（浙江專版）2019版高考物理大一輪復習 第八章 磁場 第1課時 磁場的描述 磁場對電流的作用學案

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1、 第1課時　磁場的描述　磁場對電流的作用 [考綱要求] 知識內(nèi)容 考試要求 備考方略 必考 加試 磁現(xiàn)象和磁場 b b 1.本章內(nèi)容在學考中常以單選題形式出現(xiàn)，考查突出安培力、洛倫茲力。 2.本章內(nèi)容單獨出現(xiàn)在選考中帶電粒子在磁場（或復合場）中的運動問題；對帶電粒子的運動問題多以綜合計算題的形式出現(xiàn)，一般綜合考查受力分析、動力學關(guān)系、功能關(guān)系、圓周運動、平拋運動等知識，難度較大。 磁感應(yīng)強度 c c 幾種常見的磁場 b b 通電導線在磁場中受到的力 c d 運動電荷在磁場中受到的力 c c 帶電粒子在勻強磁場中的運動 d 一、磁

2、場及其描述 1.磁場 （1）磁場是磁體、電流周圍存在的一種特殊物質(zhì)。 （2）磁場的方向：小磁針N極所受磁場力的方向。 （3）基本特征：對放入其中的磁體、電流和運動電荷都有力的作用。 2.磁感應(yīng)強度 （1）定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受的安培力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強度。 （2）意義：磁感應(yīng)強度B是表示磁場強弱的物理量。 （3）公式：B＝，條件為：B⊥L。 （4）單位：特斯拉，簡稱特，符號是T。1 T＝1。 （5）方向：小磁針靜止時N極的指向。 3.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感應(yīng)強度方向一致。

3、 4.磁場的疊加：磁感應(yīng)強度為矢量，合成與分解遵循平行四邊形定則。 二、安培力 1.安培力的大小 （1）磁場和電流垂直時：F＝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決定的平面。 【思考判斷】 1.小磁針N極所指的方向就是該處磁場的方向（ × ） 2.磁感線是真實存在的（ × ） 3.磁感線越密表示磁場越強（

4、 √ ） 4.將通電導線放入磁場中，若不受安培力，說明該處磁感應(yīng)強度為零（ × ） 5.磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向，跟放在該點的試探電流元所受磁場力的方向一致（ × ） 6.安培力一定不做功（ × ） 7.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流可以產(chǎn)生磁場（ √ ） 考點一　磁現(xiàn)象和磁場（b/b） [要點突破] 1.幾種常見的磁場 （1）常見磁體的磁場 （2）電流的磁場 通電直導線 通電螺線管 環(huán)形電流 安培定則 立體圖 橫截面圖 縱截面圖 2.安培定則 （1）對于直線電流的磁場：右手握住通電導線，伸直的大拇指指向電流方

5、向，那么彎曲的四指的方向就是導線周圍的磁感線環(huán)繞的方向。 （2）對于環(huán)形電流的磁場：用右手握住通電的環(huán)形導線（或通電螺線管），彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，那么大拇指的指向就是環(huán)形導線軸心上（或通電螺線管內(nèi)部）的磁感線的方向。 3.電場線與磁感線的比較 電場線 磁感線 電場線的疏密程度表示該區(qū)域電場強弱（密→強；疏→弱） 磁感線的疏密程度表示該區(qū)域磁場強弱（密→強；疏→弱） 電場線由正電荷指向負電荷或無窮遠；或由無窮遠指向負電荷，是單向曲線 磁感線在磁體外部是從N極指向S極，內(nèi)部從S極指向N極。磁感線是閉合曲線 電場線互不相交、不相切 磁感線互不相交、不相切 [典例剖析

6、] 【例1】 關(guān)于電場和磁場，下列說法正確的是（　　） A.雖然電場不是客觀存在的，但是可以用試探電荷去探測它的存在和強弱 B.電場線和磁感線是可以形象描述電場強弱和方向的客觀存在的曲線 C.磁感線和電場線一樣都是閉合的曲線 D.磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，都是客觀存在的物質(zhì) 解析　電場和磁場都是客觀存在的物質(zhì)，電場線和磁感線都是假想的曲線，實際并不存在。電場線和磁感線的最大區(qū)別在于磁感線是閉合的，而電場線不是閉合的，故選項D正確。 答案　D 【例2】 如圖所示，直導線AB、螺線管C、電磁鐵D三者相距較遠，它們的磁場互不影響，開關(guān)S閉合，則小磁針的北極N

