2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第九章 第1講 磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用課件 教科版.ppt

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第1講磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用,,大一輪復(fù)習(xí)講義,,第九章磁場(chǎng),,NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,過(guò)好雙基關(guān),研透命題點(diǎn),課時(shí)作業(yè),回扣基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練基礎(chǔ)題目,細(xì)研考綱和真題分析突破命題點(diǎn),限時(shí)訓(xùn)練練規(guī)范練速度,,過(guò)好雙基關(guān),,,,一、磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度,,,1.磁場(chǎng)的基本性質(zhì)磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有的作用.2.磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)物理意義：描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和.(2)定義式：(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)).(3)方向：小磁針靜止時(shí).(4)單位：特斯拉，符號(hào)為T.,磁力,方向,N極的指向,3.勻強(qiáng)磁場(chǎng)(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等、方向的磁場(chǎng)稱為勻強(qiáng)磁場(chǎng).(2)特點(diǎn)：疏密程度相同、方向相同的平行直線.,處處相同,4.地磁場(chǎng)(1)地磁的N極在地理附近，S極在地理附近，磁感線分布如圖1所示.(2)在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，且方向水平.,北極,南極,圖1,相等,向北,5.磁場(chǎng)的疊加磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，計(jì)算時(shí)與力的計(jì)算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進(jìn)行合成與分解.,自測(cè)1(多選)一小段長(zhǎng)為L(zhǎng)的通電直導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，當(dāng)通過(guò)它的電流為I時(shí)，所受安培力為F.以下關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的說(shuō)法正確的是,C.磁場(chǎng)中通電直導(dǎo)線受力大的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大D.在磁場(chǎng)中通電直導(dǎo)線也可以不受力,√,√,自測(cè)2(2016北京理綜17)中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也.”進(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場(chǎng)的磁感線分布如圖2.結(jié)合上述材料，下列說(shuō)法不正確的是A.地理南、北極與地磁場(chǎng)的北、南極不重合B.地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁南極在地理北極附近C.地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行D.地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用,√,圖2,解析地球?yàn)橐痪薮蟮拇朋w，地磁場(chǎng)的南、北極在地理上的北極和南極附近，兩極并不重合，故A、B正確；地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，只有赤道附近上空磁場(chǎng)的方向才與地面平行，故C錯(cuò)誤；射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子的速度方向與地磁場(chǎng)方向不會(huì)平行，一定受到地磁場(chǎng)力的作用，故D正確.,,二、磁感線和電流周圍的磁場(chǎng),,,1.磁感線的特點(diǎn)(1)磁感線上某點(diǎn)的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向.(2)磁感線的疏密程度定性地表示磁場(chǎng)的，在磁感線較密的地方磁場(chǎng)；在磁感線較疏的地方磁場(chǎng).①磁感線是閉合曲線，沒有起點(diǎn)和終點(diǎn)，在磁體外部，從指向；在磁體內(nèi)部，由指向.②同一磁場(chǎng)的磁感線不中斷、不、不相切.③磁感線是假想的曲線，客觀上并不存在.,切線,較強(qiáng),強(qiáng)弱,較弱,N極,S極,S極,N極,相交,2.幾種常見的磁場(chǎng)(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(如圖3所示),圖3,(2)電流的磁場(chǎng),條形,越弱,勻強(qiáng),最強(qiáng),非勻強(qiáng),越弱,自測(cè)3如圖4所示，甲、乙是直線電流的磁場(chǎng)，丙、丁是環(huán)形電流的磁場(chǎng)，戊、己是通電螺線管的磁場(chǎng)，試在各圖中補(bǔ)畫出電流方向或磁感線方向.,圖4,答案,,三、安培力的大小和方向,,,1.大小若I∥B，F(xiàn)＝0；若I⊥B，F(xiàn)＝BIL.2.方向總垂直于所決定的平面，即一定垂直于B和I，但B與I不一定垂直.可以用左手定則來(lái)判定：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線從掌心進(jìn)入，使伸開的四指指向的方向，那么，所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向.3.