新高考物理一轮精讲练案：26磁场及其对电流的作用含解析320
2024届高考物理一轮复习讲义三：磁场 磁场对电流作用
复习讲义三磁场 磁场对电流的作用力【知识梳理】1.磁场的产生 ⑴磁极周围有磁场。
(2)电流周围有磁场（奥斯特）。
2.磁场的基本性质：3.磁感应强度 ILF B =（条件： 且L ⊥B ）4.磁感线⑴用来形象地描述 的曲线。
磁感线上每一点的切线方向就是该点的 方向，也就是在该点小磁针静止时 极的指向。
磁感线的疏密表示磁场的 。
⑵磁感线的特点：⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线：条形、蹄形、直线电流、环形电流、通电螺线管、地磁场的分布规律⑷安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指向 方向；对环形电流，大拇指向 方向；对长直螺线管大拇指向 方向。
5.磁通量：B 与S 的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ表示，Φ= （B ⊥S ）；Φ是 量，但是有方向。
单位为 ，符号为 。
1W b =1T·m 2。
6、安培力 （磁场对电流的作用力）（1）安培力大小：B ⊥I 时，F = ；B ∥I 时，F = ；（2）安培力的方向：用 定则，即伸开左手,使______________________：让____________________使四指指向_______________的方向，这时___________的方向就是导线所受安培力的方向。
【典型例题】一、磁场 磁感线 磁感应强度1．下列关于磁场的说法中，正确的是 ( )A.只有磁铁周围才存在磁场B.磁场是假想的，不是客观存在的C.磁场中有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生D ．磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用2．关于磁感线的一些说法, 不正确的是 ( )A. 磁感线上各点的切线方向, 就是该点的磁场方向B. 磁场中两条磁感线一定不相交C. 磁感线分布较密的地方, 磁感应强度较强D. 通电螺线管的磁感线从北极出来, 终止于南极, 是一条不闭合的曲线3．关于磁感应强度的定义式ILF B =的理解，正确的是：（ ）A ．磁感应强度B 的大小与磁场力F 成正比，与电流强度I 和导线长度L 乘积成反比B ．磁感应强度B 的方向由安培力F 的方向决定C ．磁感应强度B 的方向与小磁针N 极的指向相同D ．处在磁场中且与磁场方向垂直的通电导线，在任何情况下所受磁场力F 与电流强度和导线长度的乘积IL 的比都是恒定的，且不为零二、地磁场4．地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是( )A ．①②④B ．②③④C ．①⑤D ．②③三、安培定则的应用5．下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是()四、磁现象的电本质6．如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是()A．两棒均显磁性B．两棒均不显磁性C．甲棒不显磁性，乙棒显磁性D．甲棒显磁性，乙棒不显磁性五、左手定则的应用7．如下图所示，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是()六、安培力作用下导线的运动---五种方法（微元法，特殊位置法，结论法，等效法，转移对象法）七、磁通量的理解8．关于磁通量的描述，下列说法正确的是()A．置于磁场中的一个平面，当平面垂直于磁场方向时，穿过平面的磁通量最大B．穿过平面的磁通量最大时，该处的磁感应强度一定最大C．如果穿过某一平面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零D．将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等八、通电导线在磁场中的平衡临界问题9. 相距为20 cm的平行金属导轨倾斜放置，如图所示，导轨所在平面与水平面的夹角为θ＝37°.现在导轨上放一质量为330 g的金属棒ab，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.50，整个装置处于磁感应强度B＝2 T的竖直向上的匀强磁场中，导轨所接电源电动势为15 V．内阻不计，滑动变阻器的阻值可按要求进行调节，其他部分电阻不计，g取10 m/s2.为保持金属棒ab处于静止状态(设最大静摩擦力F f与支持力F N满足F f＝μF N)。
磁场与电流的作用
磁场与电流的作用
磁场和电流之间有着紧密的关系。
磁场是由电流产生的，并且电流
在存在磁场的情况下也会受到磁场的影响。
1. 电流产生磁场：当电流通过导线时，会形成一个有方向的磁场环
绕着导线。
这个磁场的方向与电流的方向有关，在导线周围形成一个
闭合的磁场线圈。
这个现象被称为“安培环路定理”。
2. 磁场对电流的作用：磁场可以对通过其的电流施加力。
根据洛伦
兹力定律，当电流通过一个磁场时，会受到与电流方向垂直的力，即
洛伦兹力。
这个力的大小与电流强度和磁场强度有关。
3. 磁场对电流的方向有影响：根据右手定则，当电流通过一个磁场时，磁场会对电流的方向施加一个力矩，使得电流在磁场中发生偏转。
这个定则可以用来确定电流受到磁场力的方向。
4. 电流产生磁场并产生相互作用：当多个导线中有电流通过时，它
们各自产生的磁场会相互作用。
这种相互作用可以导致导线之间的吸
引或排斥，这是基于电磁感应原理的基础。
总的来说，磁场和电流之间的作用是相互的。
电流可以产生磁场并
受到磁场力的作用，而磁场则可以对电流施加力并改变电流的方向。
这些相互作用是电磁学和电动力学的基础，并在电磁装置和电路中得
到广泛应用。
高考物理一轮复习讲义 8.1 磁场及磁场对电流的作用 新人教版
