2016物理大一轮复习第八章 磁场第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用 3年高考

[题组突破] 1．如图8－1－12所示，半径为R的圆形
线圈共有n匝，其中心位置处半径为
r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方 向垂直线圈平面．若磁感应强度为B， 则穿过线圈的磁通量为 A．πBR2 ( B．πBr2 )
C．nπBR2
D．nπBr2
解析：磁通量与线圈匝数无关；且磁感线穿过的面积为
πr2，而并非πR2，故B项对．
的长直导线，当导线中通以由左向右的电
流时，蹄形磁铁的运动情况将是 A．静止不动 B．向纸外平动 C．N极向纸外，S极向纸内转动 ( )
D．N极向纸内，S极向纸外转动
[思路点拨] 解答本题可按以下思路进行： 左手 导线左右两段 牛顿第 磁铁受 确定磁铁磁场分布 ――→ ―――→ 定则 安培力方向 三定律 力方向
[解析] 首先画出导线所在位置的磁感线分 布情况如图所示，导线左边与右边的磁场方 向不同，故把导线分为左右两部分．由左手 定则可知左边的导线受到向内的作用力，右
边的导线受到向外的作用力，所以导线左边
向内转动，右边向外转动，现在导线固定， 蹄形磁铁可以自由转动，磁铁的转动方向与 导线的转动方向相反，所以蹄形磁铁的N极向外转动，S 极向内转动，本题选C. [答案] C
的一半．
(3)多匝线圈的磁通量 多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论 线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线条数相同，而磁感 线条数可表示磁通量的大小．
(4)合磁通量求法
若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在，当 计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通 量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁 通量的代数和等于这个平面内的合磁通量．
将增大
C．若将a接电源负极，b接电源正极，弹簧测力计示数 将增大 D．若将a接电源负极，b接电源正极，弹簧测力计示数 将减小

第八章
第1节
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(2)磁感应强度由磁场本身决定，跟在该位置放入的 导线长度 L、电流 I 的大小及受到磁场的作用力均无关， F 与放不放通电导线也无关，不能根据公式 B＝IL就说 B 与 F 成正比，与 IL 成反比． (3)磁感应强度的方向是磁场中小磁针静止时 N 极所 指的方向，其大小根据电流元受力来计算．通电导线受 力的方向不是磁感应强度的方向．
【答案】
C
第八章 第1节
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题后反思 应熟练掌握电场力和安培力的大小和方向的区别， 防止简单的类比而出错．
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跟踪训练 1 的是( )
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下列关于磁感应强度大小的说法正确
A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方 向处处相同 D． 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导 线受力的大小和方向无关
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二、八种典型的磁场 1．地磁场 地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有 三 个 ： (1) 地 磁 场 的 ⑰ ________ 在 地 球 南 极 附 近 ， ⑱ ________在地球北极附近． (2)地磁场 B 的水平分量(Bx)总是从地球⑲________ 指向⑳________；而竖直分量(By)则南北相反，在南半球 垂直地面向上，在北半球垂直地面向下．
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(3)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点， 21 22 磁场强弱○________，且方向水平向○________. 2．电流的磁场 23 ○________实验发现了电流的磁效应，各种电流周 围的磁场如下：

【点拨】（1）洛伦兹力的大小与磁场的强弱、电量的大小、 速度的大小和速度方向与磁场方向的夹角都有关. （2）洛伦兹力的方向用左手定则判断，与磁场方向、带电粒 子的速度方向及带电粒子的电性都有关. （3）洛伦兹力一定与运动方向垂直，始终不做功，不改变速 度大小，只改变速度方向. 【解析】洛伦兹力的大小与带电粒子速度大小有关，而且与粒 子速度方向和磁场方向的夹角有关，A错误.洛伦兹力的方向永 远与粒子速度方向垂直，与电荷的电性有关.若电性改变，速 度大小不变，方向变为反方向，B错误.洛伦兹力不做功，粒子 动能不变，但洛伦兹力可改变粒子的运动方向，使动量的方向 不断改变，D错误.电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向 成任意夹角，C正确. 【答案】C
例4 (2010· 晋江模拟)质量为m、长度为L的导体棒MN静止
于水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度 为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图所示，求棒MN受 到的支持力和摩擦力.
【点拨】
画出导体 的截面图
对导体进行 受力分析
由力的平衡 列方程求解
【解析】求解此题容易犯的错误是认为磁感 应强度B与棒MN斜交成θ角.实际上尽管磁 感线与平面成θ角，但磁场方向与棒MN仍 是垂直的.由左手定则判断安培力的方向时， 要注意安培力的方向既垂直于电流方向又垂 直于磁场方向，即垂直于电流方向和磁场方 向所决定的平面，棒MN受力分析如图所示. 由平衡条件有水平方向：Ff=Fsin θ， 竖直方向：FN=Fcos θ+mg，且F=BIL， 从而得Ff=BILsinθ，FN=BILcosθ+mg.
【点拨】注意到磁场对通电导线的作用力与导线和磁场方向的 夹角有关. 【解析】磁感应强度B的定义式B=F/IL，式中的F应理解为检 验电流元（IL）垂直于B的方向放置时所受到的最大的磁场力， 而此题中两小段通电导线在1、2两点处是否垂直于B不能确定， 因此A、B两选项中的等式不一定成立；正因为磁场对电流作 用力的大小除与B、I、L有关外，还与导线与B的夹角有关， 因此，无法比较F1和F2的大小，所以D正确. 【答案】D

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3．[匀强磁场与两直线电流磁场的叠加] 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
2．[教科版选修3－1 P83T3](多选)通电螺线管如图所示。A为 返回 螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则
下列说法正确的是
()
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 解析：根据安培定则可知，A、B两处磁场方向向左，C处磁 场方向向右；根据通电螺线管周围的磁感线分布情况可知， B处磁感线最密，C处磁感线最疏。故选项B、C正确。 答案：BC
(√)
(6)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。
(×)
(7)1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁
针发生偏转，称为电流的磁效应。
(√)
二、选择题
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1．[粤教版选修3－1 P84T1]把一小段通电直导线放入磁场中， 导线受到安培力的作用。关于安培力的方向，下列说法中
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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：磁感线疏密程度相同、方向相同。 4．地磁场 (1)地磁场的 N 极在地理_南__极___附近，S 极在地理_北__极___ 附近。[注2] (2)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点的磁感应 强度大小__相__等__，且方向水平__向__北__。[注3]
正确的是
()
A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同