兩平行通電導(dǎo)線間的作用同向電流相互，反向電流相互.,B、I,垂直,電流,拇指,吸引,排斥,自測(cè)4(2018山東省煙臺(tái)市上學(xué)期期末)以下說(shuō)法中正確的是A.通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力方向與磁場(chǎng)方向平行B.通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力方向與磁場(chǎng)方向垂直C.磁感線可以形象地描述各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向，磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針在該點(diǎn)靜止時(shí)N極所指的方向一致D.放置在磁場(chǎng)中1m長(zhǎng)的導(dǎo)線，通過(guò)1A的電流，受到的安培力為1N時(shí)，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度就是1T,√,解析安培力方向與B、I決定的平面一定垂直，但不一定與磁場(chǎng)方向平行或垂直，故A、B錯(cuò)誤；磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針放在該點(diǎn)靜止時(shí)N極所指的方向一致，與S極所指的方向相反，故C正確；放置在磁場(chǎng)中1m長(zhǎng)的通電導(dǎo)線，通過(guò)1A的電流，受到的安培力為1N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定是1T，故D錯(cuò)誤.,,研透命題點(diǎn),,,1.安培定則的應(yīng)用在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”.,,,,命題點(diǎn)一安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)的疊加,2.磁場(chǎng)疊加問(wèn)題的解題思路(1)確定磁場(chǎng)場(chǎng)源，如通電導(dǎo)線.(2)定位空間中需求解磁場(chǎng)的點(diǎn)，利用安培定則判定各個(gè)場(chǎng)源在這一點(diǎn)上產(chǎn)生的磁場(chǎng)的大小和方向.如圖5所示為M、N在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)BM、BN.,圖5,(3)應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行合成，如圖中的合磁場(chǎng)B.,例1(多選)(2018全國(guó)卷Ⅱ20)如圖6，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于L2對(duì)稱.整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向垂直于紙面向外.已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B0和B0，方向也垂直于紙面向外.則,圖6,√,√,解析原磁場(chǎng)、電流的磁場(chǎng)方向如圖所示，由題意知,變式1(2017全國(guó)卷Ⅲ18)如圖7，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩長(zhǎng)直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l.在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí)，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為,√,圖7,變式2(多選)(2018山東省泰安市上學(xué)期期末)已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足B＝(其中k為比例系數(shù)，I為電流強(qiáng)度，r為該點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離).現(xiàn)有四根平行的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面積恰好在一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，電流方向如圖8，其中A、C導(dǎo)線中的電流大小為I1，B、D導(dǎo)線中的電流大小為I2.已知A導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力恰好為零，則下列說(shuō)法正確的是A.電流的大小關(guān)系為I1＝2I2B.四根導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力都為零C.正方形中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零D.若移走A導(dǎo)線，則中心O處的磁場(chǎng)將沿OB方向,√,圖8,√,√,解析將導(dǎo)線B、C、D在導(dǎo)線A處的磁場(chǎng)表示出來(lái)，如圖甲所示：A導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力為零，則A處的合磁場(chǎng)為零，即：，則：I1＝2I2，故選項(xiàng)A正確；,同理，將各點(diǎn)的磁場(chǎng)都畫出來(lái)，可以判斷B、D導(dǎo)線處的合磁場(chǎng)不為零，故所受的磁場(chǎng)力不為零，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；,將各導(dǎo)線在O點(diǎn)的磁場(chǎng)畫出，如圖乙所示，由于A、C導(dǎo)線電流相等而且距離O點(diǎn)距離相等，則BA′＝BC′,同理：BB′＝BD′，即正方形中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故選項(xiàng)C正確；若移走A導(dǎo)線，則磁場(chǎng)BA′不存在，由于BB′＝BD′，則此時(shí)在O點(diǎn)的磁場(chǎng)只剩下導(dǎo)線C的磁場(chǎng)，而且導(dǎo)線C點(diǎn)磁場(chǎng)方向沿OB方向，即中心O處的磁場(chǎng)將沿OB方向，故選項(xiàng)D正確.,,,,命題點(diǎn)二安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的判斷,1.