选修3－1 第八章 磁 场第1讲 磁场及磁场对电流的作用对应学生用书P1321.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 ＝F IL(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2．几种电流的磁场分布匀强磁场中的安培力 Ⅱ(考纲要求) 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(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．(2011·长春高三检测)关于电场线和磁感线的说法正确的是( )．A．电场线和磁感线都是利用疏密表示场的强弱的B．电场线是客观存在的，而磁感线是不存在的C．静电场的电场线是闭合的，而磁感线是不闭合的曲线D．电场线和磁感线都可能相交答案 A2．关于磁感应强度，下列说法正确的是( )．A．一小段通电导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零B．通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零C．放置在磁场中1 m长的通电导线，通过1 A的电流，受到的磁场力为1 N，则该处的磁感应强度就是1 TD．磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同解析根据磁感应强度的定义，A选项对．通电导线(电流I)与磁场方向平行时，磁场力为零，磁感应强度不为零，B选项错．只有通电导线(电流I)与磁场方向垂直时，该处磁感应强度大小才为1 T，C选项错．B与F方向一定垂直，D选项错．答案 A图8－1－13．如图8－1－1所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A，导线与螺线管垂直．A中的“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里．电键S闭合前后，绝缘线对导线A的作用力大小的变化情况是( )．A．增大 B．不变C．减小 D．不能确定解析通电后螺线管在A处的磁场方向水平向右，A受到的安培力向下，则可知绝缘线对导线A的作用力增大．答案 A4．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm，通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处磁感应强度为( )．A．零B．10 T，方向竖直向上C．0.1 T，方向竖直向上D．10 T，方向肯定不是竖直向上解析由公式B＝FIL可知，把数值代入可以得到B＝10 T，公式中L是与B垂直的，所以P处磁感应强度的方向肯定不是竖直向上的．答案 D图8－1－25．通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图8－1－2所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是( )．A．线框有两条边所受的安培力方向相同B．线框有两条边所受的安培力大小相等C．线框所受的安培力的合力方向向左D．线框所受的安培力的合力为零解析由安培定则可知导线MN在线框处所产生的磁场方向垂直于纸面向外，再由左手定则判断出bc边和ad边所受安培力大小相等，方向相反．ab边受到向右的安培力F ab，cd边受到向左的安培力F cd.因ab处的磁场强，cd处的磁场弱，故F ab>Fcd，线框所受合力不为零．答案 B对应学生用书P133考点一对磁感应强度的理解(1)磁感应强度由磁场本身决定，就像电场强度由电场本身决定一样，跟该位置放不放通电导线、电流的大小无关．(2)不能根据公式B＝FIL就说B与F成正比，与IL成反比．(3)磁感应强度B的定义式也是其度量式．(4)磁感应强度是矢量，其方向是放入其中的小磁针静止时N极的指向，空间中磁场叠加，在某一点的磁场方向即该点的磁感应强度的方向只有一个，即合磁场方向，应用平行四边形定则来求该点的磁感应强度．【典例1】关于磁感应强度B，下列说法中正确的是( )．A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大解析磁感应强度是磁场本身属性，在磁场中某处的磁感应强度为一恒量，其大小可由B＝FIL计算，与试探电流元的F、I、L的情况无关，A错．磁感应强度的方向规定为小磁针N极受磁场力的方向，与放在该处电流元受力方向垂直，B错．当试探电流元的方向与磁场方向平行时，虽电流元受磁场力为零，但磁感应强度却不为零，C错．磁感线的疏密是根据磁场的强弱画出的．磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，磁感线越稀疏的地方，磁感应强度越小，故D正确．答案 D图8－1－3【变式1】有两根长直导线a、b互相平行放置，如图8－1－3所示为垂直于导线的截面图．在图示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是( )．A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D．在线段MN上只有两点的磁感应强度为零解析两根导线分别在M点和N点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，所以M点、N 点的磁感应强度大小相等，方向相反，选项B正确；线段MN中点O的磁感应强度为零，选项D错误．答案 B考点二安培力的分析与计算1．安培力公式写为F＝ILB，适用条件为磁场与电流方向垂直．图8－1－42．式中L是有效长度．弯曲导线的有效长度L，等于两端点所连直线的长度(如图8－1－4所示)；相应的电流方向，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L＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零．