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全国卷 3 年考情剖析考纲三年考题考点内容要求2016 2017 2018卷Ⅰ T25，带电粒磁场、磁感觉强度、磁感Ⅰ卷Ⅰ T19，安培子在组合场中的运线卷Ⅰ T15，带电通电直导线和通电线圈周定章、左手定章动Ⅰ粒子在复合场围磁场的方向卷Ⅱ T18，带电卷Ⅱ T20，磁场的中的运动安培力、安培力的方向Ⅰ粒子在圆形磁场叠加，磁场对电流卷Ⅱ T8，带电匀强磁场中的安培力Ⅱ中的运动的作用粒子在圆形磁洛伦兹力、洛伦兹力的方卷Ⅱ T21，安培卷Ⅱ T25，带电粒Ⅰ场中的运动向力、左手定章子在组合场中的运卷Ⅲ T18，带电洛伦兹力公式Ⅱ卷Ⅲ T18，磁感动粒子在有界磁带电粒子在匀强磁场中的应强度的合成、卷Ⅲ T24，带电粒Ⅱ场中的运动运动安培定章子在组合场中的运质谱仪和盘旋加快器Ⅰ动第 1 讲磁场及其对电流的作用[ 基础知识·填一填][ 知识点 1]磁场、磁感觉强度1．磁场(1) 基天性质：磁场对处于此中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用．(2)方向：小磁针的 N 极所受磁场力的方向．2．磁感觉强度(1)物理意义：描绘磁场强弱和方向．F(2) 定义式： B＝IL(通电导线垂直于磁场) ．(3) 方向：可自由转动的小磁针静止时N 极的指向．(4) 单位：特斯拉，符号 T.判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．(1)奥斯特发现了电流能够产生磁场．( √ )(2) 磁场中某点磁感觉强度的大小，跟放在该点的尝试电流元的状况没关．( √ )(3)磁场中某点磁感觉强度的方向，跟放在该点的尝试电流元所受磁场力的方向一致．(×)(4) 将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感觉强度为零．( × )[ 知识点2] 磁感线及几种常有的磁场散布1．磁感线在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感觉强度的方向一致．2．几种常有的磁场(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场 ( 如下图 )(2) 几种电流四周的磁场散布直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场与条形磁铁的磁场相像，环形电流的双侧是 N 无磁极、非匀强且距极和 S 极，且离圆环特色管内为匀强磁场且磁场最导线越远处磁场越弱强，管外为非匀强磁场中心越远，磁场越弱安培定章立体图横截面图纵截面图(3) 磁感线的特色①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向．②磁感线的疏密程度表示磁场强弱.③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点．在磁体外面，从N 极指向S 极，在磁体内部，从S 极指向 N极．④磁感线是设想的曲线，不订交、不中止、不相切．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．(1)磁感线是真切存在的． ( × )(2)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强．( √ )(3)通电线圈可等效成条形磁铁，它四周的磁感线开端于线圈一端，停止于线圈的另一端．(×)(4) 匀强磁场的磁感线是平行的直线．( × )[ 知识点 3]安培力1．安培力的方向(1)左手定章：张开左手，使拇指与其余四个手指垂直，而且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．(2)注意问题：磁感线方向不必定垂直于电流方向，但安培力方向必定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指必定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面．2．安培力的大小当磁感觉强度B的方向与导线方向成θ 角时，F＝ILB sin_θ.(1)当磁场与电流垂直时，安培力最大， F max＝ ILB.(2)当磁场与电流平行时，安培力等于零．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．(1) 安培力的方向既跟磁感觉强度方向垂直，又跟电流方向垂直．( √ )(2)把通电导线放到磁场中时必定遇到安培力的作用. ( × )(3) 安培力能够做正功，也能够做负功．( √)[ 教材发掘·做一做]L 的通电直导线放在磁感觉1． ( 人教版选修3－1 P85 第 1题改编)( 多项选择 ) 一小段长为强度为 B 的磁场中，当经过它的电流为I 时，所受安培力为F.以下对于磁感觉强度 B 的说法正确的选项是 ()FA．磁感觉强度 B 必定等于ILFB．磁感觉强度 B 可能大于或等于ILC．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感觉强度必定大D．在磁场中通电直导线也能够不受力答案： BD2． ( 人教版选修3－1 P90 第 3 题改编 )( 多项选择 ) 如图为通电螺线管．A 为螺线管外一点，B、 C两点在螺线管的垂直均分线上，则以下说法正确的选项是()A．磁感线最密处为 A 处，最疏处为 B 处B．磁感线最密处为 B 处，最疏处为C处C．小磁针在B处和 A 处N极都指向左方D．小磁针在B处和 C处N极都指向右方答案： BC3． ( 人教版选修3－ 1 P94 第 1 题改编 ) 下边的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，此中正确的选项是()答案： Cab 4． ( 人教版选修3－ 1 P94 题第 2 题改编)( 多项选择 ) 把一根不计重力的通电的硬直导线放在磁场中，导线所在地区的磁感线呈弧形，如下图．导线能够在空中自由挪动和转动，( )导线中的电流方向由 a 向b，对于导线的受力和运动状况，下陈述法正确的选项是A．硬直导线先转动，后边转动边下移B．硬直导线只好转动，不会向下挪动C．硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直D．在图示地点， a 端受力垂直纸面向内， b 端受力垂直纸面向外分析： AC [ 各处磁场能够分解为水平方向上的重量和竖直方向上的重量，依据左手定则能够判断出，在图示地点， a 端受力垂直纸面向外， b 端受力垂直纸面向内，即导线两头遇到的安培力方向均垂直于纸面，但方向相反，所以导线先转动，跟着转动，导线所受安培力拥有竖直向下的重量，所此后边转动边下移，选项 A 正确，B、 D 错误；硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直，也与该处磁场方向垂直，选项C正确． ]5． ( 人教版选修3－ 1 P94 第 3 题改编 ) 如下图，用天平丈量匀强磁场的磁感觉强度．以下各选项所示的载流线圈匝数同样，边长 MN 相等，将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈中通有大小同样的电流，天平处于均衡状态．若磁场发生细小变化，天平最简单失掉均衡的是 ()答案： A考点一安培定章的应用和磁场的叠加[ 考点解读 ]1．安培定章的应用在运用安培定章时应分清“因”和“果”，电流是“因”，磁场是“果”，既能够由“因”判断“果”，也能够由“果”追忆“因”．原由 ( 电流方向)结果 ( 磁场方向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指2. 磁场的叠加磁感觉强度为矢量，合成与分解按照平行四边形定章．3．两个电流邻近的磁场的磁感觉强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感觉强度叠加而成的．[ 典例赏析 ][典例 1] (2018 ·全国卷Ⅱ )( 多项选择 ) 如下图，纸面内有两条相互垂直的长直绝缘导 线 L 、L ，L 中的电流方向向左， L 中的电流方向向上， L 的正上方有 a 、 b 两点，它们相12 1 21对于L 2对称，整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感觉强度大小为，方向垂直于纸B面向外，已知、 两点的磁感觉强度大小分别为1 0 和 10，方向也垂直于纸面向外．则a b3B2B( )A．流经L1的电流在b点产生的磁感觉强度大小为127 B0 1B．流经L1 的电流在 a 点产生的磁感觉强度大小为12BC．流经L2 的电流在 b 点产生的磁感觉强度大小为1 B0 12D．流经L的电流在a点产生的磁感觉强度大小为7 12B2 0[ 思路点拨 ](1)距离导线相等的地点磁感觉强度的大小相等．(2)磁感觉强度是矢量，各处磁感觉强度的大小等于各个分磁场磁感觉强度的叠加．[分析] AC [设L1在a、b 两点产生的磁感觉强度大小为B1，L2在a、 b 两点产生的磁1感觉强度大小为B2，则： B0－( B1＋ B2)＝3B0①1B0＋ B2－ B1＝2B0②7 1联立①、②解得：B1＝12B0，B2＝12B0.]解决磁感觉强度叠加问题的思路和步骤1．依据安培定章确立各导线在某点产生的磁场方向．2．判断各分磁场的磁感觉强度大小关系．3．依据矢量合成法例确立合磁感觉强度的大小和方向．两分矢量在同向来线上，则同向相加，反向相减，两分矢量不在同向来线上，依据平行四边形定章，以两分矢量为邻边，作平行四边形，对角线为合矢量．[ 题组稳固]1．如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、 N 两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、 O、 b 在M、 N 的连线上，O为MN的中点，c、 d 位于MN的中垂线上，且a、 b、c、 d 到 O点的距离均相等．对于以上几点处的磁场，以下说法正确的是()A ． O 点处的磁感觉强度为零B ． a 、b 两点处的磁感觉强度大小相等，方向相反C ． c 、d 两点处的磁感觉强度大小相等，方向同样D ． a 、c 两点处磁感觉强度的方向不一样分析： C [ 由安培定章可知，两导线中的电流在O 点产生的磁场均竖直向下，合磁感应强度必定不为零，选项A 错；由安培定章知，两导线中的电流在a 、b 两点处产生的磁场的方向均竖直向下，因为对称性，M 中电流在a处产生的磁场的磁感觉强度等于N 中电流在 b处产生的磁场的磁感觉强度，同时M 中电流在b处产生的磁场的磁感觉强度等于N 中电流在a 处产生的磁场的磁感觉强度，所以a 、b 两点处磁感觉强度大小相等，方向同样，选项B 错；依据安培定章，两导线中的电流在c 、 d两点处产生的磁场垂直c 、d两点与导线的连线方向向下，且产生的磁场的磁感觉强度大小相等，由平行四边形定章可知，c 、 d两点处的磁感觉强度大小相等，方向同样，选项C 正确；a 、c两点处磁感觉强度的方向均竖直向下，选项D 错．]2．(2017 ·全国卷Ⅲ) 如图，在磁感觉强度大小为B 0 的匀强磁场中，两长直导线P 和Q垂直于纸面固定搁置，二者之间的距离为l . 在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的 a点处的磁感觉强度为零．假如让P 中的电流反向、其余条件不变，则a 点处磁感觉强度的大小为()3A ． 0B.3B 02 3D ． 