問(wèn)題特點(diǎn)安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題與力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題一樣，同樣遵從力學(xué)基本規(guī)律，只是研究對(duì)象所受的力中多分析安培力而已.2.規(guī)律分析判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁感線分布情況，再弄清楚導(dǎo)體中電流的方向，然后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).,3.幾種判定方法,例2如圖9所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升,圖9,√,解析如圖甲所示，把直線電流等效為無(wú)數(shù)小段，中間的點(diǎn)為O點(diǎn)，選擇在O點(diǎn)左側(cè)S極右上方的一小段為研究對(duì)象，該處的磁場(chǎng)方向指向左下方，由左手定則判斷，該小段受到的安培力的方向垂直紙面向里，在O點(diǎn)左側(cè)的各段電流元都受到垂直紙面向里的安培力，把各段電流元受到的力合成，則O點(diǎn)左側(cè)導(dǎo)線受到垂直紙面向里的安培力；同理判斷出O點(diǎn)右側(cè)的導(dǎo)線受到垂直紙面向外的安培力.因此，由上向下看，導(dǎo)線沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng).,分析導(dǎo)線轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)的情形：如圖乙所示，導(dǎo)線中的電流垂直紙面向外，由左手定則可知，導(dǎo)線受到向下的安培力.由以上分析可知，導(dǎo)線在順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向下運(yùn)動(dòng).選項(xiàng)A正確.,變式3(2018河南省新鄉(xiāng)市第三次模擬)如圖10所示，兩個(gè)完全相同、所在平面互相垂直的導(dǎo)體圓環(huán)P、Q中間用絕緣細(xì)線連接，通過(guò)另一絕緣細(xì)線懸掛在天花板上，當(dāng)P、Q中同時(shí)通有圖示方向的恒定電流時(shí)，關(guān)于兩圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)(從上向下看)以及細(xì)線中張力的變化，下列說(shuō)法正確的是A.P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Q逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)P與天花板連接的細(xì)線張力不變B.P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Q順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兩細(xì)線張力均不變C.P、Q均不動(dòng)，P與天花板連接的細(xì)線和與Q連接的細(xì)線張力均增大D.P不動(dòng)，Q逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)P、Q間細(xì)線張力不變,√,圖10,解析根據(jù)安培定則，P產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向外，Q產(chǎn)生的磁場(chǎng)水平向右，根據(jù)同名磁極相互排斥的特點(diǎn)，從上向下看，P將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Q逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)后P、Q兩環(huán)的電流的方向相反，但下方細(xì)線與P、Q連接處的電流方向相同，所以兩個(gè)圓環(huán)相互吸引，P、Q間細(xì)線張力減小.由整體法可知，P與天花板連接的細(xì)線張力總等于兩環(huán)的重力之和，大小不變，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤.,例3(2019吉林省公主嶺市調(diào)研)將一個(gè)質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)線吊起來(lái)，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個(gè)平面內(nèi)，且通過(guò)圓環(huán)中心，如圖11所示，當(dāng)圓環(huán)中通以順時(shí)針方向的電流時(shí)，從上往下看A.圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵B.圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵C.圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵D.圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵,圖11,√,解析該通電圓環(huán)相當(dāng)于一個(gè)垂直于紙面的小磁針，N極在內(nèi)，S極在外，根據(jù)同極相斥、異極相吸，C正確.,變式4(多選)如圖12所示，臺(tái)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(lái)，此時(shí)臺(tái)秤讀數(shù)為F1，現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一導(dǎo)體棒，當(dāng)導(dǎo)體棒中通以方向如圖所示的電流后，臺(tái)秤讀數(shù)為F2，則以下說(shuō)法正確的是A.彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng)B.彈簧長(zhǎng)度將變短C.F1>F2D.F1F2，在水平方向上，由于F′有水平向左的分力，條形磁鐵壓縮彈簧，所以彈簧長(zhǎng)度變短.,通電導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中的平衡問(wèn)題是一種常見的力電綜合模型，該模型一般由傾斜導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒、電源和電阻等組成.這類題目的難點(diǎn)是題圖具有立體性，各力的方向不易確定.