高三物理一轮复习第8章第1讲磁场对电流的作用习题新人教版
【名师一号】高三物理一轮复习 第八章 第一讲 磁场的描述 磁场对电流的作用力课件 新人教版
A．Φ1＝Φ2 C．Φ1<Φ2
B．Φ1>Φ2 D．无法确定
解析 虽然 S2>S1，但在 S1 范围外没有磁场，穿过两面 的磁感线条数相同，所以磁通量相等，故选项 A 正确．
答案 A
2．下列关于电场和磁场的说法正确的是( ) A．电场线和磁感线都是封闭曲线 B．电场线和磁感线都是不封闭曲线 C．通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用 D．电荷在电场中一定受到电场力的作用
[解析] 解法一 电流元法 根据安培定则可以判断出通电导线周围产生的磁场方向 如图中虚线所示．在线圈上找出四段电流元 A、B、C、D， 电流元 A、B 的电流与直导线产生的圆形磁场相切，不受安 培力，电流元 C 和 D 用左手定则分别判断其受安培力方向为 垂直纸面向里和垂直纸面向外，由此我们可以判断线圈将以 AB 为轴(从左向右看)逆时针转动．
感线在空间不相切、不相交，磁感线是闭合曲线．
3．电流的磁场和安培定则(右手螺旋定则)．
(1)直线电流的磁场
□ 右手握住直导线，伸直的大拇指方向与 3 电流 的方向 □ 一致，弯曲的四指方向就是直线电流在周围空间的 4 磁场
方向．
(2)通电螺线管的磁场
□ 右手弯曲四指方向跟 5 电流 方向一致，伸直的大拇 □ 指所指方向为通电螺线管内部的 6 磁感线 方向．
解析 磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，由磁场本 身决定，与通电导线的长度、电流的大小、所受磁场力的大 小无关，故 A、B 错，C 对；当通电导线平行磁场放置时， 所受磁场力为零，故 D 错．
答案 C
题型二 磁感应强度的叠加 【例2】 如图所示，A和B为两根互相平行的长直导 线，通以同方向等大电流，虚线C为在A和B所确定的平面内 与A、B等距的直线，则下列说法正确的是( )
高考物理大一轮复习第八章第1讲磁场的描述磁场对电流的作用模拟检测
第八章第 1 讲磁场的描述磁场对电流的作用1．（单选）（2015 年佛山质检）两长直通电导线互相平行，电流方向相同，其截面处于一个等边三角形的a、b处，如图8- 1 —17所示，两通电导线在c处的磁感应强度均为B,则c 处总磁感应强度为（）A . 2B C. 0 【答案】D【解析】 根据安培定则（右手螺旋定则）可以判断a 导线在c 处的磁 感应强度B a ,大小为B,方向在纸面内垂直于连线 ac ； b 导线在c 处的 磁感应强度B b ，大小为B,方向在纸面内垂直于连线 be ，c 处的总磁感应强度B 由B- Bo 按平行四边形定则求得为 ：'3B ，方向水平向右，所以C处总磁感应强度为 2B cos 30 ° =、：3B2.（单选）（2015年广东六校联考）如图8- 1 - 18,长为21的直导线折成边长相等， 夹角为60°的“ V ”形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 B,当在该导线中通以电流强度为I 的电流时，该“ V ”形通电导线受到的安培力大小为（）图 8- 1 - 17B . B D. ：3B图8- 1 - 18B. 2BIIA. BIIC. 0.5 BIID. 0【答案】A【解析】求导线所受的安培力时，要用它的有效长度来计算，其有效长度为I，根据公式可知安培力的大小为BII，故A正确.3.（多选）（2014年中山期末）如图8- 1 - 19所示，在倾角为a的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒•在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是（）图8- 1 - 19_ sin a 一_ sin a 一一A.B= m「jL ，方向垂直斜面向上B. B= m^-jL ，方向垂直斜面向下C. B=下【答案】AC【解析】若磁场方向垂直斜面向上，棒受重力、支持力与沿斜面向上的安培力作用处于平衡状态，则大小B= 口評丄％ , A正确；若磁场方向垂直斜面向下，棒受重力、支持力与沿斜面向下的安培力作用，不可能处于平衡状态，B错误；若磁场方向竖直向上，棒受重力、tan a支持力与沿水平向右的安培力作用处于平衡状态，则大小B= m师；C正确；若磁场方向竖直向下，棒受重力、支持力与沿水平向左的安培力作用，不可能处于平衡状态,D错误.4.（单选）（2015年长沙模拟）如图8- 1 —20,蹄形磁铁用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，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图8—1 —20A. 静止不动B. 向纸外平动C.N极向纸外转动，S极向纸内转动D.N极向纸内转动，S极向纸外转动【答案】C【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.5.（单选）（2015年泉州模拟）如图8-1 —21所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长直通电导线，电流的方向垂直纸面向里，以直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点，连线ac和bd是相互垂直的两条直径，且b、d在同一竖直线上，则（）图8—1 —21A. c 点的磁感应强度的值最小B. b 点的磁感应强度的值最大C.b、d 两点的磁感应强度相同D.a、b 两点的磁感应强度相同【答案】A。
高三物理一轮复习 第八章 第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用3
咐呼州鸣咏市呢岸学校第八章第1讲磁场的描述磁场对电流的作用3[体系构建][点击]1.磁场、磁感强度、磁感线 (Ⅰ)2.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 (Ⅰ)3.安培力、安培力的方向 (Ⅰ)4.匀强磁场中的安培力 (Ⅱ)5.洛伦兹力、洛伦兹力的方向 (Ⅰ)6.洛伦兹力公式 (Ⅱ)7.带电粒子在匀强磁场中的运动 (Ⅱ)8.质谱仪和盘旋加速器 (Ⅰ)[复习指导]1.理解磁场、安培力、洛伦兹力根本概念。
2.掌握通电导线在磁场中、带电粒子在磁场及复合场中的受力分析和运动分析的方法，能结合牛顿运动律、运动学规律、圆周运动规律及功和能的关系知识进行综合分析。
3.能运用几何图形、函数图象分析表达物理量之间的量关系，提高运用数学知识处理物理问题的能力。
磁场、磁感强度和磁通量(1)来源：磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种特殊物质。
(2)根本性质：磁场对放入磁场中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。
2．磁感强度(1)意义：描述磁场强弱及方向的物理量。
(2)义：B＝FIL，式中通电直导线I与磁场方向垂直。
(3)方向：小磁针静止时N极所指的方向。
(4)单位：特斯拉，符号T,1 T＝1 N/A·m。
(5)决因素：由磁场本身决，与I、L和F的大小均无关。
3．磁通量(1)概念：在磁感强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的平面的面积S和B的乘积。
(2)公式：Φ＝BS。
(3)单位：韦伯，符号：Wb,1 Wb＝1_T·m2。
1．对磁感强度的理解(1)磁感强度由磁场本身决，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，与是否放通电导线也无关。