2B 0C.B 03分析： C[ 两导线中通电流 I 时，两电流在a 点处的磁感觉强度与匀强磁场的磁感觉3强度的矢量和为 0，则两电流磁感觉强度的矢量和为－B 0，如图甲得 B ＝ 3 B 0. P 中电流反向后，如图乙， B ＝ B ＝ 3与 B 的矢量和为B 2 3 3合3 B ，B合总＝B ，故C 项正确． ]考点二安培力作用下导体运动状况的判断[ 考点解读 ]1．判断导体运动状况的基本思路判断通电导体在安培力作用下的运动或运动趋向，第一一定弄清楚导体所在地点的磁场磁感线散布状况，而后利用左手定章正确判断导体的受力状况，从而确立导体的运动方向或运动趋向的方向．2．五种常用判断方法[ 典例赏析 ][ 典例2]如下图，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线能够自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动状况是( 从上往下看)()A．顺时针方向转动，同时降落B．顺时针方向转动，同时上涨C．逆时针方向转动，同时降落D．逆时针方向转动，同时上涨[ 分析 ] A [ 如图甲所示，把直线电流等效为无数小段，中间的点为O 点，选择在O 点左边S 极右上方的一小段为研究对象，该处的磁场方向指向左下方，由左手定章判断，该小段遇到的安培力的方向垂直纸面向里，在O 点左边的各段电流元都遇到垂直纸面向里的安培力，把各段电流元遇到的力合成，则O 点左边导线遇到垂直纸面向里的安培力；同理判断出O 点右边的导线遇到垂直纸面向外的安培力．所以，由上向下看，导线沿顺时针方向转动．剖析导线转过90°时的情况：如图乙所示，导线中的电流向外，由左手定章可知，导线遇到向下的安培力．由以上剖析可知，导线在顺时针转动的同时向下运动．选项A正确． ]判断磁场中导体运动趋向的两点注意1．应用左手定章判断安培力方向时，磁感线穿下手心，大拇指必定要与磁感线方向垂直，四指与电流方向一致但不必定与磁感线方向垂直，这是因为：F必定与 B垂直， I 不一定与 B 垂直．2．导体与导体之间、磁体与磁体之间、磁体与导体之间的作使劲和其余作使劲同样具有相互性，知足牛顿第三定律．[ 题组稳固 ]1．如下图，一通电金属环固定在绝缘的水平面上，在其左端搁置一可绕中点O自由转动且可在水平方向自由挪动的竖直金属棒，中点O 与金属环在同一水平面内，当在金属环与金属棒中通有图中所示方向的电流时，则()A．金属棒一直静止不动B．金属棒的上半部分向纸面外转，下半部分向纸面里转，同时凑近金属环C．金属棒的上半部分向纸面里转，下半部分向纸面外转，同时凑近金属环D．金属棒的上半部分向纸面里转，下半部分向纸面外转，同时远离金属环分析： B[ 由通电金属环产生的磁场特色可知，其在金属棒的上半部分产生有水平向左的磁场重量，由左手定章可判断金属棒上半部分遇到方向向外的安培力，故向纸面外转；同理可判断金属棒的下半部分向纸面里转．当金属棒开始转动到转至水平面时，由同向电流相吸，反向电流相斥可知，金属棒在凑近金属环，B正确． ]2． ( 多项选择 ) 如下图，台秤上放一圆滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连结起来，此时台秤读数为F1，此刻磁铁上方中心偏左地点固定一导体棒，当导体棒中通以方向如下图的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的选项是()A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变短C．F1>F2D．F1<F2分析： BC [ 如图甲所示，导体棒处的磁场方向指向右上方，依据左手定章可知，导体棒遇到的安培力方向垂直于磁场方向指向右下方，依据牛顿第三定律，对条形磁铁受力分析，如图乙所示，所以F N1>F N2，即台秤示数F1>F2，在水平方向上，因为F′有向左的分力，磁铁压缩弹簧，所以弹簧长度变短．]考点三安培力作用下的均衡问题[ 考点解读 ]1．安培力：F＝ BIL，此中的L 为导线在磁场中的有效长度．如曲折通电导线的有效长度 L 等于连结两头点的直线的长度，相应的电流方向沿两头点连线由始端流向尾端，如图所示．2．通电导体棒在磁场中的均衡问题是一种常有的力电综合模型，该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等构成．这种题目的难点是题图拥有立体性，各力的方向不易确定．所以解题时必定要先把立体图转变成平面图，经过受力剖析成立各力的均衡关系，如图所示．[ 典例赏析 ][ 典例 3] (2019 ·河南开封质检) 如下图， PQ 和 MN 为水平平行搁置的金属导轨，相距 L ＝ 1 m ． P 、 M 间接有一个电动势为E ＝6 V 、内阻不计的电源和一只滑动变阻器，导体棒 ab 跨放在导轨上并与导轨接触优秀，棒的质量为m ＝0.2 kg，棒的中点用垂直棒的细绳经圆滑轻质定滑轮与物体相连，物体的质量M ＝ 0.4 kg.棒与导轨间的动摩擦因数为μ ＝0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g取210 m/s ) ，匀强磁场的磁感觉强度B ＝ 2 T ，方向竖直向下，为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值不行能的是 ()A ． 2 ΩB ． 2.5 ΩC ． 3 ΩD ．4 Ω[ 审题指导 ](1) 导体棒所受静摩擦力可能水平向左，也可能水平向右．(2) 电阻越大，则电流越小，导体棒所受安培力越大．[分析]A [ 对棒受力剖析可知，其必受绳的拉力T安BELF ＝ Mg 和安培力 F＝BIL ＝ R . 若BELBEL摩擦力向左，且知足 R 1 ＋ μ mg ＝ Mg ，代入数据解得 R 1＝ 4 Ω；若摩擦力向右，且知足 R 2－μ ＝ ，代入数据解得2＝2.4 Ω ，所以 R 的取值范围为 2.4 Ω≤ ≤4 Ω，应选 A.]mg MgRR[ 题组稳固 ]1．如下图，金属棒MN 两头由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流，均衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ . 假如仅改变以下某一个条件， θ 角的相应变化状况是()A．棒中的电流变大，θ 角变大B．两悬线等长变短，θ 角变小C．金属棒质量变大，θ 角变大D．磁感觉强度变大，θ 角变小分析： A [ 对金属棒MN受力剖析如下图，由均衡条件可知BIL ，即 BIL ＝ mg tanθ，则 I ↑?θ ↑， m↑?θ ↓， B↑?误．θ角与悬线长度没关， B 错误． ] F 安＝mg tanθ，而 F 安＝θ ↑，故 A 正确， C、 D 错2．如下图，两平行圆滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L，劲度系数为k 的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab 相连，弹簧与导轨平面平行并与ab 垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场．闭合开关S 后导体棒中的电流为I ，导体棒均衡时，弹簧伸长量为x1；调转图中电源极性，使导体棒中电流反向，导体棒中电流仍为I ，导体棒均衡时弹簧伸长量为x2.忽视回路中电流产生的磁场，则匀强磁场的磁感觉强度B的大小为()kA.IL ( x1＋x2)kC.2IL ( x2＋x1)kB.IL ( x2－x1)kD.2IL ( x2－x1)分析： D [ 由均衡条件可得mg sinα ＝kx1＋BIL；调转图中电源极性使导体棒中电流k反向，由均衡条件可得mg sinα ＋BIL＝kx2，联立解得B＝2IL( x2－ x1)．选项D正确．]思想方法 ( 十九 )安培力作用下的功能关系1.安培力和重力、弹力、摩擦力同样，会使通电导体在磁场中均衡、转动、加快，也会波及做功问题．解答时一般要用到动能定理、能量守恒定律等．方2. 安培力做功的特色和本质法(1) 安培力做功与路径相关，这一点与电场力不一样．阐(2) 安培力做功的本质是能量转变．述①安培力做正功时，将电源的能量转变成导体的机械能或其余形式的能．②安培力做负功时，将机械能转变成电能或其余形式的能.[ 典例赏析 ][ 典例 ]音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特别电动机，如图是某音圈电机的原理表示图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为 n，磁极正对地区内的磁感觉强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，地区外的磁场忽略不计．线圈左边一直在磁场外，右边一直在磁场内，前后两边在磁场内的长度一直相等，某时辰线圈中电流从P 流向 Q，大小为 I .(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；(2) 若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率．[ 分析 ] (1) 线圈前后两边所受安培力的协力为零，线圈所受的安培力即为右边所受的安培力，由安培力公式得F＝ nBIL①由左手定章知方向水平向右(2)安培力的功率为 P＝ F· v②联立①②式解得 P＝ nBILv[答案] (1) nBIL 方向水平向右(2) nBILv[ 题组稳固 ]1． ( 多项选择 ) 如图甲所示，两根圆滑平行导轨水平搁置，间距为L，此间有竖直向下的匀强磁场，磁感觉强度为B.垂直于导轨水平对称搁置一根平均金属棒．从t ＝0时辰起，棒上犹如图乙所示的连续交变电流I ，周期为，最大值为Im，图甲中I所示方向为电流正T方向．则金属棒 ( )A ．向来向右挪动B ．速度随时间周期性变化C ．遇到的安培力随时间周期性变化D ．遇到的安培力在一个周期内做正功分析： ABC [ 由左手定章可知，金属棒一开始向右做匀加快运动，当电流反向此后，金属棒开始做匀减速运动，经过一个周期速度变成0，而后重复上述运动，所以选项A 、 B正确；安培力F ＝ BIL ，由图象可知前半个周期安培力水平向右，后半个周期安培力水平向左，不停重复，选项C 正确；一个周期内，金属棒初、末速度同样，由动能定理可知安培力在一个周期内不做功，选项D 错误． ]2．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如下图，利用这种装置能够把质量为2.0 g 的弹体 ( 包含金属杆 EF 的质量 ) 加快到 6 km/s. 若这种装置的轨道宽2 m ，长为 100 m ，经过的电流为道摩擦不计 )10 A ，求轨道间所加匀强磁场的磁感觉强度大小和磁场力的最大功率．( 轨分析： 电磁炮在安培力的作用下，沿轨道做匀加快运动．因为经过100 m 的位移加快至 6 km/s ，利用动能定理可得F 安＝k，sE即BILs ＝ 1 2 － 02mv代入数据可得 B ＝ 18 T.运动过程中，磁场力的最大功率为P ＝ Fv m ＝BILv m ＝2.16 ×10 6 W.答案： 18 T 2.16 ×10 6 W。