7、（黑色一端）指出磁場方向正確的是（　?。? A.a、c B.b、c C.c、d D.a、d 解析　據(jù)安培定則判斷出：（1）AB直導線磁場在小磁針a所在位置垂直紙面向外，所以小磁針a的N極指向正確；（2）C左側(cè)為N極，內(nèi)部磁場向左，所以小磁針c的N極指向正確，小磁針b的N極指向不對；（3）D左為S極，右為N極，所以小磁針d的N極指向也不正確。 答案　A [針對訓練] 1.電流的磁效應(yīng)揭示了電與磁的關(guān)系。若直導線通有方向垂直紙面向外的恒定電流，則電流的磁感線分布正確的是（　?。? 答案　D 2.如圖所示，豎直放置的長直導線通有恒定電流，側(cè)旁小磁針N極的最終指向應(yīng)為（　

8、?。? A.平行紙面向右 B.平行紙面向左 C.垂直紙面向里 D.垂直紙面向外 解析　根據(jù)安培定則可知，導線右側(cè)的磁感線方向垂直紙面向外，故小磁針N極的最終指向應(yīng)為垂直紙面向外。 答案　D 3.在重復奧斯特的電流磁效應(yīng)的實驗時，為使實驗方便且效果明顯，通電直導線應(yīng)（　?。? A.平行于南北方向，位于小磁針上方 B.平行于東西方向，位于小磁針上方 C.平行于東南方向，位于小磁針下方 D.平行于西南方向，位于小磁針下方 解析　在做奧斯特實驗時，為排除地磁場影響，小磁針應(yīng)南北放置，通電直導線也應(yīng)南北放置且位于小磁針上方，故選A。 答案　A 考點二　磁感應(yīng)強度（c/c）

9、[要點突破] 1.磁感應(yīng)強度由磁場本身決定，與檢驗電流無關(guān)。 2.磁感應(yīng)強度是矢量，磁場疊加時合磁感應(yīng)強度等于各個磁場的矢量和，計算時與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或根據(jù)正交分解法進行合成與分解。 3.磁感應(yīng)強度的大小和方向處處相同的磁場叫做勻強磁場。 [典例剖析] 【例1】 有關(guān)磁感應(yīng)強度的下列說法正確的是（　?。? A.磁感應(yīng)強度是用來表示磁場強弱的物理量 B.若有一小段通電導體在某點不受磁場力的作用，則該點的磁感應(yīng)強度一定為零 C.若有一小段長為L，通以電流為I的導體，在磁場中某處受到的磁場力為F，則該處磁感應(yīng)強度的大小一定是 D.由定義式B＝可知，電流I越大，導

10、線L越長，某點的磁感應(yīng)強度就越小 解析　磁感應(yīng)強度的引入目的就是用來描述磁場強弱，因此選項A是正確的；磁感應(yīng)強度是與電流I和導線長度L無關(guān)的物理量，且B＝中的B、F、L相互垂直，所以選項B、C、D皆是錯誤的。 答案　A 【例2】 有兩根長直導線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導線的截面圖。在圖中所示的平面內(nèi)，O點為兩根導線連線的中點，M、N為兩根導線附近的兩點，它們在兩導線連線的中垂線上，且與O點的距離相等。若兩導線中通有大小相等、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)

11、強度大小相等、方向相反 C.在線段MN上各點的磁感應(yīng)強度都不可能為零 D.在線段MN上三點的磁感應(yīng)強度為零 解析　根據(jù)安培定則和磁場疊加原理，M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反，選項A錯誤，B正確；在線段MN上只有在O點處，a、b兩直導線電流形成的磁場的磁感應(yīng)強度等大反向，即只有O點處的磁感應(yīng)強度為零，選項C、D錯誤。 答案　B [針對訓練] 1.下列說法正確的是（　?。? A.電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強度可能不為零 B.一小段通電導線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應(yīng)強度一定為零 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

12、電荷本身電荷量的比值 D.表征磁場中某點磁場的強弱，是把一小段通電導線放在該點時受到的磁場力與該小段導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)別是：電場對放入其中的電荷有力的作用，磁場對通電導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、B錯誤；同理根據(jù)電場強度的定義式E＝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＝中I和B的方向必須垂直，故D錯誤。 答案　C 2.三根平行的長直導線，分別垂直地通過一個等腰直角三角形的三個頂點，三導線中電流方向相同，A、B兩導線中的電流大小相同，如圖所示，已知導線A在斜邊中點O處所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度