【典例2】(2009·全国卷Ⅰ，17)图8－1－5如图8－1－5所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )．A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB解析ab、bc、cd所受安培力的大小均为F＝BIL，bc边所受安培力的方向垂直于bc向上，ab、cd边所受安培力的方向如图所示，由几何关系可知ab与cd边所受安培力方向之间的夹角为90°，合力大小F′＝2BIL，方向垂直于bc边向上，且与bc边所受安培力在一条直线上，因此abcd所受磁场的作用力的合力为F合＝F＋F′＝(2＋1)ILB，方向沿纸面垂直bc向上．答案 A【变式2】(2012·黄冈质检)如图8－1－6所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd 边均与ad边成60°角，ab＝bc＝cd＝L，长度为L的电阻丝电阻为r，框架与一电动势为E，内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为( )．图8－1－6A ．0 B.5BEL 11r C.10BEL 11r D.BELr解析 总电阻R ＝3r ·2r 3r ＋2r ＋r ＝115r ，总电流I ＝E R ＝5E11r梯形框架受到的安培力等效为I 通过ad 边时受到的安培力，故F ＝BI ·ad ＝BI ×2L ＝10BEL11r，所以C 选项正确． 答案 C考点三 安培力作用下导体运动情况的判定(小专题)环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流如图8－1－7所示，图8－1－7把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动．当导线通过电流I 时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是( )．A ．顺时针方向转动，同时下降B ．顺时针方向转动，同时上升C ．逆时针方向转动，同时下降D ．逆时针方向转动，同时上升 解析 第一步：电流元受力分析法把直线电流等效为OA 、OB 两段电流元，蹄形磁铁磁感线分布以及两段电流元受安培力方向相反，如图a 所示．可见从上往下看时，导线将逆时针方向转动．第二步：特殊位置分析法取导线逆时针转过90°的特殊位置来分析，如图b所示．根据左手定则判断安培力方向向下，故导线在逆时针转动的同时向下运动．答案 C【变式3】(2012·江苏徐州模拟)图8－1－8如图8－1－8所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是( )．A．线圈向左运动B．线圈向右运动C．从上往下看顺时针转动D．从上往下看逆时针转动解析法一电流元法．首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看作一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如右图所示．根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动．只有选项A正确．法二等效法．将环形电流等效成小磁针，如右图所示，据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，也可判断出线圈向左运动，选A.答案 A【典例4】如图8－1－9所示，图8－1－9条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用F表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较( )．A．F减小，f＝0 B．F减小，f≠0C．F增大，f＝0 D．F增大，f≠0解析(转换研究对象法)如图所示，画出一条通电电流为I的导线所在处的磁铁的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知，电流I受安培力方向竖直向上．根据牛顿第三定律可知，电流对磁铁的反作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用，故正确选项为C.答案 C【变式4】一条形磁铁放在水平桌面上，图8－1－10它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒，图8－1－10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( )．A．磁铁对桌面的压力不变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解析如图所示，对导体棒，通电后，由左手定则判断出导体棒受到斜向左下的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上，所以在通电的一瞬间，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此D正确．答案 B【变式5】如图8－1－11所示，图8－1－11条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力N2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是( )．A．N1<N2，弹簧的伸长量减小B．N1＝N2，弹簧的伸长量减小C．N1>N2，弹簧的伸长量增大D．N1>N2，弹簧的伸长量减小解析在题图中，由于条形磁铁的磁感线是从N极出发到S极，所以可画出磁铁在导线A 处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，导线A中的电流垂直纸面向外，由左手定则可判断导线A必受斜向右下方的安培力，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对斜面的压力减小，即N1>N2，同时，由于导线A比较靠近N极，安培力的方向与斜面的夹角小于90°，所以对磁铁的作用力有沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大，所以正确选项为C.