因此解題時(shí)一定要先把立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，通過(guò)受力分析建立各力的平衡關(guān)系，如圖13所示.,,,,命題點(diǎn)三安培力作用下的平衡問(wèn)題,圖13,例4(2018天津市部分區(qū)上學(xué)期期末)如圖14甲所示，固定的兩光滑導(dǎo)體圓環(huán)相距1m.在兩圓環(huán)上放一導(dǎo)體棒，圓環(huán)通過(guò)導(dǎo)線與電源相連，電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.2Ω.導(dǎo)體棒質(zhì)量為60g，接入電路的電阻為1.3Ω，圓環(huán)電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上.開關(guān)S閉合后，棒可以靜止在圓環(huán)上某位置，該位置對(duì)應(yīng)的半徑與水平方向的夾角為θ＝37，如圖乙所示，(g取10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8)求：(1)棒靜止時(shí)受到的安培力的大?。?圖14,答案0.8N,解析對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，如圖所示,解得F＝0.8N,(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.,答案0.4T,解得I＝2A,解得B＝0.4T.,變式5(2018福建省三明市上學(xué)期期末)如圖15所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的銅棒ab，用長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的兩根輕導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，未通電時(shí)，輕導(dǎo)線靜止在豎直方向，通入恒定電流后，棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度為θ，則A.棒中電流的方向?yàn)閎→a,圖15,D.若只增大輕導(dǎo)線的長(zhǎng)度，則θ變小,√,解析根據(jù)導(dǎo)體棒受到的安培力方向和左手定則可知，棒中電流的方向?yàn)橛蒩到b，故A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可知，BIL2sinθ－mgL(1－cosθ)＝0－0，解得I＝，故B錯(cuò)誤，C正確；由上式可知，BILLsinθ＝mgL(1－cosθ)，輕導(dǎo)線的長(zhǎng)度L可消去，與之無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤.,安培力做功與動(dòng)能定理結(jié)合，其解題步驟如下：(1)選取研究對(duì)象，明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程；(2)分析研究對(duì)象的受力情況(若是立體圖就改畫成平面圖)和各個(gè)力的做功情況，特別是分析安培力的大小和方向，看安培力做正功還是負(fù)功，然后求各力做功的代數(shù)和；(3)明確初、末狀態(tài)的動(dòng)能；(4)列出動(dòng)能定理的方程以及其他必要的解題方程進(jìn)行求解.,,,,命題點(diǎn)四安培力與功、動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用,例5(多選)(2019廣東省梅州市調(diào)研)如圖16所示，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌，左端通過(guò)開關(guān)S與內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為E的電源相連，右端與半徑為L(zhǎng)＝20cm的光滑圓弧導(dǎo)軌相接.導(dǎo)軌寬度為20cm，電阻不計(jì).導(dǎo)軌所在空間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T.一根導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m＝60g、電阻R＝1Ω，用兩根長(zhǎng)也為20cm的絕緣細(xì)線懸掛，導(dǎo)體棒恰好與導(dǎo)軌接觸.當(dāng)閉合開關(guān)S后，導(dǎo)體棒沿圓弧擺動(dòng)，擺動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且細(xì)線處于張緊狀態(tài).導(dǎo)體棒ab速度最大時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝53(sin53＝0.8，cos53＝0.6，g＝10m/s2)，則A.磁場(chǎng)方向一定豎直向上B.電源的電動(dòng)勢(shì)E＝8VC.導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過(guò)程中所受安培力F＝8ND.導(dǎo)體棒擺動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能為0.08J,√,圖16,√,解析當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，導(dǎo)體棒向右擺動(dòng)，說(shuō)明其所受安培力水平向右，由左手定則可知，磁場(chǎng)方向豎直向下，故A錯(cuò)誤；,根據(jù)動(dòng)能定理得：FLsin53－mgL(1－cos53)＝Ek－0，解得Ek＝0.08J，故D正確.,,課時(shí)作業(yè),,,1.如圖1所示，a和b是一條磁感線上的兩點(diǎn)，關(guān)于這兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的判斷，正確的是A.一定是a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大B.一定是b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大C.一定是兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一樣大D.無(wú)法判斷,,,,雙基鞏固練,解析因?yàn)橐粭l磁感線是直線時(shí)，不一定是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，也不知道A、B兩點(diǎn)的磁感線的疏密，條件不足，無(wú)法確定a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，故D正確.,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖1,2.磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖2所示，則A.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba＞BbB.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba＜BbC.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大D.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,√,圖2,解析磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，由a、b兩處磁感線的疏密程度可判斷出Ba>Bb，所以A正確，B錯(cuò)誤；安培力的大小跟該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B、電流大小I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L和導(dǎo)線放置的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的夾角有關(guān)，故C、D錯(cuò)誤.,3.(多選)(2019福建省三明市質(zhì)檢)把一根不計(jì)重力、通電的硬直導(dǎo)線ab放在磁場(chǎng)中，導(dǎo)線所在區(qū)域的磁感線呈弧形，如圖3所示.導(dǎo)線可以在空中自由移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線中的電流方向由a向b，關(guān)于導(dǎo)線的受力和運(yùn)動(dòng)情況，下述說(shuō)法正確的是A.硬直導(dǎo)線先轉(zhuǎn)動(dòng)，然后邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊下移B.硬直導(dǎo)線只能轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)向下移動(dòng)C.硬直導(dǎo)線各段所受安培力的方向都與導(dǎo)線垂直D.在圖示位置，a端受力垂直紙面向內(nèi)，b端受力垂直紙面向外,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,√,圖3,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析題圖可看成通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)，如圖所示，導(dǎo)線等效為Oa、Ob兩電流元，由左手定則可判定Oa段所受安培力垂直于紙面向外，Ob段所受安培力垂直于紙面向內(nèi)，所以硬直導(dǎo)線各段所受安培力的方向都與導(dǎo)線垂直且從上向下看導(dǎo)線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)再用左手定則可判定導(dǎo)線所受安培力方向向下，即導(dǎo)線在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要向下移動(dòng)，A、C對(duì).,4.(2018山東省臨沂市一模)1876年美國(guó)物理學(xué)家羅蘭完成了著名的“羅蘭實(shí)驗(yàn)”.羅蘭把大量的負(fù)電荷加在一個(gè)橡膠圓盤上，然后在圓盤附近懸掛了一個(gè)小磁針，將圓盤繞中心軸按如圖4所示方向高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn).忽略地磁場(chǎng)對(duì)小磁針的影響，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是橡膠圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電流B.小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說(shuō)明了電荷的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)C.當(dāng)小磁針位于圓盤的左上方時(shí)，它的N極向左側(cè)偏轉(zhuǎn)D.當(dāng)小磁針位于圓盤的左下方時(shí)，它的N極向右側(cè)偏轉(zhuǎn),圖4,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析本題中不符合感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，故無(wú)法產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；由題意可知，小磁針受到磁場(chǎng)力的作用，原因是電荷的定向移動(dòng)，從而形成電流，而電流周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，因此B正確；圓盤帶負(fù)電，根據(jù)安培定則可知，產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，等效為上方N極的條形磁鐵，故小磁針處于圓盤的左上方時(shí)，小磁針的N極將向左側(cè)偏轉(zhuǎn)，故C正確；同理，若小磁針處于圓盤的左下方時(shí)，則小磁針的N極向右側(cè)偏轉(zhuǎn)，故D正確.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,5.(2018湖南省常德市期末檢測(cè))在絕緣圓柱體上a、b兩個(gè)位置固定有兩個(gè)金屬圓環(huán)，當(dāng)兩環(huán)通有如圖5所示電流時(shí)，b處金屬圓環(huán)受到的安培力為F1；若將b處金屬圓環(huán)移動(dòng)到位置c，則通有電流為I2的金屬圓環(huán)受到的安培力為F2.今保持b處金屬圓環(huán)原來(lái)位置不變，在位置c再放置一個(gè)同樣的金屬圓環(huán)，并通有與a處金屬圓環(huán)同向、大小為I2的電流，則在a位置的金屬圓環(huán)受到的安培力A.大小為|F1－F2|，方向向左B.大小為|F1－F2|，方向向右C.大小為|F1＋F2|，方向向左D.大小為|F1＋F2|，方向向右,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖5,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析c金屬圓環(huán)對(duì)a金屬圓環(huán)的作用力為大小F2，根據(jù)同方向的電流相互吸引，可知方向向右，b金屬圓環(huán)對(duì)a金屬圓環(huán)的作用力大小為F1，根據(jù)反方向的電流相互排斥，可知方向向左，所以a金屬圓環(huán)所受的安培力大小|F1－F2|，由于a、b間的距離小于a、c間距離，所以兩合力的方向向左.,6.