13、大小為B，導線C在斜邊中點O處所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小為2B，則O處的磁感應(yīng)強度的大小和方向為（　?。? A.大小為B，方向沿OA方向 B.大小為2B，方向豎直向下 C.大小為2B，方向沿OB方向 D.大小為2B，方向沿OA方向 解析　由安培定則知導線A、B在O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反，互相抵消，所以O(shè)處的磁感應(yīng)強度即為導線C所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，即大小為2B，由安培定則可判定其方向沿OA方向，A、B、C錯誤，D正確。 答案　D 考點三　安培力（c/d） [要點突破] 1.安培力的大小 （1）當B與I垂直時，F(xiàn)最大，F(xiàn)＝ILB，當B與I平行時，F(xiàn)最小，F(xiàn)＝0

14、。 （2）公式F＝BIL中的L是指有效長度。當直導線與磁場垂直時，導線在磁場中的部分為有效長度；當彎曲導線與磁場垂直時，有效長度等于連接兩端點線段的長度（如圖所示），相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端。 2.安培力作用下導體運動方向的判斷方法 電流元法 分割為電流元安培力方向→整段導體所受合力方向→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 同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；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)換研究 對象法 定性分析磁體在電流磁場作用下

15、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 [典例剖析] 【例1】 （2015·浙江9月測試卷）如圖所示是“探究影響通電導線受力的因素”的裝置圖。實驗時，先保持導線通電部分的長度不變，改變電流的大小；然后保持電流不變，改變導線通電部分的長度。對該實驗，下列說法正確的是（　?。? A.當導線中的電流反向時，導線受到的安培力方向不變 B.保持電流不變，接通“1、4”時導線受到的安培力是接通“2、3”時的3倍 C.保持電流不變，接通“1、4”時導線受到的安培力是接通“2、3”時的2倍

16、D.接通“1、4”，當電流增加為原來的2倍時，通電導線受到的安培力減半 解析　接觸“1、4”時導線的長度是接觸“2、3”時長度的3倍，根據(jù)安培力公式F＝BIL知，導線所受安培力也是3倍關(guān)系。 答案　B 【例2】 （2017·上海單科）如圖所示，一導體棒ab靜止在U形鐵芯的兩臂之間。電鍵閉合后導體棒受到的安培力方向（　?。? A.向上 B.向下 C.向左 D.向右 解析　根據(jù)圖中的電流方向，由安培定則知U形鐵芯下端為N極，上端為S極，ab中的電流方向由a→b，由左手定則可知導體棒受到的安培力方向向右，選項D正確。 答案　D 【例3】 電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理

17、如圖所示，利用這種裝置可以把質(zhì)量為m＝2.0 g的彈體（包括金屬桿EF的質(zhì)量）加速到6 km/s。若這種裝置的軌道寬d＝2 m，長L＝100 m、電流I＝10 A、軌道摩擦不計且金屬桿EF與軌道始終垂直并接觸良好，則下列有關(guān)軌道間所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度和磁場力的最大功率結(jié)果正確的是（　?。? A.B＝18 T，Pm＝1.08×108 W B.B＝0.6 T，Pm＝7.2×104 W C.B＝0.6 T，Pm＝3.6×106 W D.B＝18 T，Pm＝2.16×106 W 解析　通電金屬桿在磁場中受安培力的作用而對彈體加速，由功能關(guān)系得BIdL＝mv，代入數(shù)值解得B＝18 T；當

18、速度最大時磁場力的功率也最大，即Pm＝BIdvm，代入數(shù)值得Pm＝2.16×106 W，故選項D正確。 答案　D 【方法總結(jié)】 求解安培力作用下導體棒平衡問題的基本思路 [針對訓練] 1.始終靜止在斜面上的條形磁鐵，當其上方水平導線L中通入如圖所示方向的電流時，條形磁鐵仍處于靜止狀態(tài)，斜面對磁鐵的彈力FN和摩擦力Ff將（　　） A.FN增大，F(xiàn)f減小 B.FN減小，F(xiàn)f增大 C.FN、Ff均增大 D.FN、Ff均減小 解析　條形磁鐵在周圍產(chǎn)生磁場，磁感線形狀如圖所示，根據(jù)左手定則判斷出導線受力F如圖所示，又根據(jù)牛頓第三定律可知磁鐵受反作用力F′的方向。因為此時磁鐵受