201９年高考物理一轮复习第9章磁场练案26 磁场对运动电荷的作用新人教版编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望(2０19年高考物理一轮复习第9章磁场练案２6 磁场对运动电荷的作用新人教版)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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练案[26] 磁场对运动电荷的作用一、选择题（本题共8小题,1～5题为单选，6~8题为多选）１．(２018·河南省南阳市高三上学期第五次月考)质量为m ,带电荷量为q 的小物块，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中,磁感应强度为B ,如图所示，若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是错误!（ B )A ．小物块一定带正电荷B.小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动C ．小物块在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动D ．小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为错误![解析] 带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，知洛伦兹力的方向垂直于斜面向上.根据左手定则知，小球带负电,故A 错误；小球在运动的过程中受重力、斜面的支持力、洛伦兹力,合外力沿斜面向下,大小为ｍg sin θ，根据牛顿第二定律知a =g sin θ，小球在离开斜面前做匀加速直线运动,故B 正确,Ｃ错误;当压力为零时，在垂直于斜面方向上的合力为零,有ｍｇcos θ＝qvB ，解得v =ｍg ｃos θＢq,故D 错误。
2．（20１８·四川成都月考)如图所示，正六边形ａb ｃd ｅｆ区域内有垂直于纸面的匀强磁场。
课时作业25磁场及其对电流的作用时间：45分钟一、单项选择题1.用两根绝缘细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图所示．当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有()A．两导线环相互吸引B．两导线环相互排斥C．两导线环间无相互作用力D．两导线环先吸引后排斥解析：通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用．由于导线环中通入的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，据同向电流相互吸引的规律，判知两导线环应相互吸引，选项A正确．★答案★：A2.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面水平向里的匀强磁场中，棒中通有由M到N的恒定电流I，细线的拉力不为零，两细线竖直．现将匀强磁场磁感应强度B 大小保持不变，方向缓慢地转过90°变为竖直向下，在这个过程中()A．细线向纸面内偏转，其中的拉力一直增大B．细线向纸面外偏转，其中的拉力一直增大C．细线向纸面内偏转，其中的拉力先增大后减小D．细线向纸面外偏转，其中的拉力先增大后减小解析：初始状态时，金属棒受重力、拉力和安培力作用而平衡．在磁场方向由垂直纸面向里缓慢地转过90°变为竖直向下的过程，安培力的大小F安＝BIL不变，方向由竖直向上变为垂直纸面向里．根据共点力平衡知，细线向纸面内偏转．因为金属棒受重力、拉力和安培力作用而平衡，重力和安培力的合力与拉力等值反向，重力和安培力的大小不变，它们之间的夹角由180°变为90°，知两个力的合力一直增大，所以拉力一直增大．故选项A正确．★答案★：A3.如图所示，铜棒ab长l0＝0.1 m，质量为m＝0.06 kg，两端与长为l＝1 m的轻铜线相连，静止于竖直平面内，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动，已知最大偏转角为37°，则在向上摆动过程中(不计空气阻力，g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)则()A．铜棒的机械能守恒B．铜棒的机械能先增大后减小C．铜棒中通电电流大小为9 AD．铜棒中通电电流大小为4 A解析：铜棒在上升过程中，安培力做正功，机械能一直增大，A、B错误；由动能定理知W安－W重＝0，即BIl0l sin37°＝mgl(1－cos37°)，代入数值得I＝4 A．C错误，D正确．★答案★：D4．(2018·上海杨浦区模拟)如图所示，质量m＝0.5 kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L＝1 m的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)．右侧回路中，电源的电动势E＝8 V、内阻r＝1 Ω，额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机M正常工作．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度大小g＝10 m/s2，则磁场的磁感应强度大小为()A．2 T B．1.73 TC．1.5 T D．1 T解析：电动机M 正常工作时的电流I 1＝P 1U ＝2 A ，电源内阻上的电压U ′＝E －U ＝8 V －4 V ＝4 V ，根据欧姆定律得干路中的电流I ＝U ′r ＝4 A ，通过导体棒的电流I 2＝I －I 1＝2 A ，导体棒受力平衡，有BI 2L ＝mg sin37°，得B ＝1.5 T ，只有选项C 正确．★答案★：C5．如图甲所示，a 、b 两平行直导线中通有相同的电流，当两通电导线垂直圆平面放置于圆周上，且两导线与圆心连线的夹角为60°时，圆心处的磁感应强度大小为B .如图乙所示，c 导线中通有与a 、b 导线完全相同的电流，a 、b 、c 垂直圆平面放置在圆周上，且a 、b 两导线与圆心连线的夹角为120°，b 、c 两导线与圆心连线的夹角为30°，则此时圆心处的磁感应强度大小为( )A.63B B ．BC ．0D.2B 解析：当a 、b 两导线与圆心连线的夹角为60°时，它们在圆心处的磁感应强度如图甲所示，设B a ＝B b ＝B 1，则有B ＝3B 1.当a 、b 两导线与圆心连线夹角为120°时，如图乙所示，它们在圆心处的磁感应强度矢量和为B ′＝B 1，再与c 导线在圆心处产生的磁场叠加后磁感应强度矢量和为2B1，因此圆心处的磁感应强度大小为63B，A选项正确．★答案★：A二、多项选择题6．如图所示，在xOy平面内有两根平行于y轴水平放置的长直导线，通有沿y轴正方向、大小相同的电流I，两导线关于y轴对称，P为x轴上一点，Q为z轴上一点，下列说法正确的是()A．O点处的磁感应强度为零B．P、Q两点处的磁感应强度方向垂直C．P、Q两点处的磁感应强度方向平行D．正电荷从O点沿z轴向上运动不受洛伦兹力作用解析：根据安培定则可判断出两电流在O点处产生的磁感应强度等大反向，合磁感应强度为零，故A正确；两电流在P点的磁场方向相反，叠加后合磁场方向沿z轴正方向；两电流在z轴正方向上各点产生的磁感应强度矢量叠加后，都沿x轴负方向，P、Q两点磁场方向垂直，所以B选项是正确的，C错误；正电荷从O点沿z轴向上运动，由左手定则判断其受沿y轴正方向的洛伦兹力作用．故D错误．所以A、B选项是正确的．★答案★：AB7.下图中装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上、下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动．下列说法正确的是()A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动解析：若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e 接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆所受安培力向左，则L向左滑动，A选项错误；同理判定B、D选项正确，C选项错误．★答案★：BD8．有一根质量为m、长度为d的通有水平向里的电流I的导体棒，被长度为L的轻质绝缘细线悬挂在天花板上，在此空间加上竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B＝3mg3Id，若保持导体棒中的电流I始终不变，则()A．细线偏离竖直方向的夹角最大为30°B．细线偏离竖直方向的夹角最大为60°C．在导体棒摆动过程中细线上拉力最大为2(3－1)mgD．在导体棒摆动过程中细线上拉力最大为(12＋3)mg6解析：导体棒静止时细线与竖直方向夹角设为θ，根据平衡有BId＝mg tanθ，解得θ＝30°，根据对称性(类比重力场)可知细线与竖直方向夹角最大为2θ＝60°，选项A错，B对；类比重力场可知导体棒在经过平衡位置时细线上拉力最大，设为F m，重力和安培力的合力为F ＝mg cos θ，经过平衡位置时速度大小设为v ，应用动能定理有FL (1－cos θ)＝12m v 2，应用向心力公式有F m －F ＝m v 2L ，解得F m ＝2(3－1)mg ，选项D 错，C 对．★答案★：BC三、非选择题9.两个相同的全长电阻为9 Ω的均匀光滑圆环，固定于一个绝缘的水平台面上，两环分别在两个互相平行的、相距为20 cm 的竖直面内，两环的圆心连线恰好与环面垂直，两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B ＝32T 的匀强磁场(未画出)，两环的最高点A 和C 间接有一内阻为0.5 Ω的电源，连接导线的电阻不计．今有一根质量为10 g 、电阻为1.5 Ω的棒置于两环内侧且可沿环滑动，而棒恰好静止于如图所示的水平位置，它与圆弧的两接触点P 、Q 和圆弧最低点间所夹的弧对应的圆心角均为θ＝60°，取重力加速度g ＝10 m/s 2.试求此电源电动势E 的大小．解析：从左向右看，棒PQ 的受力如图所示，棒受重力mg 、安培力F 安和环对棒的弹力F N 作用，根据平衡条件得F 安＝mg tan θ＝3mg ，安培力F 安＝IBL ，联立解得I ＝3mg BL ＝1 A ，在电路中两个圆环分别连入电路的电阻为R＝13×9 Ω×23×9 Ω13×9 Ω＋23×9 Ω＝2 Ω，由闭合电路欧姆定律得E＝I(r＋2R＋R棒)＝6 V.★答案★：6 V10.音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机，下图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计．线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前、后两边在磁场内的长度始终相等，某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I.(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率．解析：(1)线圈前、后两边所受安培力的合力为零，线圈所受的安培力即为右边所受的安培力，由安培力公式得F＝nBIL①由左手定则知方向水平向右(2)安培力的功率为P＝F v②联立①②式解得P＝nBIL v③★答案★：(1)nBIL方向水平向右(2)nBIL v11.如图所示，在磁感应强度B＝1.0 T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ＝37°角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab.已知接在滑轨中的电源电动势E＝12 V，内阻不计．ab杆长L＝0.5 m，质量m＝0.2 kg，杆与滑轨间的动摩擦因数μ＝0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计．求：要使ab杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化？(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果保留一位有效数字)解析：分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图，如图所示．当ab杆恰好不下滑时，如图甲所示．由平衡条件得沿斜面方向mg sinθ＝μF N1＋F安1cosθ垂直斜面方向F N1＝mg cosθ＋F安1sinθ而F安1＝B ER1L，解得R1＝5 Ω.当ab杆恰好不上滑时，如图乙所示．由平衡条件得沿斜面方向mg sinθ＋μF N2＝F安2cosθ垂直斜面方向F N2＝mg cosθ＋F安2sinθ而F安2＝B ER2L，解得R2＝3 Ω.所以，要使ab杆保持静止，R的取值范围是3 Ω≤R≤5 Ω.★答案★：3 Ω≤R≤5 Ω感谢您的下载!快乐分享，知识无限！由Ruize收集整理！。