答案 C对应学生用书P1355.转换思维法(1)选定研究对象；画出平面受力分析图，其中安培力的方向切忌跟着感觉走，来判断，注意F安⊥B、F安列方程：根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程式进行求解．图8－1－12如图8－1－12所示，质量为′，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿教你审题―→关键：导线处于平衡状态―→通电直导线三维转,化为二维―→请同学们自己完成！解析 若B 沿z 轴正方向，导线无法平衡，①错误；若B 沿y 轴正方向，由左手定则，受力如图①：mg ＝BIl ，所以②正确；若B 沿z 轴负方向，受力如图②，F T sin θ＝BIl ；F T cos θ＝mg ，所以B ＝mgILtan θ，③正确；若B 沿悬线向上，受力如图③，导线无法平衡，④错误．答案 D对应学生用书P136一、对磁场和磁感应强度的考查(中频考查)1．(2011·课标全国卷，14)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )．解析 地磁场的N 极在地球南极附近，地磁场的S 极在地球北极附近，根据安培定则，可判定电流方向为顺时针方向(站在地球的北极向下看)，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．答案 B图8－1－132．(2011·大纲全国卷，15)如图8－1－13所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c 与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是( )．A．a点 B．b点 C．c点 D．d点解析由于I1>I2，且离导线越远产生的磁场越弱，在a点I1产生的磁场比I2产生的磁场要强，A错，同理C对．I1与I2在b点产生的磁场方向相同，合成后不可能为零，B错．d点两电流产生的磁场B1、B2不共线，合磁场不可能为0，D错．答案 C二、安培力和安培力的应用(高频考查)3．(2009·海南)一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( )．解析用左手定则可判断出A中导线所受安培力为零，B中导线所受安培力垂直纸面向里，C、D中所受安培力向右，故导线受力以后的弯曲方向应与受力方向一致，D正确．答案 D4．(2009·重庆理综)在如图8－1－14所示电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小为f a、f b，判断这两段导线( )．图8－1－14A．相互吸引，f a>f b B．相互排斥，f a>f bC．相互吸引，f a<f b D．相互排斥，f a<f b解析不管电流方向如何，MM′和NN′两段导线中的电流方向总是相反的，则两段导线始终产生排斥力．又安培力的大小和电流成正比，单刀双掷开关接b时的电压高，则电流大，两导线间的安培力也大．答案 D图8－1－155．(2010·上海单科，13)如图8－1－15所示，长为2l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( )．A．0 B．0.5BIl C．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，再由平行四边形定则可得其合力F＝BIl，答案为C.答案 C图8－1－166．(2011·课标全国卷，18)电磁轨道炮工作原理如图8－1－16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( )．①只将轨道长度L 变为原来的2倍 ②只将电流I 增加至原来的2倍 ③只将弹体质量减至原来的一半 ④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A ．①②B ．③④C ．②④D ．①③解析 通电的弹体在安培力作用下加速运动，F 安＝BId ，B ＝kI ，故F 安∝I 2，根据动能定理F 安L ＝12mv 2得v ∝I L m，故选项②④正确，选项①③错误．或根据运动学公式v 2＝2aL ，也可得出v ∝IL m. 答案 C。
高考物理一轮复习方案 第26讲 磁场的描述 磁场对电流
课时作业(二十六) [第26讲磁场的描述磁场对电流的作用]基础热身1．2012·深圳模拟如图K26－1所示，通电导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是( )图K26－1A．变小B．不变C．变大D．不能确定2．如图K26－2所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈．在线圈中心处挂上一个小磁针，小磁针与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时( )图K26－2A．小磁针N极向里转B．小磁针N极向外转C．小磁针在纸面内向左摆动D．小磁针在纸面内向右摆动3．2012·福州八中质检在赤道上某处有一支避雷针．当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，则地磁场对避雷针的作用力的方向为( ) A．正东B．正西C．正南 D．正北4．2012·扬州中学质检一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于它在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是( )A．