绝对不能根据公式B＝FIL认为B与F成正比，与IL成反比。
(2)由公式B＝FIL计算B时，通电导线必须垂直于磁场放入，如果小段通电导线平行放入磁场，其所受安培力F为零，但该处磁感强度B不为零。
(3)磁感强度的方向不是通电导线所受磁场作用力的方向，而是与受到的作用力的方向垂直。
2014年《步步高》高三物理一轮复习第八章 第1讲 磁场的描述及磁场对电流的作用(人教版)
2．电流的磁场 通电直导线 安 培 定 则 立 体 图 通电螺线管 环形电流
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横 截 面 图
纵 截 面 图
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安培力 【思维驱动】
Ⅱ (考纲要求)
(单选)一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，
方向如下图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分
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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．磁感应强度变大，θ角变小
解析 选金属棒 MN 为研究对象，其受力情 况如图所示．根据平衡条件及三角形知识可 BIl 得 tan θ＝ ，所以当棒中的电流 I、磁感 mg 应强度 B 变大时， θ角变大，选项 A 正确， 选项 D 错误；当金属棒质量 m 变大时，θ 角变小，选项 C 错误；θ 角的大小与悬线长 无关，选项 B 错误．
图8－1－7
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2．求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路
3．求解关键 (1)电磁问题力学化．
(2)立体图形平面化.
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解题技法5
判断安培力作用下导体运动的方法
判定安培力作用下导体运动的常用方法 电流 元法 特殊位 置法 等效法
左手定则 分割为电流元――——→ 安培力方向―→整段导体 合力方向―→运动方向
决定的平面．
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考点一
对磁感应强度的理解及叠加
【典例1】 (单选)(2012· 大纲全国卷，18)如
图8－1－2所示，两根相互平行的长直
2021届课堂新坐标物理一轮复习课件（人教版）：第八章 第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用
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．
❖ (1)F与B、I均垂直，但B与I不一定垂直． ❖ (2)当B与I垂直时，导线所受安培力最大．
图 8－1－6 4．一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方 向由左向右，如图 8－1－6 所示．在导线以其中心点为轴转动 90°的过程 中，导线受到的安培力( )
A．大小不变，方向不变 B．由零增大到最大，方向时刻变 C．由最大减小到零，方向不变 D．由零增大到最大，方向不变
2．通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路 (1)选定研究对象； (2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力 分析图，其中安培力的方向要注意 F 安⊥B、F 安⊥I； (3)列平衡方程或牛顿第二定律的方程式进行求解．
图 8－1－11 (2011·泉州模拟)如图 8－1－11 所示，两平行金属导轨间的距 离 L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角 θ＝37°，在导轨所在平 面内，分布着磁感应强度 B＝0.50 T，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁 场．金属导轨的一端接有电动势 E＝4.5 V、内阻 r＝0.50 Ω 的直流电源．现 把一个质量 m＝0.040 kg 的导体棒 ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止， 导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电 阻 R0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g 取 10 m/s2.已知 sin 37°＝0.60，cos 37° ＝0.80，求：
高三物理一轮复习 第八章 第1讲 磁场的描述磁场对电流的作用1
峙对市爱惜阳光实验学校第八章磁场考纲要求高考频度备考指导1.磁场、磁感强度、磁感线Ⅰ★★2.磁通量Ⅰ★★3.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ★★4.安培力、安培力的方向Ⅰ★★★5.匀强磁场中的安培力Ⅱ★★★★6.洛伦兹力、洛伦兹力的方向Ⅰ★★★7.洛伦兹力公式Ⅱ★★★8.带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ★★★★★9.质谱仪和盘旋加速器Ⅰ★★★★说明：(1)安培力的计算只限于电流与磁感强度垂直的情形(2)洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形1.掌握磁场、磁感强度、磁通量的根本概念，会用磁感线描述磁场．2.会用安培那么、左手那么分析解决通电导体或带电粒子在磁场中的受力及平衡和运动类问题．3.掌握带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，确其圆心、半径、运动轨迹、运动时间问题，特别注意“边界问题〞以及由周期性引起的多解问题．4.能够解决带电粒子在复合场中运动的问题．5.能够解决电流天平、速度选择器、磁流体发电机、质谱仪、盘旋加速器磁场在生活和科技方面的用问题.第1讲磁场的描述磁场对电流的作用(对学生用书第137页)磁场、磁感线、磁感强度1.磁场(1)根本特性：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曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁感强度的方向一致．3．磁体的磁场和地磁场图8－1－1(1)条形磁铁 (2)蹄形磁铁 (3)地磁场4．磁感强度(1)物理意义：描述磁场强弱和方向．(2)大小：B ＝Φs ＝FIL.(通电导线垂直于磁场)．(3)方向：小磁针静止时N 极的指向．错误!【针对训练】1．(2021·高一中检测)以下关于磁场和磁感线的描述中正确的选项是( )A ．磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B ．磁感线是磁场中客观存在的线C ．磁感线总是从磁铁的N 极出发，到S 极终止D ．中观察到的铁屑的分布就是磁感线【解析】 磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但它不是客观存在的线，可用细铁屑模拟．在磁铁外部磁感线由N 极到S 极，但内部是由S 极到N 极．故只有A 正确．【答案】 A电流的磁场1.奥斯特：奥斯特发现了电流的磁效，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系．