第1讲磁场及其对电流的作用一、考情分析1．磁场是近几年高考重点考查的内容,特别是带电粒子在磁场中的运动问题,几乎每年都会考查．对磁感应强度、磁感线、安培力的考查频率也比较高．考查的题型既有选择题,又有计算题．2．带电粒子在有界场、组合场中的运动问题仍是本单元重点考查的内容,极易成为试卷的压轴题．二、知识特点1．本单元的概念、规律多且抽象,复习中应熟练掌握磁感应强度的概念,掌握用磁感线描述磁场的方法和安培定则,掌握安培力、洛伦兹力的大小和方向的判断方法．2．本单元的知识重在应用．通电导线在安培力作用下的运动,带电粒子在磁场中的运动,带电粒子在复合场中的运动,质谱仪、回旋加速器的工作原理等,均涉及对安培力或洛伦兹力大小、方向规律的应用,而且是高考的重点和难点．三、复习方法1．对本单元的重要概念,如磁感应强度、磁感线、磁通量、安培力、洛伦兹力等要深刻理解,准确理解的同时注意与电场知识进行类比学习和记忆．2．对各种磁场的磁感线的分布要从立体、横截面图、纵截面图等不同的角度识记且能根据问题需要准确画出．3．针对安培定则、左手定则以及右手定则易混的特点,复习时要通过比较、区别、反复练习的方法,从而达到准确应用．4．带电粒子在匀强磁场中的运动是本章的重点,涉及带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题要按“定圆心描轨迹,找关系求半径,定角度求时间”的顺序根据几何关系和运动学方程求解．第1讲磁场及其对电流的作用知识点一磁场、磁感应强度1．磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用．(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向．2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向．(2)大小：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)．(3)方向：小磁针静止时N极的指向．(4)单位：特斯拉(T)．3．匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场．(2)特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线．知识点二磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1．磁感线在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致．2．几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场(如图所示)(2)电流的磁场知识点三安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1．安培力的大小F＝ILB sinθ(其中θ为B与I之间的夹角)(1)磁场和电流垂直时：F＝BIL.(2)磁场和电流平行时：F＝0.2．安培力的方向左手定则判断：(1)伸出左手,让拇指与其余四指垂直,并且都在同一个平面内．(2)让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流方向．(3)拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．1．思考判断(1)根据磁感应强度的定义式B＝FIL可知,磁感应强度B与F成正比,与IL成反比．( ×)(2)一小段通电导线放在磁感应强度为零处,它所受的磁场力一定为零．( √)(3)一小段通电导线在某处不受磁场力的作用,则该处的磁感应强度一定为零．( ×)(4)磁场中某处磁感应强度的方向,与通电导线在该处所受磁场力的方向相同．( ×)(5)通电导线在磁感应强度越大的地方所受安培力越大．( ×)(6)安培力方向一定与电流方向垂直,不一定与磁场方向垂直．( ×)2.磁场中某区域的磁感线如图所示,则( C )A．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大B．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小C．a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a<B bD．a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a>B b解析：a处的磁感线比b处稀疏,则a点磁感应强度比b点小,所以B a<B b,选项C正确,D 错误；将一小段通电导线放入磁场时,当通电导线垂直磁场时,受到的磁场力最大,平行磁场时受磁场力为零,虽然B a<B b,但是无法比较导线所受的磁场力的大小,选项A、B错误．3．下列关于小磁针在磁场中静止时的指向,正确的是( C )解析：根据在磁体外部同名磁极相互排斥可知选项A错误；应用安培定则可知环形电流中心线上的磁场方向由右向左,小磁针N极受到的磁场力向左,选项B错误；根据安培定则可知通电螺线管内部磁场向右,内部小磁针N极受到的磁场力向右,选项C正确；根据安培定则可知通电直导线右边磁场向里,小磁针N极应向里,选项D错误．4．如图是“探究影响通电导体在磁场中受力的因素”的实验示意图．三块相同的蹄形磁铁并列放置在水平桌面上,导体棒用图中1、2、3、4轻而柔软的细导线悬挂起来,它们之中的任意两根与导体棒和电源构成回路．认为导体棒所在位置附近为匀强磁场,最初导线1、4接在直流电源上,电源没有在图中画出．关于接通电源时可能出现的实验现象,下列叙述正确的是( B )A．改变电流方向同时改变磁场方向,导体棒摆动方向将会改变B．仅改变电流方向或者仅改变磁场方向,导体棒摆动方向一定改变C．增大电流同时改变接入导体棒上的细导线,接通电源时,导体棒摆动幅度一定增大D．仅拿掉中间的磁铁,导体棒摆动幅度不变解析：根据左手定则,安培力垂直导体棒向右或向左,如果同时改变磁场方向和导体棒中电流方向,安培力方向不变,故导线的摆动方向不变,故A错误；根据左手定则,安培力垂直导体棒向右或向左,如果仅仅改变磁场方向或者导体棒中电流方向,安培力方向一定反向,故导线的摆动方向改变,故B正确；增加电流、同时减少受力的长度,根据F＝BIL,安培力可能不变,故摆动幅度不一定增加,故C错误；拿掉中间的磁体,减少受力的长度,根据F＝BIL,安培力减小,故摆动的幅度减小了,故D错误；故选B.5．如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度．下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等,将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态．若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是( A )解析：由安培力F＝BIL可知,线圈在磁场中的有效长度越大,天平越容易失去平衡,故A 正确．考点1 安培定则的应用与磁场叠加1．安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.因果原因(电流方向)结果(磁场方向) 磁场直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指2．磁场叠加问题的解题思路(1)确定磁场场源,如通电导线．(2)定位空间中需求解磁场的点,利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图所示为M、N在c点产生的磁场B M、B N.(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中的合磁场B.如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l .在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时,纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零,如果让P 中的电流反向、其他条件不变,则a 点处磁感应强度的大小为( )A ．0 B.33B 0 C.233B 0 D ．2B 0【分析】 由P 中电流反向前B a ＝0分析得出P 、Q 导线在a 点处的合磁场的磁感应强度与B 0等大反向,进而确定B 0的方向是解题的关键．【解析】 导线P 和Q 中电流I 均向里时,设它们在a 点处的磁感应强度大小B P ＝B Q ＝B 1,如图所示,则其夹角为60°,它们在a 点的合磁场的磁感应强度平行于PQ 向右,大小为3B 1.又根据题意B a ＝0,则B 0＝3B 1,且B 0平行于PQ 向左．若P 中电流反向,则B P 反向,大小不变,B Q 和B P 夹角为120°,合磁场的磁感应强度大小为B 1′＝B 1(方向垂直于PQ 向上),a 点处合磁场的磁感应强度B ＝B 20＋B 1′2＝233B 0,则A 、B 、D 项均错误,C 项正确．【答案】 C 高分技法分析磁场叠加的思路 1根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向,注意分清“因——电流方向”和“果——磁场方向”.2磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向. 3磁感应强度是矢量,多个通电导体产生的磁场叠加时,合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和.1．如图所示,完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置,甲的圆心为O 1,乙的圆心为O 2,在两环圆心所在的直线上有a 、b 、c 三点,其中aO 1＝O 1b ＝bO 2＝O 2c ,此时a 点的磁感应强度大小为B 1,b 点的磁感应强度大小为B 2.当把环形电流乙撤去后,c 点的磁感应强度大小为( A )A ．B 1－B 22B ．B 2－B 12C ．B 2－B 1D.B 13解析：本题考查环形电流产生的磁场的叠加问题．对于图中单个环形电流,根据安培定则,其在中轴线上产生的磁场的方向均向左,故c 点的磁场方向向左．设aO 1＝O 1b ＝bO 2＝O 2c ＝r ,设单个环形电流在距离中点r 位置的磁感应强度为B 1r ,在距离中点3r 位置的磁感应强度为B 3r ,因此有a 点处的磁感应强度为B 1＝B 1r ＋B 3r ；b 点处的磁感应强度为B 2＝B 1r ＋B 1r ；当撤去环形电流乙后,c 点处的磁感应强度为B c ＝B 3r ＝B 1－12B 2,故选A.2.1820年4月,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．