19、向左下方的力F′，而它仍處于靜止狀態(tài)，所以斜面對它的摩擦力以及彈力都增大了。 答案　C 2.如圖所示，兩根光滑金屬導軌平行放置，導軌所在平面與水平面間的夾角為θ，整個裝置處于沿豎直方向的勻強磁場中。金屬桿ab垂直導軌放置，當金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時，金屬桿ab剛好靜止。則（　?。? A.磁場方向豎直向上 B.磁場方向豎直向下 C.金屬桿ab受平行導軌向上的安培力 D.金屬桿ab受水平向左的安培力 解析　金屬桿靜止，則受力平衡，由于磁場方向沿豎直方向，則安培力必沿水平方向、導軌對金屬桿必有支持力，只有安培力的方向水平向右，金屬桿ab才可能靜止。根據(jù)左手定則可知磁

20、場方向豎直向上。 答案　A 3.（2016·浙江4月選考）法拉第電動機原理如圖所示。條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中心，N極向上.一根金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連。電源負極與金屬桿上端相連，與電源正極連接的導線插入水銀中。從上往下看，金屬桿（　?。? A.向左擺動 B.向右擺動 C.順時針轉(zhuǎn)動 D.逆時針轉(zhuǎn)動 解析　閉合開關(guān)S，有向上的電流通過金屬桿，金屬桿處在磁鐵的磁場中，受到安培力作用，根據(jù)左手定則得知，安培力方向與金屬桿垂直向里，使金屬桿以磁鐵棒為軸逆時針轉(zhuǎn)動。選項A、B、C錯誤，D正確。 答案　D 1.如圖所示，兩根相互平行的長直

21、導線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1＞I2；a、b、c、d為導線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點，且a、b、c與兩導線共線；b點在兩導線之間，b、d的連線與導線所在平面垂直。磁感應(yīng)強度可能為零的點是（　　） A.a點 B.b點 C.c點 D.d點 解析　要合磁感應(yīng)強度為零，必有I1和I2形成兩個磁場等大反向，只有 c點有可能，選C。 答案　C 2.（2017·嘉興模擬）如圖所示為電流天平，可用來測定磁感應(yīng)強度。天平的右臂上掛有一匝數(shù)為N的矩形線圈，線圈下端在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，當線圈中通有電流I（方向如圖）時，發(fā)現(xiàn)天平的右端低左端高，下列哪些調(diào)節(jié)方案可以使

22、天平水平平衡（　　） A.僅減小電流大小 B.僅增大線框的寬度l C.僅減輕左盤砝碼的質(zhì)量 D.僅增加線圈的匝數(shù) 解析　天平左端高右端低，說明左端輕右端重，要使天平平衡，可以增加左盤砝碼質(zhì)量，也可以減小右盤砝碼質(zhì)量，選項C錯誤；根據(jù)左手定則判斷可知線圈在磁場中受到豎直向下的安培力F＝NBIl，故也可以減小安培力，等效于減小右盤砝碼質(zhì)量，減小安培力可以采取減小電流大小，減小線框的寬度l或者減少線圈的匝數(shù)，選項A正確，B、D錯誤。 答案　A 3.在磁感應(yīng)強度為B0、方向豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根通電長直導線，電流的方向垂直于紙面向里。如圖所示，a、b、c、d是以直導線為圓

23、心的同一圓周上的四點，在這四點中（　　） A.c、d兩點的磁感應(yīng)強度大小相等 B.a、b兩點的磁感應(yīng)強度大小相等 C.c點的磁感應(yīng)強度的值最小 D.b點的磁感應(yīng)強度的值最大 解析　通電直導線在c點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度方向與B0的方向相反，b、d兩點的電流磁場與B0垂直，a點電流磁場與B0同向，由磁場的疊加知c點的合磁感應(yīng)強度最小。 答案　C 4.如圖甲所示，兩根光滑平行導軌水平放置，間距為L，其間有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。垂直于導軌水平對稱放置一根均勻金屬棒。從t＝0時刻起，棒上有如圖乙所示的持續(xù)交變電流I，周期為T，最大值為Im，圖甲中I所示方向為電流正方向。