2．安培那么(1)通电直导线：用右手握住导线，让大拇指指向电流的方向，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．(2)通电螺线管：让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是环形电流中轴线上的磁感线的方向或螺线管内部磁感线的方向．3．电流磁场的分布图通电直导线 通电螺线管 环形电流 特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场，管外为非匀强磁场 环形电流的两侧是N 极和S 极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培那么立体图横截面图纵截面图(1)磁感强度大小处处相，方向处处相同．(2)磁感线的间距相、相互平行且指向相同．【针对训练】2．19代，以塞贝克(数学家)为代表的家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与反面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的．那么该假设中的电流方向是(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球外表的连线)( )A．由西垂直磁子午线B．由东向西垂直磁子午线C．由南向北沿磁子午线D．由赤道向两极沿磁子午线【解析】如下图，考虑地球的自转方向，利用安培那么可以判磁场是由东向西的环形电流产生的，故B正确．【答案】B磁通量1.概念在磁感强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积．2．公式：Φ＝B·S.3．单位：1 Wb＝1_T·m2.【针对训练】3.图8－1－2如图8－1－2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．假设磁感强度为B，那么穿过线圈的磁通量为( )A．πBR2B．πBr2C．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，故B 项对．【答案】B安培力的大小和方向1.图8－1－3安培力的大小如图8－1－3所示：(1)一般情况下：F＝BIL sin_θ，其中θ为B与导线方向间夹角．(2)当磁场B与电流垂直时：F＝BIL.(3)当磁场B与电流平行时：F＝0.2．安培力的方向(1)用左手那么判：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决的平面．错误!【针对训练】4．(2021·一中模拟)在赤道上，地磁场可以看做是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感强度是5×10－5 T．如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40 m，载有20 A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是( ) A．4×10－8 N B．×10－5 NC．9×10－4 N D．4×10－2 N【解析】地磁场方向是南北方向，电流方向是东西方向，它们相互垂直，可以利用公式F＝BIL来计算，此安培力的大小为4×10－2 N.【答案】D(对学生用书第139页)电流磁场的叠加和安培那么的用2．磁感强度是矢量，叠加时符合矢量运算的平行四边形那么．图8－1－4(2021·高考)如图8－1－4，两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、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．关于以上几点处的磁场，以下说法正确的选项是( ) A．O点处的磁感强度为零B．a、b两点处的磁感强度大小相，方向相反C．c、d两点处的磁感强度大小相，方向相同D．a、c两点处磁感强度的方向不同【审题视点】(1)导线M、N中电流方向相反．(2)O点为M、N的中点，a、b两点和c、d两点具有对称性．【解析】根据安培那么判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解．根据安培那么判断：两直线电流在O点产生的磁场方向均垂直于MN向下，O点的磁感强度不为零，故A选项错误；a、b两点的磁感强度大小相，方向相同，故B选项错误；根据对称性，c、d两点处的磁感强度大小相，方向相同，故C 选项正确；a、c两点的磁感强度方向相同，故D选项错误．【答案】C此题考查磁场的叠加和安培那么的用，解决此类问题注意以下几点：(1)根据安培那么确通电导线周围磁感线的方向．(2)磁场中每一点磁感强度的方向为该点磁感线的切线方向．(3)磁感强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感强度于各场源单独存在时在该点磁感强度的矢量和．【即学即用】1.图8－1－5(2021·模拟)有两根长直导线a、b互相平行放置，如图8－1－5所示为垂直于导线的截面图．在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相．假设两导线中通有大小相、方向相同的恒电流I，那么关于线段MN上各点的磁感强度，以下说法中正确的选项是( )A．M点和N点的磁感强度大小相，方向相同B．M点和N点的磁感强度大小相，方向相反C．在线段MN上各点的磁感强度都不可能为零D．在线段MN上只有一点的磁感强度为零【解析】根据安培那么和磁场的叠加原理知，M点和N点的磁感强度大小相，方向相反，选项A错，B对；在线段MN上只有在O点处，a、b两直导线电流形成的磁场的磁感强度大反向，即只有O点处的磁感强度为零，选项C 错，D正确．【答案】BD安培力的受力分析衡问题1.安培力常用公式F＝BIL，要求两两垂直，用时要满足：(1)B与L垂直．图8－1－6(2)L是有效长度，即垂直磁感强度方向的长度．如弯曲导线的有效长度L于两端点所连直线的长度(如图8－1－6所示)，相的电流方向沿L由始端流向末端．因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零．2．解题步骤(1)把立体图转化为平面图．(2)根据左手那么确安培力的方向．(3)受力分析，画出安培力和其他力．(4)根据平衡条件列出平衡方程．图8－1－7(2021·高考)如图8－1－7所示，金属棒MN两端由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，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变以下某一个条件，θ角的相变化情况是( )A ．棒中的电流变大，θ角变大B ．两悬线长变短，θ角变小C ．金属棒质量变大，θ角变大D ．磁感强度变大，θ角变小【审题视点】 (1)将立体图转化为平面图，受力分析时弄清各力的方向关系．(2)画受力图时弄清细线长度和力的大小． 【解析】选金属棒MN 为研究对象，其受力情况如下图．根据平衡条件及三角形知识可得tan θ＝BIlmg，所以当棒中的电流I 、磁感强度B 变大时，θ角变大，选项A 正确，选项D 错误；当金属棒质量m 变大时，θ角变小，选项C 错误；θ角的大小与悬线长无关，选项B 错误．【答案】 A 【即学即用】2．(2021·高考)如图8－1－8所示，质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O ′，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x 正方向的电流I ，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ.那么磁感强度的方向和大小可能为( )图8－1－8A ．z 正向，mg IL tan θB ．y 正向，mgILC ．z 负向，mg IL tan θD ．沿悬线向上，mgILsin θ【解析】 假设B 沿z 轴正方向，导线无法平衡，A 错误；假设B 沿y 轴正方向，由左手那么，受力如图1：mg ＝ILB ，所以B ＝mgIL ，B 项正确；假设B沿z 轴负方向，受力如图2，T sin θ＝ILB ；T cos θ＝mg ，所以B ＝mgILtan θ，C 项正确；假设B 沿悬线向上，受力如图3，导线无法平衡，D 错误．图1 图2 图3 【答案】 BC(对学生用书第140页)安培力的综合用1.2．安培力和重力、弹力、摩擦力综合分析，可以解决平衡问题，也可以和牛顿第二律相综合．图8－1－9(2021·模拟)如图8－1－9所示，两平行金属导轨间的距离L ＝0.40 m ，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感强度B＝0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝ V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040 kg 的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力．【潜点探究】解答此题可以建立斜面物体的模型，将立体图转化为平面图，通过受力分析，根据平衡条件求解．【标准解答】(1)根据闭合电路欧姆律I＝ER0＋r＝1.5 A.(2)导体棒受到的安培力F安＝BIL＝0.30 N.(3)导体棒受力如图，将重力正交分解F1＝mg sin 37°＝0.24 NF1＜F安，根据平衡条件mg sin 37°＋f＝F安，解得：f＝0.06 N.【答案】(1)1.5 A (2)0.30 N (3)0.06 N【即学即用】3.图8－1－10(2021·高考)载流长直导线周围磁场的磁感强度大小为B＝kI/r，式中常量k＞0，I为电流强度，r为距导线的距离．在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂，如图8－1－10所示．开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0.当MN 通以强度为I1的电流时，两细线内的张力均减小为T1，当MN内电流强度变为I2时，两细线内的张力均大于T0.(1)分别指出强度为I1、I2的电流的方向；(2)求MN分别通以强度为I1、I2的电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比；(3)当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求I3.【解析】(1)根据题意知，I1方向向左，I2方向向右(2)线框中通电流I1时，F ab＝B1I1L＝kIr1I1LF cd＝B2I1L＝kIr2I1LF 1＝F ab －F cd ＝kII 1L (1r 1－1r 2)故安培力的大小与线框中电流的大小成正比．故F 1∶F 2＝I 1∶I 2(3)当线圈中没有电流时，2T 0＝mg当线圈中电流为I 1时，2T 1＋F 1＝mg当线圈中电流为I 3时，根据牛顿第二律F 3＋mg ＝ma再根据I 1∶I 3＝F 1∶F 3解得：I 3＝T 0I 1a －gT 0－T 1g.【答案】 见解析 (对学生用书第140页) ●磁感强度的理解和磁感线1．关于磁感强度B ，以下说法中正确的选项是( )A ．根据磁感强度义B ＝FIL，磁场中某点的磁感强度B 与F 成正比，与I成反比B ．磁感强度B 是标量，没有方向C ．磁感强度B 是矢量，方向与F 的方向相反D ．在确的磁场中，同一点的磁感强度B 是确的，不同点的磁感强度B 可能不同，磁感线密的地方磁感强度B 大些，磁感线疏的地方磁感强度B 小些【解析】 磁感强度是磁场本身的性质，与放入磁场中的导体中的电流，或受力大小F 无关，A 错误；磁感强度B 是矢量，其方向与F 总是垂直的，电流方向与F 也总是垂直的，B 、C 错误；在确的磁场中，同一点的磁感强度B是确的，由磁场本身的物理量决，与其他外来的一切因素无关，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，D 正确．【答案】 D●安培那么和左手那么的用2．如图8－1－11所示，在绝缘的水平面上间距固着三根相互平行的通电直导线a 、b 和c ，各导线中的电流大小相同，其中a 、c 导线中的电流方向垂直纸面向外，b 导线电流方向垂直纸面向内．每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，那么关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的选项是( )图8－1－11A ．导线a 所受合力方向水平向右B ．导线c 所受合力方向水平向右C ．导线c 所受合力方向水平向左D ．导线b 所受合力方向水平向左【解析】首先用安培那么判导线所在处的磁场方向，要注意合磁场的方向，然后用左手那么判导线的受力方向．可以确B是正确的．【答案】B●磁通量的变化分析3.图8－1－12(2021·模拟)如图8－1－12所示，条形磁铁竖直放置，一水平圆环从磁铁上方位置Ⅰ向下运动，到达磁铁上端位置Ⅱ，套在磁铁上到达中部Ⅲ，再到磁铁下端位置Ⅳ，再到下方Ⅴ.磁铁从Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ过程中，穿过圆环的磁通量变化情况是( )A．变大，变小，变大，变小B．变大，变大，变小，变小C．变大，不变，不变，变小D．变小，变小，变大，变大【解析】从条形磁铁磁感线的分布情况看，穿过圆环的磁通量在位置Ⅲ处最大，所以正确答案为B.熟悉几种常见磁场的磁感线分布图，知道条形磁铁内部的磁感线方向是从S极到N极．【答案】B●安培力大小的计算4．(2021·高考)如图8－1－13所示，长为2l的直导线折成边长相，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为( )图8－1－13A．0 B．0.5BIlC．BIl D．2BIl【解析】V形导线通入电流I时每条边受到的安培力大小均为BIl，方向分别垂直于导线斜向上，再由平行四边形那么可得其合力F＝BIl，答案为C.【答案】C●导体棒在磁场中的平衡问题5．(2021·高三学情)如图8－1－14所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中．金属杆ab 垂直导轨放置，当金属杆ab中通有从a到b的恒电流I时，金属杆ab刚好静止．那么( )图8－1－14A．磁场方向竖直向上B．磁场方向竖直向下C．金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上D．金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下【解析】金属杆受力分析如下图，当磁场方向竖直向上时，由左手那么可知安培力水平向右，金属杆ab受力可以平衡，A正确；假设磁场方向竖直向下，由左手那么可知安培力水平向左，那么金属杆ab受力无法平衡，B、C、D错误．【答案】A。
高考物理大一轮复习第八章第1讲磁场的描述磁场对电流的作用课时作业
