zhuǎn)變下列某一個條件，θ角的相應(yīng)變化狀況是 ()A．金屬棒中的電流變大，θ角變大圖14B．兩懸線等長變短，θ角變小圖14C．金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大D．磁感應(yīng)強度變大，θ角變小答案A解析選金屬棒MN為爭辯對象，其受力狀況如圖所示．依據(jù)平衡條件及三角形學(xué)問可得tanθ＝eq\f(BIl,mg)，所以當(dāng)金屬棒中的電流I、磁感應(yīng)強度B變大時，θ角變大，選項A正確，選項D錯誤；當(dāng)金屬棒質(zhì)量m變大時，θ角變小，選項C錯誤；θ角的大小與懸線長短無關(guān)，選項B錯誤．圖152．(2022·海南單科·10)圖15中裝置可演示磁場對通電導(dǎo)線的作用．電磁圖15圖15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，分別接到兩個不同的直流電源上時，L便在導(dǎo)軌上滑動．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向左滑動答案BD解析若a接正極，b接負(fù)極，電磁鐵磁極間磁場方向向上，e接正極，f接負(fù)極，由左手定則判定金屬桿受安培力向左，則L向左滑動，A項錯誤，同理判定B、D選項正確，C項錯誤．3．(2011·課標(biāo)全國理綜·14)為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的．在下列四個圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是()答案B解析地磁場的N極在地球南極四周，地磁場的S極在地球北極四周，依據(jù)安培定則，可判定電流方向為順時針方向(站在地球的北極向下看)，選項B正確，選項A、C、D錯誤．4．(2011·大綱全國·15)如圖16，兩根相互平行的長直導(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圖16面內(nèi)的四點且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；b點在兩導(dǎo)線之間，b、d的圖16連線與導(dǎo)線所在平面垂直，磁感應(yīng)強度可能為零的點是 ()A．a(chǎn)點 B．b點C．c點 D．d點答案C解析由于I1>I2，且離導(dǎo)線越遠產(chǎn)生的磁場越弱，在a點I1產(chǎn)生的磁場比I2產(chǎn)生的磁場要強，A錯，同理，C對．I1與I2在b點產(chǎn)生的磁場方向相同，合成后不行能為零，B錯．d點兩電流產(chǎn)生的磁場B1、B2不共線，合磁場不行能為0，D錯．模擬題組5．(2022·廣東省高考壓軸卷)如圖17所示，圖17AC是一個用長為L的導(dǎo)線彎圖17成的、以O(shè)為圓心的四分之一圓弧，將其放置在與平面AOC垂直的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中．當(dāng)在該導(dǎo)線中通以由C到A，大小為I的恒定電流時，該導(dǎo)線受到的安培力的大小和方向是 ()A．BIL，平行于OC向左B.eq\f(2\r(2)BIL,π)，平行于OC向右C.eq\f(2\r(2)BIL,π)，垂直AC的連線指向左下方D．2eq\r(2)BIL，垂直AC的連線指向左下方答案C解析由L為eq\f(1,4)圓弧，所以eq\f(2πR,4)＝L，即R＝eq\f(2L,π)，eq\x\to(AC)的有效長度為l＝eq\r(2)R＝eq\f(2\r(2)L,π)，安培力為FA＝BIl＝eq\f(2\r(2)BIL,π)，方向由左手定則推斷，垂直AC的連線指向左下方，因此選項C正確．

6．圖18如圖18所示，傾斜導(dǎo)軌寬為L，與水平面成α角，處在方圖18向豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，金屬桿ab水平放在導(dǎo)軌上．當(dāng)回路電流強度為I時，金屬桿ab所受安培力F，斜面的支持力為FN，則 ()A．安培力方向垂直ab桿沿斜面對上B．安培力方向垂直ab桿水平向右C．FN＝BILcosαD．FN＝eq\f(BIL,sinα)答案BD解析畫出傾斜導(dǎo)軌和ab桿的二維視圖，由左手定則推斷出安培力方向水平向右，大小為F＝BIL，由共點力平衡求得FN＝eq\f(BIL,sinα)，選項B、D正確．(限時：30分鐘)?題組1對磁感應(yīng)強度、磁感線的考查1．關(guān)于磁感應(yīng)強度B，下列說法中正確的是 ()A．依據(jù)磁感應(yīng)強度定義式B＝eq\f(F,IL)，磁場中某點的磁感應(yīng)強度B與F成正比，與I成反比B．