24、則金屬棒（　?。? A.做先向右再向左的往復運動 B.做先向左再向右的往復運動 C.做一直向右的直線運動 D.受到的安培力做正功 解析　由F＝ILB可知，安培力隨時間的變化關(guān)系與電流隨時間變化關(guān)系相同。所以金屬棒先向右勻加速運動，再向右做勻減速運動，然后重復運動，故選項A、B錯誤，C正確；安培力在一個周期內(nèi)先做正功，后做負功，故選項D錯誤。 答案　C 5.如圖，一長為10 cm的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強磁場中；磁場的磁感應(yīng)強度大小為0.1 T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣。金屬棒通過開關(guān)與一電動勢為12 V的電池相連，電路總電阻為2

25、Ω。已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量均為0.5 cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了0.3 cm。重力加速度大小取10 m/s2。判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量。 解析　依題意，開關(guān)閉合后，電流方向從b到a，由左手定則可知，金屬棒所受的安培力方向豎直向下。 開關(guān)斷開時，兩彈簧各自相對于其原長伸長為Δl1＝0.5 cm。由胡克定律和力的平衡條件得 2kΔl1＝mg① 式中，m為金屬棒的質(zhì)量，k是彈簧的勁度系數(shù)，g是重力加速度的大小。 開關(guān)閉合后，金屬棒所受安培力的大小為 F＝IBL② 式中，I是回路電流，L是金屬棒的長度。

26、兩彈簧各自再伸長了Δl2＝0.3 cm，由胡克定律和力的平衡條件得 2k（Δl1＋Δl2）＝mg＋F③ 由歐姆定律有E＝IR④ 式中，E是電池的電動勢，R是電路總電阻。 聯(lián)立①②③④式，并代入題給數(shù)據(jù)得 m＝0.01 kg⑤ 答案　豎直向下　0.01 kg [基礎(chǔ)過關(guān)] 1.下列說法中正確的是（　?。? A.磁感線可以表示磁場的方向和強弱 B.磁感線從磁體的N極出發(fā)，終止于磁體的S極 C.磁鐵能產(chǎn)生磁場，電流不能產(chǎn)生磁場 D.放入通電螺線管內(nèi)的小磁針，根據(jù)異名磁極相吸的原則，小磁針的N極一定指向通電螺線管的S極 解析　磁感線能夠用來表示磁場的強弱和方向，A正確；磁感

27、線是閉合的曲線，不是終止于S極，B錯誤；磁鐵和電流均能產(chǎn)生磁場，C錯誤；小磁針的N極指向應(yīng)根據(jù)磁感線的切線方向進行判斷，小磁針的N極在螺線管內(nèi)部應(yīng)指向通電螺線管的N極，D錯誤。 答案　A 2.關(guān)于通電直導線在勻強磁場中所受的安培力，下列說法正確的是（　?。? A.安培力的方向可以不垂直于直導線 B.安培力的方向總是垂直于磁場的方向 C.安培力的大小與通電直導線和磁場方向的夾角無關(guān) D.將直導線從中點折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话? 解析　安培力的方向、磁感應(yīng)強度的方向及電流的方向滿足左手定則，所以安培力的方向既垂直于直導線，也垂直于磁場的方向，所以選項B正確、A錯誤；當通

28、電直導線與磁場方向垂直時，安培力最大F＝BIl，當通電直導線與磁場方向平行時，安培力最小為零，故選項C錯誤；將直導線從中點折成直角，假設(shè)原來直導線與磁場方向垂直，若折成直角后一段與磁場仍垂直，另一段與磁場平行，則安培力的大小變?yōu)樵瓉淼囊话?，若折成直角后，兩段都與磁場垂直，則安培力的大小變?yōu)樵瓉淼?，因此安培力大小不一定是原來的一半，選項D錯誤。 答案　B 3.如圖所示，通電螺線管周圍放置能自由轉(zhuǎn)動的小磁針a、b、c、d均已處于靜止，則小磁針a、b、c、d指向正確的是（　?。? A.小磁針a B.小磁針b C.小磁針c D.小磁針d 解析　根據(jù)安培定則，判斷出通電螺線管左邊為N極，