如果B＝2 T，F一定是1 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，通电导线一定与磁场方向平行5. 2012·广州模拟(双选)如图K26－3所示，将一个光滑斜面置于匀强磁场中．通电直导体棒置于斜面上．电流方向垂直纸面向里．以下四个图中，有可能使导体棒在斜面上保持静止的是( )A B C D图K26－3技能强化6．2012·温州八校联考(双选)如图K23－4所示，金属棒ab 质量为m ，用两根相同轻弹簧吊放在垂直纸面向里的匀强磁场中．弹簧的劲度系数为k .金属棒ab 中通有稳恒电流，并处于平衡状态，此时弹簧的弹力恰好为零．若电流大小不变而方向相反，则( )图K26－4A ．每根弹簧弹力的大小为mgB ．每根弹簧弹力的大小为2mgC ．弹簧形变量为mg kD ．弹簧形变量为2mgk7．2012·黄冈期末(双选)如图K26－5所示，在光滑水平面上用轻质弹簧将挡板和条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为N 1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N 2，则以下说法正确的是( )图K26－5A ．弹簧长度将变长B ．弹簧长度将变短C ．N 1＞N 2D ．N 1＜N 28．2012·衡水中学调研如图K26－6所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B 1＝1 T ．位于纸面内的细直导线，长L ＝1 m ，通有I ＝1 A 的恒定电流．当导线与B 1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B 2不可能是( )图K26－6A.12T B.32T C．1 T D. 3 T9.电磁炮的基本原理如图K26－6所示，把待发射的炮弹(导体)放置在匀强磁场中的两条平行导轨(导轨与水平方向成α角)上，磁场方向和导轨平面垂直．若给导轨通入很大的电流I，使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下沿导轨做加速运动，以某一速度发射出去．已知匀强磁场的磁感应强度为B，两条导轨间的距离为L，磁场中导轨的长度为s，炮弹的质量为m，炮弹和导轨间摩擦力不计．试问：在导轨与水平方向夹角一定时，要想提高炮弹发射时的速度v0，从设计角度看可以怎么办？图K26－7挑战自我10．2012·海淀期末如图K26－8甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源．将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上，且与两轨道垂直．已知轨道和导体棒的电阻及电源的内阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为I，方向由a到b，图乙为图甲沿a→b 方向观察的平面图．若重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止．(1)请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；(2)求出磁场对导体棒的安培力的大小；(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场的磁感应强度B的最小值及此时的方向．图K26－8课时作业(二十六)1．B [解析] 转动过程中导线一直与磁场方向垂直，安培力的大小不变，只是方向发生了变化，B 正确．2．A [解析] 根据安培定则，线圈中电流产生的磁场磁感线方向垂直于纸面由外向里，而N 极受力方向和磁感线方向相同，故A 正确．3．B [解析] 避雷针上产生的瞬间电流方向竖直向上，地磁场的方向从南指向北，根据左手定则，地磁场对避雷针的作用力的方向为正西，答案为B.4．C [解析] 当通电直导线与磁场方向垂直时，安培力最大，为F max ＝BIl ，当通电直导线与磁场方向平行时，安培力最小，为F min ＝0，其他情况下0＜F ＜BIl ，据此可知，只有选项C 正确．5．AB [解析] 根据左手定则可判断各图中安培力的方向，各图中导体棒受力分析如图所示，所以合力可能为零的是A 、B ，选项A 、B 正确．A B C D6．AC [解析] 电流方向改变前，对金属棒，由平衡条件得，金属棒受到的安培力竖直向上，且F 1＝mg ；电流方向改变后，棒受到的安培力竖直向下，且F 2＝mg ，对棒由平衡条件得，每根弹簧弹力的大小等于mg ，形变量为mg k，A 、C 正确，B 、D 错误．7．BC [解析] 画出导体棒所在处的磁感线，用左手定则可判断出条形磁铁对导体棒的安培力斜向右下，由牛顿第三定律可知，导体棒对条形磁铁的安培力斜向左上，根据磁铁在水平方向上的平衡条件可知，弹簧对磁铁施加的弹力水平向右，弹簧被压缩，所以弹簧长度将变短，再根据竖直方向上的平衡条件可知，水平面对磁铁的支持力变小，N 1＞N 2，选项B 、C 正确．8．A [解析] 当导线与B 1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零，说明该区域同时存在的另一匀强磁场，并且B 2与B 1合成后沿导线方向，根据矢量合成的三角形定则，可知B 2≥B 1sin60°＝32 T ，所以B 2不可能的值为12T ，选项A 错误，选项B 、C 、D 正确． 9．增大B 、I 、L 、s 都可以提高炮弹的发射速度[解析] 当通入电流I 时，炮弹受到的磁场力F ＝BIL 发射过程中磁场力做功W B ＝Fs发射过程中重力做功W G ＝－mgs sin α 由动能定理得：W B ＋W G ＝12mv 2联立解得v 0＝2BILsm－2gs sin α从上式可以看出，当炮弹质量和导轨倾角α一定时，从理论上讲，增大B 、I 、L 、s 都可以提高炮弹的发射速度．10．(1)如图所示 (2)mg tan α (3)略[解析] 受力分析如图所示．由平衡条件，磁场对导体棒的安培力F ＝mg tan α.当安培力方向平行轨道斜向上时，安培力最小，磁感应强度最小．由平衡条件，最小安培力F min ＝mg sin α，即B min IL ＝mg sin α，则最小的磁感应强度B min ＝mg sin αIL，由左手定则，则磁感应强度方向垂直导轨向上．。