已知通电长直导线周围某点的磁感应强度B ＝k I r,即磁感应强度B 与导线中的电流I 成正比、与该点到导线的距离r 成反比．如图所示,两根平行长直导线相距为x 0,分别通以大小不等、方向相同的电流,已知I 1>I 2.规定磁场方向垂直纸面向里为正,在O ～x 0区间内磁感应强度B 随x 变化的图线可能是下列选项中的( A )解析：本题考查磁场的叠加与磁感应强度的图象问题．根据安培定则可得左边通电导线产生的磁场在两根导线之间的方向垂直纸面向里,右边通电导线产生的磁场在两根导线之间的方向垂直纸面向外,离导线越远磁场越弱,因I 1>I 2,则磁场为零的点在两根导线中间位置右侧．靠近左侧导线的位置磁场向里；靠近右侧的位置的磁场方向向外,由于规定B 的正方向为垂直纸面向里,所以在O ～x 0区间内磁感应强度B 随x 变化的图线应为A 图,选项A 正确,B 、C 、D 错误．考点2 安培力及通电导体在安培力作用下的运动题型1 安培力的大小和方向如图所示,水平导轨接有电源,导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a 、b 、c ,其中b 最短,c 为直径与b 等长的半圆,导体的电阻与其长度成正比,导轨电阻不计．现将装置置于竖直向下的匀强磁场中,接通电源后,三根导体棒中均有电流通过,则它们受到的安培力的大小关系为( )A ．F a >F b ＝F cB ．F a ＝F b >F cC ．F a ＝F b ＝F cD ．F b >F a >F c【解析】 本题考查安培力计算中的有效长度问题．设a 、b 两棒的长度分别为L a 和L b ,C 的直径为d ；由于导体棒都与匀强磁场垂直,则a 、b 两棒所受的安培力大小分别为F a ＝BI a L a ,F b ＝BI b L b ；因I a ＝U ρL a S ＝US ρL a ,则F a ＝BI a L a ＝B US ρL a L a ＝BUS ρ；因I b ＝U ρL b S＝US ρL b ,则F b ＝BI b L b ＝B USρL b L b ＝BUS ρ；因I c ＝U ρπL b 2S ＝2USρπL b(c 的直径大小为L b ),则c 棒所受安培力大小为F c ＝BI c L b ＝B2US ρπL b L b ＝2BUSπρ,则F a ＝F b >F c ,故选B.【答案】 B 高分技法不规则形状通电导线的安培力的计算方法(1)常规方法：采用分段法或微元法,先求出每段直导线或每个电流元受到的安培力,再运用力的矢量合成法则求出总的安培力．(2)等效长度法：如图所示的虚线,把“导线两端连接的长度”L 代入安培力公式F ＝BIL 中．3.(2019·全国卷Ⅰ)如图,等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M 、N 与直流电源两端相接．已知导体棒MN 受到的安培力大小为F ,则线框LMN 受到的安培力的大小为( B )A ．2FB ．1.5FC ．0.5FD ．0解析：设三角形边长为l ,通过导体棒MN 的电流大小为I ,则根据并联电路的规律可知通过导体棒ML 和LN 的电流大小为I2,如图所示,依题意有F ＝BIl ,则导体棒ML 和LN 所受安培力的合力为F 1＝12BIl ＝12F ,方向与F 的方向相同,所以线框LMN 受到的安培力大小为1.5F ,选项B正确．题型2 通电导线在安培力作用下的运动一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,如图所示．当两线圈中通以图示方向的电流时,从左向右看,线圈L1将( )A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．在纸面内平动【解析】方法1(电流元法)：把线圈L1沿水平转动轴分成上、下两部分,每一部分又可以看成无数段直线电流元,电流元处在L2产生的磁场中,根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上,由左手定则可得,上半部分电流元所受安培力均指向纸外,下半部分电流元所受安培力均指向纸内,因此从左向右看线圈L1将顺时针转动．方法2(等效法)：把线圈L1等效为小磁针,该小磁针刚好处于环形电流I2的中心,小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向,由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心处竖直向上,而L1等效成小磁针后,转动前,N极指向纸内,因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上,所以从左向右看,线圈L1将顺时针转动．方法3(结论法)：环形电流I1、I2不平行,则一定有相对转动,直到两环形电流同向平行为止．据此可得,从左向右看,线圈L1将顺时针转动．【答案】 B高分技法常用判断方法4.如图所示,在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈,线圈与水平磁铁位于同一平面内,当线圈中电流沿图示方向流动时,将会出现( D )A．线圈向磁铁平移B．线圈远离磁铁平移C．从上往下看,线圈顺时针转动,同时靠近磁铁D．从上往下看,线圈逆时针转动,同时靠近磁铁解析：由安培定则可知,线圈外面相当于小磁针S极,里面相当于小磁针N极,因此从上往下看,线圈逆时针转动,同时靠近磁铁,D项正确．考点3 安培力与动力学综合问题题型1 安培力作用下的平衡问题如图所示,水平导轨间距为L＝0.5 m,导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m ＝1 kg,电阻R0＝0.9 Ω,与导轨接触良好；电源电动势E＝10 V,内阻r＝0.1 Ω,电阻R＝4 Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5 T,方向垂直于ab,与导轨平面成夹角α＝53°；ab与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮摩擦不计,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度g取10 m/s2,ab处于静止状态．已知sin53°＝0.8,cos53°＝0.6.求：(1)通过ab的电流大小和方向；(2)ab受到的安培力大小；(3)重物重力G的取值范围．【解析】(1)I＝ER＋R0＋r＝2 A,方向由a到b.(2)F＝BIL＝5 N.(3)受力如图所示,f m＝μ(mg－F cos53°)＝3.5 N.当最大静摩擦力方向向右时,F T＝F sin53°－f m＝0.5 N当最大静摩擦力方向向左时,F T＝F sin53°＋f m＝7.5 N所以0.5 N≤G≤7.5 N.【答案】(1)2 A 方向由a到b(2)5 N(3)0.5 N≤G≤7.5 N高分技法安培力作用下导体的平衡问题的分析思路1基本思路①选定研究对象：通电导线或导体棒.②变三维为二维：画出平面受力分析图,其中安培力的方向要用左手定则来判断.,注意：安培力垂直于电流和磁场方向决定的平面.③列方程求解：根据力的平衡条件列方程.5.(多选)如图,ab、cd是两根长度均为L＝4.0 m,质量分别为m1＝0.6 kg和m2＝0.2 kg 的金属棒,两根等长的细金属杆将两节干电池与两个金属棒串联成闭合回路(不计电池和细金属杆的重力),整个回路用绝缘细线悬挂在天花板上,保证金属棒水平．整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B＝1.0 T,电路中的电流I＝0.5 A,待系统稳定之后(金属棒、细金属杆在力的作用下不会发生形变,取g＝10 m/s2),则( AC )A．绝缘细线与竖直方向的夹角为0°B．绝缘细线与竖直方向的夹角为45°C．细金属杆与竖直方向的夹角为45°D．细金属杆与竖直方向的夹角为90°解析：以整体为研究对象,整体总共受到四个力的作用,水平方向上,两金属棒受到大小均为F＝BIL、方向相反的安培力,这两个力互相平衡；竖直方向上,绝缘细线的拉力与总重力平衡,因为重力的方向竖直向下,所以绝缘细线的拉力一定是竖直向上,也就是说,绝缘细线与竖直方向的夹角为0°,A正确,B错误；以cd棒为研究对象,cd棒受三个力而平衡,安培力F ＝BIL＝1×0.5×4 N＝2 N,cd棒的重力m2g＝0.2×10 N＝2 N,由平衡条件得F＝m2g tanθ,解得θ＝45°,即细金属杆与竖直方向的夹角为45°,C正确,D错误．题型2 动力学和能量观点的综合应用(多选)如图甲所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为L,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,垂直于导轨放置一根均匀金属棒,从t＝0时刻起,棒上有如图乙所示的持续交变电流I,周期为T,最大值为I m,图甲中I所示方向为电流正方向,则金属棒( )A．一直向右移动B．速度随时间周期性变化C．受到的安培力随时间周期性变化D．受到的安培力在一个周期内做正功【解析】由左手定则可判断,金属棒一开始向右做匀加速运动,当电流反向以后,金属棒开始做匀减速运动,经过一个周期,速度变为0,然后重复上述运动,选项A、B正确；安培力F＝BIL,由图象可知,前半个周期内安培力水平向右,后半个周期内安培力水平向左,之后不断重复,选项C正确；一个周期内,金属棒初、末速度相同,由动能定理可知安培力在一个周期内做功为零,选项D错误．【答案】ABC6．(多选)如图所示为电磁轨道炮的工作原理图．待发射弹体与轨道保持良好接触,并可在两平行轨道之间无摩擦滑动．电流从一条轨道流入,通过弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与电流I 成正比．通电的弹体在安培力的作用下滑行L 后离开轨道,则下列说法正确的是( BD )A ．弹体向左高速射出B ．I 变为原来的2倍时,弹体射出的速度也变为原来的2倍C ．弹体的质量变为原来的2倍时,射出的速度也变为原来的2倍D ．L 变为原来的4倍时,弹体射出的速度变为原来的2倍解析：根据安培定则可知,弹体处的磁场方向垂直于轨道平面向里,再利用左手定则可知,弹体受到的安培力水平向右,所以弹体向右高速射出,选项A 错误；设B ＝kI (其中k 为比例系数),轨道间距为l ,弹体的质量为m ,射出时的速度为v ,则安培力为F ＝BIl ＝kI 2l ,根据动能定理有FL ＝12mv 2,联立可得v ＝I2klLm,选项C 错误,B 、D 正确．。
第九章磁场★★★考情微解读★★★第1讲磁场及其对电流的作用见学生用书P143微知识1 磁场、磁感应强度1．磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。
(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向。
2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。
(2)大小：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)。
(3)方向：小磁针静止时N极的指向。
(4)单位：特斯拉(T)。
3．匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。
(2)特点：匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线。