29、右邊為S極，則靜止時小磁針N極指向磁場方向，所以圖中正確的只有小磁針c。 答案　C 4.在勻強磁場中某處P放一個長度為L＝20 cm，通電電流I＝1 A的直導線，測得它受到的最大磁場力F＝1.0 N，現(xiàn)將該通電導線從磁場中撤走，則P處磁感應(yīng)強度為（　?。? A.0 B.0.2 T C.0.05 T D.5 T 解析　當L與B垂直時，導線所受安培力最大，由公式B＝可得B＝5 T，注意單位的換算。 答案　D 5.（2017·寧波模擬）如圖所示的四個圖中，分別標明了通電導線在磁場中的電流方向、磁場方向以及通電導線所受磁場力的方向，其中正確的是（　?。? 解析　根據(jù)左手定則可以

30、判斷，A中導線受力向下，B中，磁場與電流方向平行，導線不受力，C中導線受力方向向下，D中導線受力方向垂直于導線向下，故選項C正確。 答案　C 6.在磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則（　　） A.a、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，且Ba＞Bb B.a、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小相等 C.同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力大 D.同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力小 解析　磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強度的大小，安培力的大小跟該處的磁感應(yīng)強度的大小、I、L和導線放置的方向與磁感應(yīng)強度的方向的夾角有關(guān)，故C、D錯誤；由a、b兩處磁感線的疏密程度可判斷出Ba＞Bb，所以A

31、正確，B錯誤。 答案　A 7.如圖所示，一段導線abcd位于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向（垂直于紙面向里）垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135°，流經(jīng)導線的電流為I，方向如圖中箭頭所示。則導線abcd所受到的磁場作用力的合力為（　　） A.方向沿紙面向上，大小為（＋1）ILB B.方向沿紙面向上，大小為（－1）ILB C.方向沿紙面向下，大小為（＋1）ILB D.方向沿紙面向下，大小為（－1）ILB 解析　由安培力公式F＝BIL，與左手定則，可得ab段導線的安培力方向垂直于導線與磁感線構(gòu)成的平面并斜向左。同理cd段導線的安培力方

32、向垂直于導線與磁感線構(gòu)成的平面并斜向右。因此由平行四邊形定則對這兩個安培力進行分解，可得沿bc段方向的安培力分力正好相互平衡，所以ab段與cd段導線的安培力的合力為F＝BIL，方向豎直向上；而bc段安培力的大小為BIL，方向是豎直向上。則導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力大小為（＋1）BIL，方向是豎直向上，故選A。 答案　A 8.如圖所示，固定不動的絕緣直導線mn和可以自由移動的矩形線框abcd位于同一平面內(nèi)，mn與ad、bc邊平行且離ad邊較近。當導線mn中通以方向向上的電流，線框中通以順時針方向的電流時，線框的運動情況是（　　） A.向左運動 B.向右運動 C.以mn

33、為軸轉(zhuǎn)動 D.靜止不動 解析　以mn為研究對象，線框內(nèi)磁場方向垂直紙面向里，由左手定則知導線mn受到向左的安培力，由牛頓第三定律可知線框受到向右的作用力，故線框向右運動，選項B正確。 答案　B 9.（2017·浙江4月選考）如圖所示，兩平行直導線cd和ef豎直放置，通以方向相反大小相等的電流，a、b兩點位于兩導線所在的平面內(nèi)。則（　　） A.b點的磁感應(yīng)強度為零 B.ef導線在a點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里 C.cd導線受到的安培力方向向右 D.同時改變了導線的電流方向，cd導線受到的安培力方向不變 解析　由右手螺旋定則可知，cd導線和ef導線在b處產(chǎn)生的磁場方向都垂直紙

34、面向外，所以由矢量合成知b處的磁感應(yīng)強度垂直紙面向外，故A錯誤；由右手螺旋定則知ef導線在左側(cè)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度垂直紙面向外，故B錯誤；由左手定則知，cd導線受到的安培力方向向左，故C錯誤；由題意可知，cd導線所處的位置磁場方向發(fā)生改變，但同時自身電流方向也發(fā)生改變，由左手定則知，cd導線所受安培力方向不變，故D正確。 答案　D [能力提升] 10.如圖所示，A為一水平旋轉(zhuǎn)的橡膠圓盤，帶有大量均勻分布的負電荷，在圓盤正上方水平放置一通電直導線，電流方向如圖所示。當圓盤高速繞中心軸OO′轉(zhuǎn)動時，通電直導線所受安培力的方向是（　?。? A.豎直向上 B.豎直向下 C.水平向里 D.水

