2019年度高三物理一轮复习练习：第九章第1讲 磁场及其对电流的作用Word版含解析

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第1讲磁场及其对电流的作用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。

B1 B．B2 C．B3 D．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＝200 m,通有从西向东I＝4000 A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.40 N，向北与水平面成85°角斜向上方B。

4 N，向北与水平面成85°角斜向上方C.4 N，向南与水平面成5°角斜向下方D。

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。

基础课1磁场的描述及磁场对电流的作用知识点一、磁场磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向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.3．几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场（如图1所示）图1(2)电流的磁场知识点二、磁感应强度1．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。

（2)大小：B＝错误!（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)。

2．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(1)磁场和电流垂直时：F＝BIL。

（2)磁场和电流平行时：F＝0。

2．安培力的方向图2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。

[思考判断］(1）磁场中某点磁感应强度的大小,跟放在该点的试探电流元的强弱有关。

（）（2）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。

（）(3)在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大。

() (4）相邻两条磁感线之间的空白区域磁感应强度为零。

（)（5)将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。

（)(6)由定义式B＝FIL可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小。

()(7）安培力可能做正功，也可能做负功.（）答案(1)×(2）×（3）√(4）×(5）×（6)×（7)√磁场及安培定则的应用1．理解磁感应强度的三点注意（1）磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式B＝FIL认为B与F成正比，与IL成反比。

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。

高效演练·创新预测1.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】选A。

因为磁场相同,导体中电流大小一样,根据F=BIL知,导体的有效长度越大,磁场变化时产生的安培力变化越大,导致天平失去平衡,图中A对应的有效长度最大。

【加固训练】如图所示,长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上,劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定,另一端拴在棒的中点,且与棒垂直,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,弹簧伸长x,棒处于静止状态。

则( )A.导体棒中的电流方向从b流向aB.导体棒中的电流大小为C.若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,x变大D.若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度,x变大【解析】选B。

由左手定则可知,导体棒中的电流方向从a流向b,A 错误;由BIL=kx可得导体棒中的电流大小为I=,B正确;若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,或缓慢逆时针转过一小角度,导体棒沿水平方向所受安培力变小,故x都变小,C、D错误。

2.如图所示,O为圆心,和是半径分别为ON、OM的同心圆弧,在O处垂直纸面有一载直流导线,电流方向垂直纸面向外,用一根导线围成如图KLMN所示的回路,当回路中沿图示方向通过电流时(电源未在图中画出),此时回路 ( )A.将向左平动B.将向右平动C.将在纸面内绕通过O点并垂直纸面的轴转动D.KL边将垂直纸面向外运动,MN边垂直纸面向里运动【解析】选D。

因为通电直导线的磁感线是以O为圆心的一组同心圆,磁感线与电流一直平行,所以KN边、LM边均不受力。

根据左手定则可得,KL边受力垂直纸面向外,MN边受力垂直纸面向里,故D正确。

3.(新题预测)一段长0.2 m,通有2.5 A电流的直导线,关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况,正确的是 ( )A.如果B=4 T,F一定是2 NB.如果F=0,B也一定为零C.如果B=4 T,F有可能是1 ND.如果F有最大值时,通电导线一定与B平行【解析】选C。