微知识2 磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1．磁感线(1)磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致。
(2)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布(如图所示)条形磁铁蹄形磁铁2．电流的磁场微知识3 安培力1．安培力的大小当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝BIL sinθ，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：(1)磁场和电流垂直时：F＝BIL。
(2)磁场和电流平行时：F＝0。
2．安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内。
让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
(2)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面。
一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
)1．磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致。
(×)2．磁感线是客观存在的，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
(×)3．通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零。
(×)4．垂直磁场放置的线圈面积减小时，穿过线圈的磁通量可能增大。
配餐作业（二十五）磁场及其对电流的作用f见学生用书P357A组?基础巩固题1.指南针是我国古代四大发明之一。
当指南针上方有一条水平放置的通电导线时，其N极指向变为如图实线小磁针所示。
贝I）对该导线电流的以下判断正确的是（）北东A.可能东西放置，通有由东向西的电流B.可能东西放置，通有由西向东的电流C.可能南北放置，通有由北向南的电流D.可能南北放置，通有由南向北的电流解析若导线东西放置，通有由东向西的电流，根据安培定则可知，小磁针所在处合磁场方向将在南北方向上，其不会出现图示情况, 故A项错误；若导线东西放置，通有由西向东的电流，根据安培定则可知，小磁针N极不偏转，故B项错误；若导线南北放置，通有由北向南的电流时，根据安培定则可知，小磁针N极将顺时针偏转, 可转向图中实线所示位置，故C项正确；若导线南北放置，通有由南向北的电流，根据安培定则可知，小磁针N极将逆时针偏转，指向西北方，故D项错误。
答案C2.（2018-资阳月考）侈选）如图所示，一根重力G=O?1N、长1=1 m的质量分布均匀的导体血，在其中点弯成”=60。
角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端a、方悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均为竖直状态，当导体中通过1=1 A的电流时，两根弹簧比原长各缩短了Ax=0.01 m,已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小B=0?4T,贝！|（A.导体中电流的方向为b-aB.每根弹簧的弹力大小为0.10 NC.弹簧的劲度系数k=5N/mD?若导体中不通电流，则弹簧伸长0.02 m解析当导体中通过7=1 A的电流时，两根弹簧比原长缩短，安培力方向向上，由左手定则，导体中电流的方向为b^a9故A项正确；通电后，导体棒的有效长度1冇=扌=0?501,受到的安培力巧=IL有B =1XO?5XO.4N=O?2N,据受力分析G+2F=F A9解得F=0.05 N,每根弹簧的弹力大小为0.05 N,故B项错误；据F=kXx解得R=5N/m,故C项正确；若导体中不通电流，则G=2F2, F2=k\x2 解得A X2=0.01 m,弹簧伸长0.01 m,故D项错误。
2019版高考物理一轮复习第九章磁场课后分级演练25 磁场及磁场对电流的作用力编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019版高考物理一轮复习第九章磁场课后分级演练25 磁场及磁场对电流的作用力）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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课后分级演练（二十五）磁场及磁场对电流的作用力【A级—-基础练】1。
磁场中某区域的磁感线如图所示,则（)A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a〉B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a〈B bC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小解析：A 磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、I、L和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C、D错误；由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出B a>B b，所以A 正确，B错误．2。
（多选)如图，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流；a、b、c是导线所在平面内的三点,左侧导线与它们的距离分别为错误!、l和3l。
关于这三点处的磁感应强度,下列判断正确的是（）A．a处的磁感应强度大小比c处的大B．b、c两处的磁感应强度大小相等C．a、c两处的磁感应强度方向相同D．b处的磁感应强度为零解析：AD 对于通电直导线产生的磁场，根据其产生磁场的特点及安培定则,可知两导线在b处产生的磁场等大反向，合磁场为零，B错误，D正确;两导线在a、c处产生的磁场都是同向叠加的,但方向相反，C错误;由于a离导线近，a处的磁感应强度比c处的大，A正确．3.(2017·德州模拟）指南针是我国古代的四大发明之一．当指南针静止时，其N极指向如图中虚线(南北向）所示，若某一条件下该指南针静止时N极指向如图实线（N极指向北偏东)所示．则以下判断正确的是（）A．可能在指南针上面有一导线东西放置，通由东向西的电流B．可能在指南针上面有一导线东西放置，通由西向东的电流C．可能在指南针上面有一导线南北放置，通由北向南的电流D．可能在指南针上面有一导线南北放置，通由南向北的电流解析：C 若指南针静止时N极指向北偏东方向，则有一指向东的磁场,由安培定则知，可能在指南针上面有一导线南北放置，通有由北向南的电流，故C正确．4.如图所示，一通电金属环固定在绝缘的水平面上，在其左端放置一可绕中点O自由转动且可在水平方向自由移动的竖直金属棒,中点O与金属环在同一水平面内，当在金属环与金属棒中通有图中所示方向的电流时,则（)A．金属棒始终静止不动B．金属棒的上半部分向纸面外转，下半部分向纸面里转，同时靠近金属环C．金属棒的上半部分向纸面里转，下半部分向纸面外转，同时靠近金属环D．金属棒的上半部分向纸面里转，下半部分向纸面外转，同时远离金属环解析：B 由通电金属环产生的磁场特点可知,其在金属棒的上半部分产生有水平向左的磁场分量,由左手定则可判断金属棒上半部分受到方向向外的安培力，故向纸面外转；同理可判断金属棒的下半部分向纸面里转．当金属棒开始转动到转至水平面时，由同向电流相吸,反向电流相斥可知，金属棒在靠近金属环,B正确．5.(多选）在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B，沿边缘内壁放一个圆环形电极A，把A、B分别与电源的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，现把玻璃皿放在如图所示的磁场中,液体就会旋转起来．若从上向下看，下列判断正确的是( ）A．A接电源正极,B接电源负极，液体顺时针旋转B．A接电源负极，B接电源正极，液体顺时针旋转C．A、B与50 Hz的交流电源相接，液体不会持续旋转D．仅磁场的N、S极互换后，重做该实验发现液体旋转方向不变解析：AC 若A接电源正极,B接电源负极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场竖直向下，由左手定则可知,导电液体受到的磁场力沿顺时针方向，因此液体沿顺时针方向旋转，故A正确；同理，若B接电源正极，A接电源负极，根据左手定则可知,液体沿逆时针方向旋转；A、B与50 Hz的交流电源相接，液体受到的安培力变化频繁，因而液体没有明显的持续旋转，故C正确；若磁场的N、S极互换后，重做该实验发现液体旋转方向变化，故D错误．6.如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度．下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态．若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是（）解析：A 本题考查法第电磁感应定律，磁场对电流的作用，意在考查考生应用电磁感应规律和磁场对电流的作用规律进行推理的能力．当磁场发生微小变化时，回路中产生感应电流，根据E＝n错误!S分析，回路A中产生的感应电动势最大，感应电流最大，线圈在磁场中的有效长度L也最长,由F＝nBIL可知，A受到的安培力最大，最容易失去平衡，A项正确．7.如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的正中央上方固定一直导线，导线与磁铁垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流,则下列说法错误的是（)A．磁铁对桌面的压力增大B．磁铁对桌面的压力减小C．桌面对磁铁没有摩擦力D．磁铁所受的合力不变解析:B 磁铁中央上方磁场方向水平向左,根据左手定则，电流受安培力方向竖直向上，如图，根据牛顿第三定律，电流对磁铁作用力方向竖直向下，故磁铁对桌面的压力增大，桌面对磁铁没有摩擦力，磁铁所受合力为零，A、C、D正确，B错误．8。
2019高考物理一轮复习第九章磁场课时规范练28 磁场的描述磁场对电流的作用新人教版编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019高考物理一轮复习第九章磁场课时规范练28 磁场的描述磁场对电流的作用新人教版）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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课时规范练28 磁场的描述磁场对电流的作用基础巩固组1。
(安培定则的应用)（2017·黑龙江牡丹江一中期末）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。
在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）答案B解析地磁场从地理的南极附近出来,进入地理的北极附近,除两极外,地表上空的磁场都具有向北的磁场分量。
根据安培定则，环形电流外部磁场方向向北可知,B正确。
A图在地表上空产生的磁场方向向南,故A错误。