磁场对电流的作用
磁场对电流的作用首先，磁场可以改变电流的方向。
根据右手定则，当电流通过导线时，在电流方向垂直平面上的正负极性上有一个磁场会形成，这个磁场的方向与电流方向垂直。
通过这个磁场的作用，电流会受到一个力的作用，使其改变方向。
这也是电磁铁和电动机正常工作的原理之一、利用磁场可以改变电流方向的特性，可以实现磁控开关、电动机、发电机等设备的正常运作。
其次，磁场可以影响电流的速度。
当电流通过导线时，磁场会对电流施加一个力，这个力的大小与磁场的强度、电流的大小、导线的长度、磁场与导线之间夹角的正弦函数成正比。
根据洛伦兹力定律，当电流的速度与磁场方向垂直时，洛伦兹力会对电流产生一个垂直于两者的力，使其运动轨迹发生弯曲。
这就是电子在有磁场的情况下偏转的基本原理。
基于这个原理，我们可以通过磁场来控制电子的运动方向，实现磁控电子束的偏转和聚焦，从而应用于电子显微镜、电子加速器等领域。
此外，磁场还可以改变电流的分布。
在磁场中，电流会受到洛伦兹力的作用，电子会在磁场中沿着圆弧轨道移动，而正电荷则会相对于电子运动轨道发生偏移，使得电流的电荷分布不均匀。
这个现象称为霍尔效应。
借助磁场对电流分布的影响，我们可以利用霍尔元件来检测磁场的强度。
同时，磁场也可以改变电流的密度分布，通过调整磁场的方向和强度，可以实现对电流的控制。
此外，磁场对电流还有一些其他影响。
例如，磁场可以引起电流的感应。
当电流通过导线时，会产生磁场，当磁场变化时，会在导线中产生感应电动势。
这个原理被广泛应用在电磁感应、变压器、电动发电机等设备中。
电动机则是运用了磁场和电流相互作用的原理，在磁场的作用下，电流通过线圈内部的导线，产生力矩，驱动设备进行工作。
总结起来，磁场对电流的作用通过洛伦兹力，在电流流动的导线周围产生一个力的效应。
这种效应可以用来改变电流的方向、速度、分布，以及感应电流的产生。
利用磁场对电流的影响，我们可以实现磁控开关、电动机、发电机、电子显微镜、电子加速器、电磁感应等设备的正常运作。
高三物理第一轮复习磁场基本性质;磁场对电流的作用
准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第一轮复习：磁场根本性质；磁场对电流的作用【本讲信息】一. 教学内容：1. 磁场根本性质2. 磁场对电流的作用【要点扫描】磁场根本性质〔一〕磁场1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的根本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用．2、磁现象的电本质：所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．〔二〕磁感线为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线．1、疏密表示磁场的强弱．2、每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感强度的方向．3、是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极．磁线不相切不相交。
4、匀强磁场的磁感线平行且距离相．没有画出磁感线的地方不一没有磁场．5、安培那么：拇指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个圆，每点磁场方向是在该点的切线方向。
*熟记常用的几种磁场的磁感线：〔三〕磁感强度1、磁场的最根本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零。
2、在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感强度．①表示磁场强弱的物理量．是矢量．②大小：ILFB 〔电流方向与磁感线垂直时的公式〕．③方向：左手那么：是磁感线的切线方向；是小磁针N极受力方向；是小磁针静止时N极的指向．不是导线受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向．④单位：牛/安米，也叫特斯拉，单位制单位符号T．⑤点B：就是说磁场中某一点了，那么该处磁感强度的大小与方向都是值．⑥匀强磁场的磁感强度处处相．⑦磁场的叠加：空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场，那么该点的磁感强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感强度的矢量和，满足矢量运算法那么。
〔四〕磁通量与磁通密度1、磁通量Φ：穿过某一面积磁力线条数，是标量．2、磁通密度B：垂直磁场方向穿过单位面积磁力线条数，即磁感强度，是矢量．3、二者关系：B＝Φ/S〔当B与面垂直时〕，Φ＝BScosθ，Scosθ为面积垂直于B方向上的投影，θ是B与S法线的夹角．磁场对电流的作用〔一〕安培力1、安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力．说明：磁场对通电导线中向移动的电荷有力的作用，磁场对这些向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力．2、安培力的计算公式：F＝BILsinθ〔θ是I与B的夹角〕；通电导线与磁场方向垂直时，即θ＝90°，此时安培力有最大值；通电导线与磁场方向平行时，即θ＝0°，此时安培力有最小值，F=0N；0°＜B＜90°时，安培力F介于0和最大值之间。
高考物理总复习练习：第26课磁场磁场对电流的作用含解析
第26课磁场磁场对电流的作用1．安培定则a．根据安培定则分析电流产生的磁场(1)(经典题，6分)下列几幅图中，由电流产生的磁场方向正确的是()答案：B解析：通电直导线电流产生的磁场的方向，可以利用右手螺旋定则判断，大拇指指向直导线电流方向，四指指向磁感线方向，故A项错误。