第八章第1讲磁场的描述磁场对电流的作用、选择题（在题后给的选项中，第1〜4题只有一项符合题目要求，第5〜10题有多项符合题目要求.）1 •在球体上分别沿经、纬两个方向互相垂直地紧套着的两个绝缘导线环aa'禾口bb'（aa'面水平，bb'面垂直纸面），环中通有相同大小的恒定电流，如图K8— 1 —1 所示,则球心处磁感应强度B的方向为（）图K8—1 —1A.指向左上方B.指向右下方C.竖直向上D.竖直向下【答案】A【解析】球心0处的磁场是两个环形电流产生磁场的合磁场，水平环形电流在0处产生的磁场B竖直向上，竖直环形电流在0处产生的磁场R水平向左，则B、R的矢量和的方向指向左上方.2 .两个完全相同的通电圆环A、B的圆心0重合、圆面相互垂直，通电电流相同，电流方向如图K8—1 —2所示，设每个圆环在其圆心0处独立产生的磁感应强度为B o,贝U O处的磁感应强度大小为（）图K8—1 —2A. 0B. 2B oC「.2B o D.无法确定【答案】C【解析】由安培定则可知A在圆心处产生的磁感应强度垂直于纸面向里，B在圆心处产生的磁感应强度竖直向下，两者垂直，所以合磁感应强度大小B= ,E0+ B0= 2E0, C选项正确.3.（2015年海珠检测）如图K8- 1 —3,倾斜导轨宽为L,与水平面成a角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，金属杆ab水平放在导轨上•当回路电流强度为I 时，关于金属杆ab所受安培力F,下列说法正确的是（）图K8—1 —3A.方向垂直ab杆沿斜面向上B.方向垂直ab杆水平向右C. F = BIL cos aD. F = BIL sin a【答案】B【解析】 利用左手定则可判断出金属杆 ab 所受安培力F 方向垂直ab 杆水平向右，B 正 确；因电流与磁场垂直，则 F = BIL ，选项C D 错误.4.如图K8— 1 — 4,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，0点为圆弧的圆心.两金属轨道之间的宽度为 0.5 m ,匀强磁场方向如图所示，大小为 0.5 T .质量为0.05 kg 、长为 0.5 m 的金属细杆置于金属轨道上的 M 点.当在金属细杆内通以电流强度为 2 A 的恒定电流 时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动.已知MN = OP = 1 m ,则（ ）图 K8— 1 — 4【答案】D【解析】金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小F 安2= 0.5 N，金属细杆开始运动时的加速度大小为a =石=10 m/s,选项A错误；对金属细杆从M 点到P 点的运动过程，安培力做功 M= F 安•（ MNF OP = 1 J ，重力做功 WG=— mg- ON=—0.5 J ，由动能定理得 W fe + f mV ，解得金属细杆运动到 P 点时的速度大小为 v = 20 m/s ，选项B 错误；金属细杆运动到 P 点时的加速度可分解为水平方向的向心加速度和竖直方2V2向的加速度，水平方向的向心加速度大小为 a '= - = 20 m/s 2,选项C 错误；在P 点金属细A .金属细杆开始运动时的加速度大小为 5 m/sB .金属细杆运动到 P 点时的速度大小为 5 m/s C.金属细杆运动到 P 点时的向心加速度大小为10 m/sD.金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 NF 安=BIL = 0.5 X 2X 0.5 Nmv杆受到轨道水平向左的作用力F,水平向右的安培力F安，由牛顿第二定律得F- F安=芥,解得F= 1.5 N,每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N,由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N，选项D正确.5.磁场中某区域的磁感线如图K8—1-5所示，下列论述正确的是（）图K8—1 —5A.a、b两处的磁感应强度大小B a> B bB.a、b两处的磁感应强度大小Bv B bC.磁感线的切线方向就是磁场的方向D.两条磁感线的空隙处不存在磁场【答案】BC【解析】本题考查对磁感线的理解，由于它与电场线有许多相似之处，可以用分析电场线的方法分析.6.如图K8— 1 —6,用一根导线做成一直角三角形框架acb,固定于匀强磁场中，磁场方向垂直于框架平面向里，ab两点接在电源电路上，当闭合开关S时，则（）图K8－1－6A.ab与acb所受的安培力的方向相同B．ab 与acb 所受的安培力的方向相反C.ab 与acb 所受的安培力的大小相等D. ab所受的安培力大于acb所受的安培力【答案】AD【解析】由于acb的等效长度与ab相同，电流方向也相同，由左手定则知ab与acb所受的安培力的方向相同；由于材料、横截面相同，但长度不同，则电阻不同，acb 的电阻大于ab的电阻，流过的电流偏小，由安培力公式可知ab所受的安培力大于acb所受的安培力.7.一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S 极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图K8－1－7 中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是( )图K8－1－7A.磁铁对桌面的压力减小B.磁铁对桌面的压力增大C.磁铁受到向右的摩擦力D.磁铁受到向左的摩擦力【答案】AD【解析】如图所示.对导电棒，通电后，由左手定则，导体棒受到斜向左下方的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导电棒的作用力应斜向右上方，所以在通电的一瞬时，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此A、D正确.& (2015年佛山质检)如图K8— 1 —8，在天平右盘底部挂有一个矩形线圈，其一部分悬在方向水平向里的匀强磁场中，矩形线圈通有顺时针方向电流，现天平右侧向下倾斜，下列措施有可能使天平平衡的是( )图K8—1 —8A.减小磁感应强度B.增加通过线圈的电流C.改变电流的方向D.在不改变线圈质量的同时，增加底边的长度【答案】AC【解析】对矩形线圈在磁场中的部分进行受力分析，根据左手定则，左、右两边所受的安培力大小相等、方向相反，合力为零，底边所受的安培力向下，要使天平平衡，必须减小安培力，故可以通过减小磁感应强度、减小底边的长度、减小通过线圈的电流来实现，或改变电流的方向，从而改变安培力的方向来实现，故 B D错误，选A、C.9. (2012 年海南卷)图K8－1－9 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( )图K8－1－9A. 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【答案】BD【解析】若a接正极，b接负极，根据安培定则，电磁铁产生竖直向上的磁场. e接负极, f接正极，由左手定则可判断出L所受安培力向右，则L向右滑动，选项A错误，B正确；若a接负极，b接正极，根据安培定则，电磁铁产生竖直向下的磁场. e接负极，f接正极，由左手定则可判断出L所受安培力向左，则L向左滑动，选项D正确，C错误.10 .电磁轨道炮工作原理如图K8—1 - 10所示.待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触. 电流I 从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回. 轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与 I 成正比•通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出•现欲使弹体的出射速度增加至原来 的2倍，理论上可采用的办法是 （）图 K8— 1 — 10A. 