C、D两图在地表上空产生的磁场方向沿东西方向,故C、D错误。
2.(安培定则的应用和磁场的叠加）(2017·四川成都一诊）右图为水平放置的两根等高固定长直导线的截面图，O点是两导线连线的中点,a、b是过O点的竖直线上与O点距离相等的两点,两导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流。
下列说法正确的是（)A.两导线之间存在相互吸引的安培力B。
O点的磁感应强度为零C.O点的磁感应强度方向竖直向下D。
a、b两点的磁感应强度大小相等、方向相反答案C解析同向电流相互吸引，异向电流相互排斥,A错误；两个电流在O点的磁感应强度方向都是竖直向下，不为0，B错误,C正确；a、b两点磁感强度大小相等、方向相同，D错误。
2019届高考物理一轮复习第九章磁场第一节磁场的描述磁场对电流的作用随堂检测新人教版编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019届高考物理一轮复习第九章磁场第一节磁场的描述磁场对电流的作用随堂检测新人教版）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第一节磁场的描述磁场对电流的作用1．（高考全国卷Ⅰ）关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( ）A．安培力的方向可以不垂直于直导线B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半解析:选B。
安培力的方向始终与电流方向和磁场方向垂直,选项A错误，选项B正确；由F＝BIL sin θ可知，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，选项C错误；将直导线从中点折成直角时,因磁场与导线的夹角未知，则安培力的大小不能确定,选项D错误．2．（多选）(2015·高考全国卷Ⅱ)指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法正确的是（)A．指南针可以仅具有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转解析：选BC。
指南针是一个小磁体,具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确．因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确．在地磁场中，指南针南北指向,当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误．3．(2018·湖北部分重点中学模拟)已知直线电流在其空间某点产生的磁场，其磁感应强度B的大小与电流强度成正比，与点到通电导线的距离成反比．现有平行放置的三根长直通电导线,分别通过一个直角三角形△ABC的三个顶点且与三角形所在平面垂直,如图所示，∠ACB＝60°,O为斜边的中点．已知I1＝2I2＝2I3，I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B，则关于O点的磁感应强度,下列说法正确的是( ）A．大小为2B，方向垂直AB向左B．大小为2错误!B，方向垂直AB向左C．大小为2B，方向垂直AB向右D．大小为2错误!B，方向垂直AB向右解析：选B.导线周围的磁场的磁感线，是围绕导线形成的同心圆，空间某点的磁场沿该点的切线方向，即与该点和导线的连线垂直,根据右手螺旋定则,可知三根导线在O点的磁感应强度的方向如图所示．已知直线电流在其空间某点产生的磁场，其磁感应强度B的大小与电流强度成正比，与点到通电导线的距离成反比，已知I1＝2I2＝2I3，I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B,O 点到三根导线的距离相等，可知B3＝B2＝B，B1＝2B，由几何关系可知三根导线在平行于AB方向的合磁场为零,垂直于AB方向的合磁场为2错误!B。
第09章磁场高考导航学案01 磁场的描述及磁场对电流的作用知识体系知识点一、磁场、磁感应强度Ⅰ1．磁场(1) 基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。
(2) 方向：小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极受力方向。
2．磁感应强度B(1) 物理意义：描述磁场的强弱和方向。
是矢量。
(2) 定义式：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)。
单位：特斯拉，符号T。
在磁场中垂直于磁场放置电流微元IL(类似电场中的试探电荷)，但B的方向与电流微元受力方向不同。
(3) 方向：小磁针静止时N极指向。
(即某点的磁场方向与该点的磁感应强度B的方向一致)(4) 矢量叠加原理：合成时遵循平行四边形法则。
(5) 磁感应强度由磁场本身决定，不能根据定义式B＝FIL认为B与F成正比，与IL成反比。
3．匀强磁场：强弱、方向处处相同的磁场。
其磁感线是一些间隔相同的平行直线。
4．磁通量Φ(1) 公式：Φ＝BS。
(2) 适用条件：①匀强磁场；②S是垂直磁场并在磁场中的有效面积。
(3) 单位：韦伯，符号：Wb。
(4) 标量：但人为规定了正负方向。
从正面Φ1＝BS，从反面Φ2＝－BS。
(5) 磁通密度：就是磁感应强度B，其单位也可表示为Wb/m2。
(6) 磁通量变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ15．安培的分子电流假说：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种电流——分子电流。
分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于磁体的两极。
知识点二、磁感线、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ1．磁感线：是理想化模型，并非客观存在。
磁感线上某点的切线方向与该点的磁感应强度方向、该点的磁场方向一致，疏密表示磁感应强度的大小。
2．电流的磁场：(1) 电流的磁效应：奥斯特发现电流周围存在磁场，首次揭示了电和磁的联系。
(2) 安培定则：（用右手）①通电直导线：右手握导线，让大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁场的环绕方向。
板块三限时规范特训时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。
其中1～6为单选，7～10为多选)1.[2018·陕西宝鸡一模]如图所示，垂直纸面放置的两根平行长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2，纸面内的一点H到两根导线的距离相等，则该点的磁感应强度方向可能为图中的()A.B1B．B2C．B3D．B4答案C解析根据右手螺旋定则得出两电流在H点的磁场方向如图所示，根据平行四边形定则可判定H点的合磁感应强度方向可能为B3方向，C 正确。
2.[2018·郑州质量预测]目前世界上输送功率最大的直流输电工程——哈(密)郑(州)特高压直流输电工程已正式投运。
高压直流输电具有无感抗、无容抗、无同步问题等优点。
已知某段直流输电线长度l＝200m，通有从西向东I＝4000A的恒定电流，该处地磁场的磁感应强度B＝5×10－5T，磁倾角(磁感线与水平面的夹角)为5°(sin5°≈0.1)。
则该段导线所受安培力的大小和方向为()A.40N，向北与水平面成85°角斜向上方B.4N，向北与水平面成85°角斜向上方C.4N，向南与水平面成5°角斜向下方D.40N，向南与水平面成5°角斜向下方答案A解析地磁场方向与电流方向垂直，由安培力F＝BIl＝40N，B、C 项错误；由左手定则可知，电线所受安培力方向向北与水平面成85°角斜向上方，A项正确，D项错误。
3.[2017·郑州模拟]一条形磁铁放在光滑的斜面上，并用一质量不计的弹簧连接在顶端的挡板上，磁铁静止时弹簧的伸长量为x0，将通有方向垂直纸面向外的直导线分别放在a、b、c位置时，弹簧的伸长量分别为x a、x b、x c，已知a、b、c三点的连线与斜面平行，且b点在条形磁铁的正中央。
则下列正确的是()A.x0＝x a＝x b＝x c B．x0>x a>x b>x cC.x a>x0＝x b>x c D．x a>x b>x c>x0答案C解析由于在磁铁外部，条形磁铁的磁感线是从N极出发到S极，所以可画出磁铁在a处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，如图所示，由左手定则可判断导线在a点受斜向右下方的安培力F a，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力F a′的方向是斜向左上方，F a′有沿斜面向。
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第一节磁场及其对电流的作用（建议用时:60分钟)一、单项选择题1．(2018·山东青岛模拟）一通电直导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上，静止在水平位置(如正面图)．现在通电导体棒所处位置加上匀强磁场，使导体棒能够静止在偏离竖直方向θ角(如侧面图）的位置．如果所加磁场的强弱不同，则磁场方向的范围是(以下选项中各图均是在侧面图的平面内画出的，磁感应强度的大小未按比例画）（)解析:选C.要使导体棒能够静止在偏离竖直方向θ角（如侧面图)的位置，则安培力的范围是由竖直向上顺时针转到沿细线向下，可以竖直向上，但不能沿细线向下．再由左手定则可知磁感应强度的方向是由水平向右顺时针转到垂直于细线向下，但不能沿垂直于细线向下．所以C 图正确．2.（2018·沈阳模拟)如图所示，条形磁铁放在桌子上，一根通电直导线由S 极的上端平移至N极的过程中,导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图，则在这个过程中磁铁受到的摩擦力（保持静止）（)A．为零B．方向由向左变为向右C．方向保持不变D．方向由向右变为向左解析:选B。
由图可知通电导线所在位置的磁场的方向，根据左手定则可以判定通电导线所受安培力的方向如图所示，显然安培力有一个水平方向的分量，根据牛顿第三定律可知条形磁铁受到通电导线的安培力也有一个水平方向的分量,而由于条形磁铁保持静止，故条形磁铁所受地面的静摩擦力与安培力在水平方向的分量相互平衡．故当导线在条形磁铁的左侧上方时条形磁铁所受的静摩擦力方向向左，而当导线运动到条形磁铁的右半部分上方时条形磁铁所受地面的静摩擦力水平向右．故条形磁铁所受摩擦力的方向由向左变为向右，故B正确，A、C、D错误．3.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,如图所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将（）A．不动 B．顺时针转动C．逆时针转动D．在纸面内平动解析：选B。
练案[25]磁场及其对电流的作用一、选择题(本题共9小题，1～5题为单选，6～8题为多选)1.(2018·山东省潍坊市高三上学期期末试题)如图所示，a、b、c、d为圆O上的四个点，直径ac、bd相互垂直，两根长直导线垂直圆面分别固定在b、d处，导线中通有大小相等，垂直纸面向外的电流，关于a、O、c三点的磁感应强度，下列说法正确的是导学号 21993202( C )A. 都为零B. O点最大C. a、c两点方向相反D. a、c两点方向相同[解析] 根据右手螺旋定则，d处导线在O点产生的磁场方向水平向左，b处导线在O 点产生的磁场方向水平向右，合成后磁感应强度等于0. d在c处产生的磁场方向垂直于cd 偏左上，b在c处产生的磁场方向垂直bc偏右上，则根据平行四边形定则，知c处的磁场方向竖直向上；同理可知，a处的磁场方向竖直向下；则选项C正确，ABD错误．故选C。