磁感應(yīng)強度B是標(biāo)量，沒有方向C．磁感應(yīng)強度B是矢量，方向與F的方向相反D．在確定的磁場中，同一點的磁感應(yīng)強度B是確定的，不同點的磁感應(yīng)強度B可能不同，磁感線密集的地方磁感應(yīng)強度B大些，磁感線稀疏的地方磁感應(yīng)強度B小些答案D解析磁感應(yīng)強度是磁場本身的性質(zhì)，與放入磁場中的電流I或受力大小F無關(guān)，A錯誤；磁感應(yīng)強度B是矢量，其方向與F總是垂直的，B、C錯誤；在確定的磁場中，同一點的磁感應(yīng)強度B是確定的，由磁場本身打算，與其他外在的一切因素?zé)o關(guān)，用磁感線的疏密程度表示磁場的強弱，D正確．2．下列各圖中，用帶箭頭的細實線標(biāo)出了通電直導(dǎo)線四周磁感線的分布狀況，其中正確的是 ()答案D解析通電直導(dǎo)線四周的磁感線是以導(dǎo)線上各點為圓心的同心圓，并且這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面內(nèi)，電流方向與磁感線方向間的關(guān)系可由安培定則判定：讓伸直的大拇指指向?qū)Ь€中電流方向，彎曲四指的方向即為磁感線的環(huán)繞方向，所以只有D正確．3．如圖1所示，正方形線圈abcd位于紙面內(nèi)，邊長為L，匝數(shù)為N，過ab中點和cd中點的連線OO′恰好位于垂直紙面對里的勻強磁場的 右邊界上，磁感應(yīng)強度為B，則穿過線圈的磁通量為 ()圖1A.eq\f(BL2,2) B.eq\f(NBL2,2)圖1C．BL2 D．NBL2答案A4.電流計的主要結(jié)構(gòu)如圖2所示，固定有指針的鋁框處在由磁極與軟鐵芯構(gòu)成的磁場中，并可繞軸轉(zhuǎn)動．鋁框上繞有線圈，線圈的兩端與接線柱相連．有同學(xué)對軟鐵芯內(nèi)部的磁感線分布提出了如下的猜想，可能正確的是 ()圖2圖2答案C解析軟鐵芯被磁化后，左端為S極，右端為N極，而磁體內(nèi)部的磁感線方向從S極指向N極，可見B、D錯誤．再依據(jù)磁感線不能相交，知A錯誤，C正確．?題組2安培定則及磁場的疊加5．圖3有兩根長直導(dǎo)線a、b相互平行放置，如圖3所示為垂直于導(dǎo)線的圖3截面圖．在圖中所示的平面內(nèi)，O點為兩根導(dǎo)線連線的中點，M、N為兩根導(dǎo)線四周的兩點，它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上，且與O點的距離相等．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上各點的磁感應(yīng)強度的說法中正確的是()A．M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同B．M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反C．在線段MN上各點的磁感應(yīng)強度都不行能為零D．在線段MN上只有一點的磁感應(yīng)強度為零答案BD解析兩根導(dǎo)線分別在M點和N點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反，所以M點、N點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反，選項B正確；線段MN中點O的磁感應(yīng)強度為零，選項D正確．6.兩個完全相同的通電圓環(huán)A、B的圓心O重合、圓面相互垂直，通電電流相同，電流方向如圖4所示，設(shè)每個圓環(huán)在其圓心O處獨立產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為B0，則O處的磁感應(yīng)強度大小為 ()圖4A．0 B．2B0圖4C.eq\r(2)B0 D．無法確定答案C解析由安培定則可知，A在圓心處產(chǎn)生的場強垂直于紙面對里，B在圓心處產(chǎn)生的場強豎直向下，兩者垂直，所以合磁感應(yīng)強度大小B＝eq\r(B\o\al(2,0)＋B\o\al(2,0))＝eq\r(2)B0，C選項正確．7．歐姆在探究導(dǎo)體的導(dǎo)電規(guī)律的時候，沒有電流表，他利用小磁針的偏轉(zhuǎn)檢測電流，具體的做法是：在地磁場的作用下，處于水安靜止的小磁針上方，平行于小磁針?biāo)椒胖檬冀K導(dǎo)線，當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流的時候，小磁針就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當(dāng)通過該導(dǎo)線的電流為I時，發(fā)覺小磁針偏轉(zhuǎn)了30°，由于直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比，當(dāng)他發(fā)覺小磁針偏轉(zhuǎn)了60°時，通過該導(dǎo)線的電流為 ()A．