只将轨道长度L 变为原来的2倍B. 只将电流I 增加至原来的2倍C. 只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L 变为原来的2倍，其他量不变【答案】BD22mv【解析】由题知磁感应强度 B = kl ，而安培力F = Bid = kI 2d ，据动能定理可得：FL =B 、D 选项正确.、非选择题11. （2015年江苏模拟）如图K8- 1— 11所示为一电流表的原理示意图. 细金属棒MN 的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为 k .在矩形区域abed 内有匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.与 MN 的右端N 连接的绝缘轻指针可指示标尺上的读数， MN 的长度大于ab .当Mh 中没有电流通过且处于平衡状 态时，MN 与矩形区域的ed 边重合，当MN 中有电流通过时，指针示数可表示电流强度.质量为m 的均质解得v = I由此式可确定图K8—1 —11(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)若k = 2.0 N/m, 药=0.20 m, "cd = 0.05 m B= 0.20 T,此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？mg【答案】(1) (2) M端(3)2.5 A (4)0.10 Tk【解析】(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为△ X,则有mg= k A x解得A x =罟k(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，因此M端应接正极.(3)设电流表满偏时通过MN的电流强度为I m,则有BI m ab + mg= k( cb +A x)联立并代入数据得l m= 2.5 A.(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B',则有2B' I m ab + mg= k( cb +A x)k cb解得：B'= —2I m ab代入数据得：B'= 0.10 T.12.如图K8— 1 — 12所示，在倾角 0 = 30°的斜面上，固定一金属框，宽 1= 0.25 m , 接入电动势E = 12 V 、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量0.2 kg 的金属棒ab ,它 与框架的动摩擦因数 口=亡6.整个装置放在磁感应强度B = 0.8 T ,垂直框面向上的匀强磁场6 中.当调节滑动变阻器 R 的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？（框架与棒的电2 阻不计，g 取10 m/s ）图 K8— 1 — 12【答案】1.4 RC 8.2 Q【解析】 金属棒受到4个力作用：重力 mg 垂直框面向上的支持力 F N ,沿框面向上的安 培力F 安，沿框面的静摩擦力 F f 静.金属棒静止在框架上时， 摩擦力F f 静的方向可能沿框面向上， 也可能向下，需分两种情况考虑•当变阻器 R 取值较大时，I 较小，安培力F 较小，在金属棒重力分力 m§in 0作用下棒有沿框架下滑趋势，框架对棒的摩擦力沿框面向上，受力如图所示.金属棒刚好不下滑时满足平衡条件： EBR +（1 mg cos 0 — m@in 0 = 0,当变阻器R 取值较小时，I 较大，安培力 F 安较大，会使金属棒产生沿 框面上滑趋势•因此，框架对棒的摩擦力沿框面向下，受力如图所示•金属 棒刚好不上滑时满足平衡条件：EBd — i mg cos 0 — mgin 0 = 0, BEI 0 — 1 cos 0 0.8 X 12X 0.25 Q = 8.2 Q.0.2 X 10X 0.5BEI =1.4 Q.B + 口 cos 9R 的取值范围应为 1.4 QW R W 8.2 Q. 得R= mg sin 所以滑动变阻器。
磁场及其对电流的作用(核心考点精讲精练)(解析版)—2025年新高考物理一轮复习
磁场及其对电流的作用（核心考点精讲精练）1. 高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题安培力方向2024年贵州卷卷计算题安培力作用下的平衡问题2024年重庆卷2. 命题规律及备考策略【命题规律】高考对磁场及其对电流的作用的考查较为频繁，有选择题也有计算题的考查形式，题目较为基础，这部分内容容易和电磁感应现象相结合。
【备考策略】1.理解和掌握安培定则以及安培力大小和方向的计算与判断。
2.能够应用力学知识分析安培力作用下导线的平衡和加速问题。
【命题预测】重点关注安培力作用下的平衡和加速问题。
一、磁场、磁感应强度1．磁场基本性质：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．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。
(2)大小：B ＝F Il。
二、磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1．磁感线及其特点(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应强度的方向一致。
(2)特点①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。
②磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。
③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。
④磁感线是假想的曲线，客观上并不存在。
2．电流的磁场通电直导线通电螺线管环形电流安培定则三、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 ＝。
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。
考点一 安培定则和磁场的叠加直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两 侧是N 极和S 极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则立体图截面图1．如图所示，当开关闭合后，小磁针在通电导线的磁场中指向正确的是（ ）A．B．C．D．【答案】D【详解】A．根据安培定则可判断出电流周围的磁场方向，再根据小磁针静止时N极的指向为磁场的方向可知，对A图，当开关闭合后，直线电流产生的磁场方向在小磁针处垂直纸面向外，因此小磁针的N极应指向外，A错误；B．对B图，当开关闭合后，螺线管产生的磁场上端是N极，螺线管左侧磁场方向向下，小磁针的N极应指向下，螺线管下面小磁针位置的磁场方向应指向螺线管下端，因此小磁针N极应指向螺线管下端，B错误；C．对C图，当开关闭合后，环形电流的磁场方向在小磁针位置垂直纸面向里，因此小磁针的N极应指向里，C错误；D．对D图，当开关闭合后，U形电磁铁的左侧是S极，右侧是N极，因此小磁针的N极应指向左侧，D正确。
第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用-2025版物理大一轮复习
磁场的描述磁场对电流的作用目标要求 1.了解磁场，掌握磁感应强度的概念，会用磁感线描述磁场。
2.会用安培定则判断电流的磁场，会利用矢量合成的方法计算磁感应强度的叠加。