2．(2018·陕西省西安地区八校联考)半径为R的环形金属圆线圈位于水平面上，共有n匝，处于某一匀强磁场中，如图所示，图中虚线与圆线圈的中轴线重合，虚线左侧区域充满磁场(圆线圈的一半在磁场内)，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于水平面向下。
当线圈中通以大小为I的电流时，线圈受到的安培力的大小为导学号 21993203( D ) A．nBIR B．πnBIRC．2πnBIR D．2nBIR[解析] 磁场与线圈垂直，每匝线圈在磁场中的有效长度为2R，所受安培力为2BIR，故n匝线圈所受安培力为2nBIR，D项正确。
3.(2018·江西南昌检测)如图所示，两根长直导线a和b平行放置，分别通有大小为I、2I的电流，电流方向相反，此时导线b受到的磁场力大小为F。
当加入一与导线所在于面垂直的匀强磁场后，导线b受到的磁场力为零，则此时a受到的磁场力大小为导学号 21993204( A )A ．F 2B ．FC ．3F 2D ．2F[解析] 电流方向相反的通电导线相互排斥，导线b 受到向下的磁场力大小为F ，a 受到向上的磁场力为F ，当加上匀强磁场后，导线b 受到匀强磁场的作用力向上且大小为F ，a 受到匀强磁场的作用力向下且大小为F 2，所以a 受到的合力为F 2，方向向上，故A 项正确，B 、C 、D 项错误。
4．(2018·湖南株州月考)质量为m 、长度为l 的金属棒MN 两端由绝缘且等长轻质细线水平悬挂，处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B 。
开始时细线竖直，当金属棒中通以恒定电流后，金属棒从最低点向右开始摆动，若已知细线与竖直方向的最大夹角为60°，如图所示，则棒中电流导学号 21993205( B )A ．方向由M 向N ，大小为3mg 3Bl B ．方向由N 向M ，大小为3mg 3Bl C ．方向由M 向N ，大小为3mg Bl D ．方向由N 向M ，大小为3mg Bl[解析] 金属棒从最低点向右开始摆动，可知金属棒受的安培力方向水平向右，由左手定则可知MN 中电流的方向由N 向M ，对该过程应用动能定理：BIl ·L sin60°－mgL (1－cos60°)＝0，解得I ＝3mg 3Bl，选项B 正确。
5．(2018·福建漳州联考)如图所示，等边三角形ACD 的三个顶点处分别有垂直于纸面的长直导线，三处的导线都通以大小为I 的电流，方向如图所示，O 为三角形外接圆的圆心。
已知通电直导线周围空间某点的磁感应强度B ＝k Ir，其中r 为该点到导线的垂直距离。
当只有A 、D 处导线中通有电流时，它们在O 处产生的磁感应强度为B 0；则当A 、D 、C 三处导线都通有电流时，三根导线在O 处产生的磁感应强度为导学号 21993206( D )A ．0B ．2B 0C ．2B 0D ．233B 0 [解析] 分别作出A 、D 处两根导线在O 点的磁感应强度方向，大小均设为B 1，则合磁感应强度B ′＝2B 1cos30°＝3B 1＝B 0，而三根导线共同在O 处产生的磁感应强度应为B ″＝2B 1，所以B ″＝23B 03，D 正确，A 、B 、C 错误。
6．(2018·江西期中)如图所示，两平行导轨ab 、cd 竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ 放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触。
现在金属棒PQ 中通以变化的电流I ，同时释放金属棒PQ 使其运动。
已知电流I 随时间的变化关系为I ＝kt (k 为常数，k >0)，金属棒与导轨间存在摩擦。
则下面关于棒的速度v 、加速度a 随时间变化的关系图象中，可能正确的有导学号 21993207( AD )[解析] 对金属棒受力分析：受竖直向下的重力mg、垂直于导轨向里的安培力BIL、垂直于导轨向外的弹力N、竖直向上的摩擦力f。
N＝BIL＝BL·kt①，mg－f＝ma②，f＝μN ③，把①③代入②得：mg－μBL·kt＝ma，加速度先向下减小，当mg＝f时，加速度为零，速度最大，然后加速度反向逐渐增大，速度逐渐减小最后速度为零，金属棒静止。
所以A、D正确。
7．(2018·吉林省重点中学检测)如图所示，置于水平地面上的斜面体区域内加有竖直向上的匀强磁场，有一根长为L、质量为m的细导体棒被水平放在斜面体上，当导体中通有方向垂直纸面向里、大小为I的恒定电流时，导体和斜面体处于静止状态，已知斜面的倾角为θ，下列说法中正确的是导学号 21993208( BD )A．斜面体一定受地面水平向右的摩擦力作用B．斜面体对导体的作用力大小为BIL2＋mg2C．斜面体对导体的作用力大小为BIL sinθ＋mg cosθD．斜面体对导体的摩擦力的大小可能为BIL cosθ－mg sinθ[解析] 以导体棒和斜面体整体为研究对象，水平方向上受到水平向右的安培力作用，根据平衡条件，斜面体受到水平向左的摩擦力，选项A错误；斜面体对导体的作用力可以等效为一个力，根据三力平衡的条件，斜面体对导体的作用力大小为BIL2＋mg2，选项B正确，C错误；当安培力F较大时，导体有向上滑的趋势，此时摩擦力方向沿斜面向下，大小为BIL cosθ－mg sinθ，选项D正确。
8.(2018·四川省资阳市12月月考)如图所示，一根重力G＝0.1N、长L＝1m的质量分布均匀的导体ab，在其中点弯成θ＝60°角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端a、b 悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均为竖直状态，当导体中通过I＝1A的电流时，两根弹簧比原长各缩短了Δx ＝0.01m ，已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小B ＝0.4T ，则导学号21993209( AC )A ．导体中电流的方向为b →aB ．每根弹簧的弹力大小为0.10NC ．弹簧的劲度系数k ＝5N/mD ．若导体中不通电流，则弹簧伸长0.02m[解析] 当导体中通过I ＝1A 的电流时，两根弹簧比原长缩短，安培力方向向上，则左手定则，导体中电流的方向为b →a ，故A 项正确；通电后，导体棒的有效长度L 有＝L2＝0.5m ，受到的安培力F A ＝IL 有B ＝1×0.5×0.4N＝0.2N ，据受力分析G ＋2F ＝F A 解得F ＝0.05N ，每根弹簧的弹力大小为0.05N ，故B 项错误；据F ＝k Δx 解得k ＝5N/m ，故C 项正确；若导体中不通电流G ＝2F 2，F 2＝k Δx 2，解得：Δx 2＝0.01m ，弹簧伸长0.01m ，故D 项错误。
二、非选择题9．(2018·山西四校联考)如图，一长为10 cm 的金属棒ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.1T ，方向垂直于纸面向里，弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘。
金属棒通过开关与一电动势为12V 的电池相连，电路总电阻为2Ω。
已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm ；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm 。
重力加速度大小取10m/s 2。
判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。
导学号 21993210答案：竖直向下 0.01kg[解析] 金属棒通电后，闭合回路电流I ＝U R ＝122A ＝6 A ，导体棒受到安培力F ＝BIL ＝0.06 N 。
根据安培定则可判断金属棒受到安培力方向竖直向下，开关闭合前2×k ×0.5×10－2 ＝mg ，开关闭合后2×k ×(0.5＋0.3)×10－2 ＝mg ＋F ，解得m ＝0.01 kg 。
10．(2018·山东省菏泽市高三上学期期末)如图所示，在倾角为θ＝37°的斜面上，固定一宽为L ＝1.0m 的平行金属导轨．现在导轨上垂直导轨放置一质量m ＝0.4kg 、电阻R 0＝2.0Ω、长为1.0m 的金属棒ab ，它与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5.整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B ＝2T 的匀强磁场中。
导轨所接电源的电动势为E ＝12V ，内阻r ＝1.0Ω，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑动变阻器的阻值符合要求，其他电阻不计，取g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。
现要保持金属棒在导轨上静止不动，求：导学号 21993211(1)金属棒所受安培力的取值范围；(2)滑动变阻器接入电路中的阻值范围．答案：(1)811N ≤F ≤8N (2)0≤R ≤30Ω [解析] (1)当金属棒刚好达到向上运动的临界状态时，金属棒受到的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向下，设金属棒受到的安培力大小为F 1，其受力分析如图甲所示。
则有F N ＝F 1sin θ＋mg cos θ，F 1cos θ＝mg sin θ＋f max ，f max ＝μF N以上三式联立并代入数据可得F 1＝8N当金属棒刚好达到向下运动的临界状态时，设金属棒受到的安培力大小为F 2，其受力分析如图乙所示。
则有F N ＇＝F 2sin θ＋mg cos θ，F 2cos θ＋f max ＇＝mg sin θ，f max ＇＝μF N ＇以上三式联立并代入数据可得F 2＝811N所以金属棒受到的安培力的取值范围为811N ≤F ≤8N (2)因磁场与金属棒垂直，所以金属棒受到的安培力为F ＝BIL ，因此有I ＝F BL，由安培力的取值范围可知电流的取值范围为411A ≤I ≤4A 设电流为I 1＝411A 时滑动变阻器接入电路中的阻值为R 1，由闭合电路欧姆定律，有E －I 1r ＝I 1(R 0＋R 1)，代入数据可得R 1＝30Ω电流为I 2＝4A 时滑动变阻器接入电路中的阻值为R 2，由闭合电路欧姆定律，有E －I 2r ＝I 2(R 0＋R 2)，代入数据可得R 2＝0所以滑动变阻器接入电路中的阻值范围为0≤R ≤30Ω11．(2018·四川省泸县高三上学期第三次理综)在倾角为α的斜面上，置一通有电流I 、长为L 、质量为m 的导体棒，在斜面区域加上垂直于斜面向上的磁场，导体棒保持静止，如图所示，重力加速度为g ，问导学号21993212(1)若斜面光滑，则所加磁场的磁感应强度为多大？(2)若斜面不光滑，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，动摩擦因数为μ，导体棒仍保持静止，则所加磁场的磁感应强度的最大值为多少？答案：(1)B ＝mg sin αIL (2)mg α＋μcos αIL[解析] (1)对导体棒受力分析得：F 安＝mg sin α，又因为F 安＝BIL解得：B ＝mg sin αIL。