3I B．2IC.eq\r(3)I D．I答案A解析如圖所示，設(shè)地磁場的磁感應(yīng)強度為B0，電流為I的導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度為B1，由于小磁針偏轉(zhuǎn)了30°，則有tan30°＝eq\f(B1,B0)；設(shè)電流為I′的直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度為B2，小磁針偏轉(zhuǎn)了60°時，則有tan60°＝eq\f(B2,B0)；聯(lián)立解得B2＝3B1；由直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比可得，I′＝3I，選項A正確.?題組3安培力作用下導(dǎo)體的運動8．通有電流的導(dǎo)線L1、L2處在同一平面(紙面)內(nèi)，L1是固定的，L2可繞垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(O為L2的中心)，各自的電流方向如圖5所示．下列哪種狀況將會發(fā)生 ()A．因L2不受磁場力的作用，故L2不動圖5B．因L2上、下兩部分所受的磁場力平衡，故L2不動圖5C．L2繞軸O按順時針方向轉(zhuǎn)動D．L2繞軸O按逆時針方向轉(zhuǎn)動答案D解析由右手螺旋定則可知導(dǎo)線L1的上方的磁場的方向為垂直紙面對外，且離導(dǎo)線L1的距離越遠的地方，磁場越弱，導(dǎo)線L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O點的下方磁場較強，則安培力較大，因此L2繞軸O按逆時針方向轉(zhuǎn)動，D項正確．9.(2011·新課標(biāo)全國·18)電磁軌道炮工作原理如圖6所示．待放射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸．電流I從圖6一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回．軌道電流可形圖6成在彈體處垂直于軌道面的磁場(可視為勻強磁場)，磁感應(yīng)強度的大小與I成正比．通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出．現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可接受的方法是 ()A．只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍B．只將電流I增加至原來的2倍C．只將彈體質(zhì)量減至原來的一半D．將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其他量不變答案BD解析由題意可知磁感應(yīng)強度B＝kI，安培力F安＝BId＝kI2d，由動能定理可得：F安L＝eq\f(mv2,2)，解得v＝Ieq\r(\f(2kdL,m))，由此式可推斷B、D選項正確．?題組4安培力及安培力作用下導(dǎo)體的平衡10．在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖7所示．則過c點的導(dǎo)線所受安培力的方向()A．與ab邊平行，豎直向上圖7B．與ab邊平行，豎直向下圖7C．與ab邊垂直，指向左邊D．與ab邊垂直，指向右邊答案C解析本題考查的學(xué)問點是右手定則、磁感應(yīng)強度的疊加、左手定則．如圖所示，因a、b處的導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面對里，依據(jù)右手螺旋定則可以推斷a處導(dǎo)線中的電流在c處產(chǎn)生的磁場方向為與ac邊垂直且指向左下方；b處導(dǎo)線中的電流在c處產(chǎn)生的磁場方向為與bc邊垂直且指向右下方．由幾何學(xué)問可得兩個磁場方向的夾角為60°，又由于c點距a、b兩點的距離相等，a、b處導(dǎo)線中的電流相等，因此產(chǎn)生的兩個磁感應(yīng)強度的大小也相等，由平行四邊形定則合成后的磁場方向豎直向下．由左手定則可以推斷c處導(dǎo)線受到的安培力與B合垂直，指向左邊，故選項C正確．11．(2011·上海單科·18)如圖8，質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細線懸掛于O、O′，并處于勻強磁場中，當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為θ