3.会判断安培力的方向，会计算安培力的大小，了解安培力在生产、生活中的应用。
考点一对磁场的理解1.磁场(1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有□1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：描述磁场强弱和方向。
(通电导线垂直于磁场)。
(2)定义式：B＝FIl(3)方向：可自由转动的小磁针静止时□2N极的指向。
(4)单位：□3特斯拉，符号T。
3.磁感线(1)定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上每一点的□4切线方向都跟这点的磁场方向一致。
(2)磁感线的特点①磁感线上某点的□5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□6强弱。
③磁感线是□7闭合曲线，没有起点和终点。
在磁体外部，从N极指向S极，在磁体内部，从S极指向N极。
④磁感线是假想的曲线，不□8相交、不□9中断、不相切。
【判断正误】1.磁场是客观存在的一种物质，磁感线也是真实存在的。
(×)2.磁场中的一小段通电导线在该处受力为零，此处磁感应强度B不一定为零。
(√)3.由定义式B＝FIl可知，电流I越大，导线l越长，某点的磁感应强度B就越小。
(×)1.磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与通电导线受力的大小及方向都无关。
2.地磁场(1)地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示。
(2)地磁场B的水平分量(B x)总是从地理南极指向北极，而竖直分量(B y)，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下，在赤道处的地磁场沿水平方向，指向北。
【对点训练】1.(磁感线的特点)如图所示，实线表示某磁场中的磁感线，M、N为磁场中两点，两点的磁感应强度分别为B M和B N，同一通电导线放在M处和N处所受磁场力大小分别为F M和F N，则()A.B M>B N，F M一定大于F NB.B M>B N，F M一定小于F NC.B M<B N，F M一定小于F ND.B M<B N，F M可能等于F N解析：D磁感线的疏密程度表示磁场的磁感应强度的大小，N处密集，则B M<B N，安培力为F＝BIL，其中L为导线与磁场垂直的有效长度，同一通电导线，放置方式不同，有效长度不同，若在M点导线与磁场垂直，N点导线与磁场平行，则F M>F N，改变放置位置，使L ML N＝B NB M，可使F M＝F N，故选D。
高三物理一轮复习 第8章 第1讲 磁场及磁场对电流的作用
3.安培定则的应用
直线电流的磁场 环形电流的磁场
原因(电流方向) 大拇指 四指
结果(磁场方向) 四指 大拇指
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典例1 如图所示,在a、b、c三处垂直于纸面放置三根长直通电导线,电流 大小相等,a、b、c是等边三角形的三个顶点,a处电流在三角形中心O点产 生的磁场的磁感应强度大小为B,求O处的磁感应强度。
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解析 由于Oa=Ob=Oc,所以在各电流等大的前提下,各处的电流在O点的 磁感应强度大小都为B,根据安培定则,各电流在O处的磁感应强度应垂直 于各点和O点的连线,如图所示,由图中几何关系知Ba与Bb夹角为120°,所以 根据平行四边形定则,a、b在O处的合磁感应强度为B,方向平行于ab连线 向右,所以O处的总磁感应强度大小为2B,方向平行于ab连线向右。
(2)安培力一定不做功 ⑧(✕)
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1.如图是一个用均匀金属导线做成的圆环,A、B是圆环直径的两个端点,当 电流I从A点流入,从B点流出时,在环中心处的磁场方向是 ( )
A.在圆环所在的平面内,且指向B B.垂直圆环平面,且指向纸外 C.垂直圆环平面,且指向纸内 D.磁感应强度为零,无方向 1. 答案 D 利用安培定则结合对编称辑课性件分析,易得D正确。
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3.在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根通电长 直导线,电流的方向垂直于纸面向里。如图所示,a、b、c、d是以直导线为 圆心的同一圆周上的四点,在这四点中 ( ) A.c、d两点的磁感应强度大小相等 B.a、b两点的磁感应强度大小相等 ห้องสมุดไป่ตู้.c点的磁感应强度的值最小 D.b点的磁感应强度的值最大
答案 2B,方向平行于ab连线向右
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文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 【走向高考】2016届高三物理一轮复习 第8章 第1讲磁场对电流的作用习题 新人教版 一、选择题(1～6题为单选题，7、8题为多选题) 1．(2014·南京模拟)在磁场中的某一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样，图中几幅图象表示的是导线受的力F与通过的电流I的关系。a、b分别代表一组F、I的数据。下列图中正确的是( ) [答案] C [解析] 磁感应强度是由磁场本身性质决定的，在磁场中的某一位置处，磁感应强度应是定值，所以，在导线受的力F与通过的电流I的关系图象中的图线应是过原点的一条直线，故只有选项C正确。 2．(2014·课标全国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 [答案] B [解析] 安培力垂直于导线和磁场决定的方向，A错B对。由F＝BILsinθ可知，C错。当导
线从中间折成直角时，有效长度L1＝22L，D选项不正确。本题容易出错的是D选项。没有掌握有效长度与原长度的关系。有效长度是连接初、末位置线段的长度。 3．(2014·北京西城区期末)一根通电直导线水平放置在地球赤道的上方，其中的电流方向为自西向东，该导线所受地磁场的安培力方向为( ) A．水平向北 B．水平向南 C．竖直向上 D．竖直向下 [答案] C [解析] 根据左手定则，可以判断出安培力的方向竖直向上，C选项正确，解决本题关键是应用左手定则在实际地磁场中的判断，而不是在纸上画模拟磁场。 4．(2014·广东江门一模)如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后静止时( ) A．N极竖直向上 B．N极竖直向下 C．N极沿轴线向左 D．N极沿轴线向右 [答案] C [解析] 金属环带负电，按题图所示的方向旋转，则金属环的电流方向与旋转方向相反。由右手螺旋定则可知磁极的方向：左端N极，右端S极。因此小磁针N极沿轴线向左。故C正确，ABD错误。 5．(2014·浙江杭州一模)如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度。天平的右臂上挂有一匝数为N的矩形线圈，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当线圈中通有电流I(方向如图)时，发现天平的右端低左端高，下列哪些调解方案可以使天平水平平衡( ) A．仅减小电流大小 B．仅增长线框的宽度l C．仅减轻左盘砝码的质量 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. D．仅增加线圈的匝数 [答案] A [解析] 天平是等臂杠杆，当线圈中通有电流I时，根据左手定则，右端线圈受到的安培力竖直向下；天平的右端低左端高，说明安培力偏大，要使天平水平平衡，可以增加左端的砝码，也可以减小安培力，即减小匝数、电流、线框短边的长度；故A正确，BCD错误。 6.(2014·南昌调研)如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1。若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为( ) A.31 B.32 C．11 D．12 [答案] B [解析] 如图所示，当通有电流的长直导线在M、N两处时，根据安培定则可知，二者在圆心O处产生的磁感应强度的大小都为B1/2；当将M长直导线移到P处时，两直导线在圆心O处产生的磁感应强度的大小也为B1/2，作平行四边形，由图中的几何关系，可得cos30°