(多選)(2018陜西省榆林市第三次模擬)在圖6甲、乙中兩點(diǎn)電荷電荷量相等，丙、丁中通電導(dǎo)線電流大小相等，豎直虛線為兩點(diǎn)電荷、兩通電導(dǎo)線的中垂線，O為連線的中點(diǎn).下列說(shuō)法正確的是A.圖甲和圖丁中，在連線和中垂線上，O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度都最小B.圖甲和圖丁中，在連線和中垂線上，關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度都相等C.圖乙和圖丙中，在連線和中垂線上，O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度都最大D.圖乙和圖丙中，在連線和中垂線上，關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度都相等,√,圖6,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析在圖甲中，根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)公式E＝以及場(chǎng)強(qiáng)的合成可以知道O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零；在圖丁中，根據(jù)右手螺旋定則以及磁場(chǎng)的疊加可以知道O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，都是最小的，故選項(xiàng)A正確；圖甲和圖丁中，在連線和中垂線上，關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度只是大小相等，但是方向不同，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在圖乙中，在中垂線上O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大，但是在連線上O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最?。辉趫D丙中，在連線上O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，在中垂線上O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都最大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在圖乙和圖丙中，在連線和中垂線上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，故選項(xiàng)D正確.,7.(2018廣東省揭陽(yáng)市高三期末)在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖7所示，則過(guò)c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向A.與ab邊平行，豎直向上B.與ab邊平行，豎直向下C.與ab邊垂直，指向左邊D.與ab邊垂直，指向右邊,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,√,圖7,解析導(dǎo)線a在c處的磁場(chǎng)方向垂直ac斜向下，b在c處的磁場(chǎng)方向垂直bc斜向下，兩者的合磁場(chǎng)方向?yàn)樨Q直向下，根據(jù)左手定則可得c點(diǎn)所受安培力方向?yàn)榕cab邊垂直，指向左邊，C正確.,8.(2018陜西省寶雞市一模)如圖8所示，垂直紙面放置的兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1＞I2，紙面內(nèi)的一點(diǎn)H到兩根導(dǎo)線的距離相等，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向可能為圖中的A.B1B.B2C.B3D.B4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,√,12,圖8,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析根據(jù)右手螺旋定則得出兩電流在H點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，如圖，因?yàn)镮1>I2，故I1產(chǎn)生的磁場(chǎng)大于I2產(chǎn)生的磁場(chǎng)，根據(jù)平行四邊形定則知H點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)可能為B3方向.故C正確，A、B、D錯(cuò)誤.,12,9.(多選)(2017全國(guó)卷Ⅱ21)某同學(xué)自制的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)示意圖如圖9所示.矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對(duì)邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸.將線圈架在兩個(gè)金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方.為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，該同學(xué)應(yīng)將A.左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B.左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉C.左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉D.左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,,,綜合提升練,√,圖9,√,解析裝置平面示意圖如圖所示.圖示狀態(tài)的磁場(chǎng)方向向上，若形成通路，線圈下邊導(dǎo)線中電流方向向左，受垂直紙面向里的安培力，同理，上邊導(dǎo)線中電流受安培力垂直紙面向外，使線圈轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)線圈上邊導(dǎo)線轉(zhuǎn)到下邊時(shí)，若仍通路，線圈上、下邊中電流方向與圖示方向相比均反向，受安培力反向，阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng).若要線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，則要求左、右轉(zhuǎn)軸只能上一側(cè)或下一側(cè)形成通路，另一側(cè)斷路.故選項(xiàng)A、D正確.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,10.(多選)(2017全國(guó)卷Ⅰ19)如圖10，三根相互平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反.下列說(shuō)法正確的是A.L1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為1∶1∶D.L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為∶∶1,圖10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,√,√,解析同向電流相互吸引，反向電流相互排斥.對(duì)L1受力分析，如圖甲所示，可知L1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在的平面平行，故A錯(cuò)誤；對(duì)L3受力分析，如圖乙所示，可知L3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L1、L2所在的平面垂直，故B正確；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,11.如圖11所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，置于傾角為θ的光滑斜面上.導(dǎo)體棒與斜面的水平底邊始終平行.已知導(dǎo)體棒通以從b向a的電流，電流為I，重力加速度為g.(1)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，為使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上時(shí)，導(dǎo)體棒受力如圖甲所示，由平衡條件得：mgsinθ＝F安cosθ，F(xiàn)安＝BIL，,12,(2)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小、方向都可以改變，要使導(dǎo)體棒能靜止在斜面上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值和對(duì)應(yīng)的方向.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析如圖乙所示，當(dāng)安培力平行斜面向上，即安培力和重力沿斜面的分力平衡時(shí)，安培力最小，有mgsinθ＝F安′，F(xiàn)安′＝BminIL，,由左手定則可知磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直斜面向上.,12,12.(2018山東省菏澤市上學(xué)期期末)如圖12所示，在傾角為θ＝37的斜面上，固定一寬為L(zhǎng)＝1.0m的平行金屬導(dǎo)軌.現(xiàn)在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量m＝0.4kg、電阻R0＝2.0Ω、長(zhǎng)為1.0m的金屬棒ab，它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5.整個(gè)裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.導(dǎo)軌所接電源的電動(dòng)勢(shì)為E＝12V，內(nèi)阻r＝1.0Ω，若最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，滑動(dòng)變阻器的阻值符合要求，其他電阻不計(jì)，取g＝10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8.現(xiàn)要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止不動(dòng)，求：(1)金屬棒所受安培力的取值范圍；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析當(dāng)金屬棒剛好達(dá)到向上運(yùn)動(dòng)的臨界狀態(tài)時(shí)，金屬棒受到的摩擦力為最大靜摩擦力，方向平行斜面向下，此時(shí)金屬棒所受安培力最大，設(shè)金屬棒受到的安培力大小為F1，其受力分析如圖甲所示.則有N＝F1sinθ＋mgcosθ，F(xiàn)1cosθ＝mgsinθ＋fmax，fmax＝μN(yùn)以上三式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得F1＝8N,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,當(dāng)金屬棒剛好達(dá)到向下運(yùn)動(dòng)的臨界狀態(tài)時(shí)，金屬棒受到的摩擦力為最大靜摩擦力，方向平行斜面向上，此時(shí)金屬棒所受安培力最小，設(shè)金屬棒受到的安培力大小為F2，其受力分析如圖乙所示.則有N′＝F2sinθ＋mgcosθ，F(xiàn)2cosθ＋fmax′＝mgsinθ，fmax′＝μN(yùn)′,(2)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值范圍.,答案0≤R≤30Ω,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析因磁場(chǎng)與金屬棒垂直，所以金屬棒受到的安培力為F＝BIL，因此有I＝，由安培力的取值范圍可知電流的取值范圍為A≤I≤4A設(shè)電流為I1＝A時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為R1，由閉合電路歐姆定律，有E－I1r＝I1(R0＋R1)，代入數(shù)據(jù)可得R1＝30Ω設(shè)電流為I2＝4A時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為R2，由閉合電路歐姆定律，有E－I2r＝I2(R0＋R2)，代入數(shù)據(jù)可得R2＝0所以滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值范圍為0≤R≤30Ω.,