35、平向外 解析　橡膠圓盤上高速轉(zhuǎn)動的負電荷形成的電流方向與轉(zhuǎn)動方向相反，由安培定則可知產(chǎn)生的磁場在圓盤上方是垂直圓盤向上的，由左手定則判斷通電導線所受安培力方向水平向里，選項C正確。 答案　C 11.如圖所示，在勻強磁場中用兩根柔軟絕緣的細線將金屬棒ab懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由a到b的恒定電流I，這時兩根細線均被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細線對金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方法（　?。? A.適當增大電流I B.將電流反向并適當改變大小 C.適當減小磁感應(yīng)強度 D.將磁場反向并適當改變大小 解析　由左手定則可知，金屬棒所受安培力方向豎直向上，由此可知BIL＋F＝mg（F為細線的拉

36、力），要想使兩根細線對金屬棒拉力變?yōu)榱?，可增大安培力大小，由安培力公式可知選項A正確。 答案　A 12.如圖所示，臺秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，彈簧處于原長狀態(tài)，此時臺秤讀數(shù)為N1?，F(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導線，電流方向如圖，當加上電流后，臺秤讀數(shù)為N2，則以下說法正確的是（　?。? A.N1＞N2，彈簧長度將變長 B.N1＞N2，彈簧長度將變短 C.N1＜N2，彈簧長度將變長 D.N1＜N2，彈簧長度將變短 解析　以導體棒為研究對象，根據(jù)左手定則判斷可知，其所受安培力方向為斜向右下方，根據(jù)牛頓第三定律分析得知，磁鐵受到的

37、安培力方向斜向左上方，則磁鐵將向左運動，彈簧被壓縮，長度將變短，由于磁鐵受到的安培力方向斜向左上方，對彈簧秤的壓力減小，則N1>N2，B正確。 答案　B 13.如圖所示，質(zhì)量為60 g的銅棒長為a＝20 cm，棒兩端與長為l＝30 cm的細軟銅線相連，吊在磁感應(yīng)強度B＝0.5 T、豎直向上的勻強磁場中，當棒中通過恒定電流I后，銅棒向上擺動，最大擺角θ＝60°，g取10 m/s2，求： （1）銅棒中電流I的大小及方向； （2）銅棒在擺動過程中的最大速度； （結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。 解析　（1）因銅棒的最大擺角為θ＝60°，由運動對稱性可知，銅棒上擺30°時速度最大，此處銅棒所受

38、的合力沿細軟銅絲方向。對銅棒受力分析如圖所示，由左手定則可知，電流的方向向左。由BIacos 30°＝mgsin 30°代入數(shù)據(jù)得I＝2A。 （2）當銅棒上擺30°時速度最大，設(shè)最大速度為v，由動能定理可得BIa×－mgl＝mv2 而BIa＝mgtan 30° 結(jié)合以上兩式得 v2＝gltan 30°－2gl（1－cos 30°） 代入數(shù)據(jù)得v＝1 m/s。 答案?。?）2A　方向向左?。?）1 m/s 14.如圖所示，在傾角為θ＝30°的斜面上，固定一寬L＝0.25 m的平行金屬導軌，在導軌上端接入電源和滑動變阻器R。電源電動勢E＝12 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，一質(zhì)量m＝20 g的

39、金屬棒ab與兩導軌垂直并接觸良好。整個裝置處于磁感應(yīng)強度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的勻強磁場中（導軌與金屬棒的電阻不計）。金屬導軌是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金屬棒在導軌上靜止，求： （1）金屬棒所受到的安培力的大??； （2）通過金屬棒的電流的大小； （3）滑動變阻器R接入電路中的阻值。 解析?。?）金屬棒靜止在金屬導軌上受力平衡，如圖所示 F安＝mgsin 30°， 代入數(shù)據(jù)得F安＝0.1 N。 （2）由F安＝BIL，得I＝＝0.5 A。 （3）設(shè)滑動變阻器接入電路的阻值為R0， 根據(jù)閉合電路歐姆定律得： E＝I（R0＋r），解得R0＝－r＝23 Ω。 答案　（1）0.1 N?。?）0.5 A　（3）23 Ω 20