＝B22B12＝B2B1＝32，故选项B正确，选项A、C、D错误。 7．(2014·山东理综)如图，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用FM、FN表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是( ) A．FM向右 B．FN向左 C．FM逐渐增大 D．FN逐渐减小 [答案] BCD [解析] 本题主要考查安培定则、左手定则和楞次定律等知识。解题的关键是根据安培定则判断通电导线磁场的方向，以及磁场的变化情况。由安培定则知，M区的磁场方向向外，N区的磁场方向向里。导体棒不管在哪一区，安培力总是阻碍导体棒的运动，即安培力的方向总是向左，选项A错误，B正确；在M区，导体棒越来越靠近通电导线，其磁场越来越强，感应电流越来越大，安培力越来越大，选项C正确；同理在N区，导体棒越来越远离通电导线，安培力将越来越小，选项D正确。本题易漏选D，原因是没有认真分析受力，想当然的认为在N区和M区的受力是一样的。 8．(2014·浙江理综)如图1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。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t＝0时刻起，棒上有如图2所示的持续交流电流I，周期为T，最大值为Im，图1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 [答案] ABC [解析] 本题考查通电导体在磁场中运动。解题关键是结合受力分析，进行运动过程的分析，取安培力向左的方向为正方向，作出导体棒受安培力随时间变化的图象如图甲所示，再根据文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 受力情况，作出导体棒的v－t图象，v向右为正方向，如图乙所示，从甲图可知安培力随时间周期性变化，C正确；由图乙可知，速度方向一直向右，并且随时间作周期性变化，A、
B正确；0～T2时间内，导体棒速度增大，安培力做正功，T2－T时间，安培力与速度方向相反，安培力做负功，D错误。图象法分析力和运动问题是常用方法之一，优点直观方便。 二、非选择题 9．某兴趣小组在研究长直导线周围的磁场时，为增大电流，用多根导线捆在一起代替长直导线，不断改变多根导线中的总电流和测试点与直导线的距离r，测得下表所示数据： I/AB/Tr/m 5.0 10.0 20.0 0.020 4.98×10－5 10.32×10－5 19.73×10－5 0.040 2.54×10－5 5.12×10－5 9.95×10－5 0.060 1.63×10－5 3.28×10－5 6.72×10－5 0.080 1.28×10－5 2.57×10－5 5.03×10－5 由上述数据可得出磁感应强度B与电流I及距离r的关系式为B＝______T。(要求估算出比例系数，用等式表示)
[答案] 2×10－7Ir [解析] 分析表格中数据可得，B与电流I成正比，与测试点到直导线的距离r成反比，即B＝k·Ir，取表格中的第一单元格进行计算可得k≈2×10－7，即B＝2×10－7×IrT。 10．(2014·浙江温州中学期中)如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体的质量为M＝0.3kg，棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5，匀强磁场的磁感应强度B＝2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g＝10m/s2) [答案] 2A a→b [解析] 导体棒ab受力如图所示，由平衡条件有： F－Ff－FT＝0 又Ff＝μFN，F＝BIL，FT＝Mg 联立并代入数据得I＝2A，由左手定则知电流由a→b 11.如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B＝0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。 金属导轨是光滑的，取g＝10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求： (1)金属棒所受到的安培力的大小。 (2)通过金属棒的电流的大小。 (3)滑动变阻器R接入电路中的阻值。 [答案] (1)0.1N (2)0.5A (3)23Ω [解析] (1)金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示 F安＝mgsin30°，代入数据得F安＝0.1N。
(2)由F安＝BIL得I＝F安BL＝0.5A。 (3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R0，根据闭合电路欧姆定律得： 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. E＝I(R0＋r) 解得R0＝EI－r＝23Ω。 12.(2014·苏州一中模拟)如图所示为一电流表的原理示意图。质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的绝缘弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，与MN的右端N连接的一
绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。 (1)当电流表示数为零时，弹簧伸长为多少？(重力加速度为g) (2)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？
(3)若k＝2.0N/m，ab＝0.20m，bc＝0.050m，B＝0.20T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用) (4)若要将量程扩大2倍，磁感应强度变为多大？
[答案] (1)mgk (2)M端 (3)2.5A (4)0.10T [解析] (1)设弹簧的伸长量为Δx，则有mg＝kΔx，① 由①式得Δx＝mgk。 (2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，因此M端应接正极。 (3)设满量程时通过MN的电流为Im，则有
BImab＋mg＝k(bc＋Δx)，②
联立①②并代入数据得Im＝kbcBab＝2.5A。 (4)设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有 2B′Imab＋mg＝k(bc＋Δx)，③
由①③式得：B′＝kbc2Imab 代入数据得：B′＝0.10T。