对于环形电流，四指弯曲方向为电流方向，大拇指指向内部中轴线磁场方向，故B项正确。
从上往下看，线框的电流方向为顺时针方向，根据安培定则可知轴线上磁场的方向向下，故C项错误。
电流方向上边垂直于纸面向里，下边垂直于纸面向外，则根据安培定则，螺线管内部的磁场方向向左，故D项错误。
b．利用安培定则判断磁场方向进而求解磁感应强度(2)(2017全国Ⅲ，6分)如图所示，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.0B.33B0 C.233B0 D. 2B0答案：C解析：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，则两导线在a点产生的磁感应强度与外加磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，如图(a)所示。
则外加磁场的方向与PQ平行，由Q指向P，大小满足B1＝B0。
根据几何关系有B P cos 30°＝12B0，解得P或Q通电导线在a点的磁感应强度大小为B P＝33B0。
当P中电流反向，其他条件不变，通电导线在a点产生的磁感应强度如图(b)所示。
根据几何关系有B2＝33B0，且外加磁场不变，故在a点的磁感应强度大小为B＝B2＋⎝⎛⎭⎫33B02＝233B0，故C项正确。
2．通电导线在磁场中受到的力a．用左手定则判断安培力的方向(3)(经典题，6分)如图所示，把一个重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通如图所示方向电流I时，导线将如何运动(从上往下看)()A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升答案：A解析：在导线两侧取两小段，左侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，则导线顺时针转动，转动的过程中，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为顺时针转动，同时下降，故A项正确。
浙江新高考选考物理一轮复习(教学指导)磁场的描述磁场对电流的作用
知识内容考试要求真题统计2016.102017.42017.112018.42018.112019.4 2020.11.磁现象和磁场b102.磁感应强度c3.几种常见的磁场b4.通电导线在磁场中受到的力d109227、2322 5 11、21 5.运动电荷在磁场中受到的力c23232210236.带电粒子在匀强磁场中的运动d232323222323 22第1节磁场的描述磁场对电流的作用【基础梳理】提示：N极B＝FIL N极强弱闭合弯曲四指大拇指垂直四指BIL0【自我诊断】判一判(1)磁场是假想的，客观上不存在．()(2)磁场中的一小段通电导体在该处受力为零，此处B一定为零．()(3)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．()(4)磁感线是真实存在的．()(5)通电线圈可等效成条形磁铁，它周围的磁感线起始于线圈一端，终止于线圈的另一端．()(6)安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直．()提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√做一做如图所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．提示：对磁现象和磁场、磁感应强度的理解【题组过关】1．(2020·宁波质检)磁场中某区域的磁感线如图所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B bC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小解析：选B.磁感线的疏密反映磁场强弱，则B a＜B b，A项错误，B项正确．当通电导线与磁场平行时，通电导线受的安培力为零；则同一通电导线放在a处受力与放在b处受力大小关系不确定，C、D两项均错误．2.(2020·绍兴检测)有两根长直导线a、b互相平行放置，如图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为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是()A．M点和N点的磁感应强度大小相等、方向相同B．M点和N点的磁感应强度大小相等、方向相反C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D．在线段MN上三点的磁感应强度为零解析：选B.根据安培定则和磁场叠加原理，M点和N点的磁感应强度大小相等、方向相反，选项A错误，B正确；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应强度等大反向，即只有O点处的磁感应强度为零，选项C、D错误．对磁感应强度的理解(1)磁感应强度→由磁场本身决定．(2)合磁感应强度→等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定则)．(3)牢记判断电流的磁场的方法→安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型．(4)磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．对安培力的理解和应用【知识提炼】1．方向判断：根据左手定则判断．2．大小计算：由公式F＝BIL计算，且其中的L为导线在磁场中的有效长度．如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图所示．【典题例析】如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm.重力加速度大小取10m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量．[审题指导]金属棒在安培力作用下处于平衡状态，由开关断开和闭合两种状态，可分别列受力平衡表达式联立求解．[解析]依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下．开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长了Δl1＝0.5cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kΔl1＝mg①式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小．开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为F ＝IBL ②式中，I 是回路电流，L 是金属棒的长度．两弹簧各自再伸长了Δl 2＝0.3cm ，由胡克定律和力的平衡条件得2k (Δl 1＋Δl 2)＝mg ＋F ③ 由欧姆定律有E ＝IR ④式中，E 是电池的电动势，R 是电路总电阻． 联立①②③④式，并代入题给数据得 m ＝0.01kg. [答案] 见解析【题组过关】考向1 左手定则的应用1.如图所示，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z 轴的夹角为θ，则磁感应强度方向和大小可能为( )A ．x 正向，mgILB ．y 正向，mgIL sin θC ．z 正向，mgILtan θD ．沿悬线向下，mgILsin θ解析：选D.磁感应强度方向为x 正向，与电流方向平行，不受安培力，细绳拉力与重力不能平衡，不符合题意，故A 错误；磁感应强度方向为y 正向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿z 正方向，根据平衡条件BIL ＝mg ，则B ＝mgIL ，故B 错误；磁感应强度方向为z 正方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y 负方向，三力不能平衡，故C 错误．磁感应强度方向沿悬线向下，根据左手定则，直导线所受安培力向为垂直悬线向上，直导线平衡时有BIL ＝mg sin θ，B ＝mgILsin θ，故D 正确．考向2 导线与磁体之间相对运动分析2.(2020·浙江黄岩月考)如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是( )A ．线圈向左运动B ．线圈向右运动C ．从上往下看顺时针转动D ．从上往下看逆时针转动解析：选 A.法一：电流元法首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看做一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所示．根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动．只有选项A正确．法二：等效法将环形电流等效成小磁针，如图乙所示，根据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，也可判断出线圈向左运动，选A.(1)判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向．(2)在应用左手定则判定安培力方向时，磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面．(3)导体和磁体间相互运动的问题熟练后可以利用很多结论来进行判断．如“同向电流相吸，异向电流相斥”，也可利用转换研究对象法等．安培力作用下导体的力学问题【知识提炼】安培力作用下导体的力学问题分为安培力作用下导体的平衡问题和安培力作用下导体的运动问题．1．安培力作用下导体的平衡问题模型中，常见的有：倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成．这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定．因此解题时一定要先把立体图转化成平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系，如图所示．2．判断安培力作用下通电导体运动的常用方法电流元法分割为电流元――→左手定则安培力方向―→整段导体所受合力方向―→运动方向特殊位置法在特殊位置―→安培力方向―→运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向【典题例析】(2020·浙江温岭质检)如图所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源．将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上，且与两轨道垂直．已知通过导体棒的恒定电流大小为I，方向由a到b，重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止．(1)求磁场对导体棒的安培力的大小；(2)如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值和方向．[审题指导](1)磁场竖直向上时，安培力的方向如何？处于静止时，安培力的大小应满足什么关系？(2)安培力沿什么方向时，维持导体棒静止所需安培力最小？[解析] (1)导体棒受力如图所示根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小F 安＝mg tan α.(2)要使磁感应强度最小，则要求安培力最小．根据受力情况可知，最小安培力F 安min＝mg sin α，方向平行于轨道斜向上所以最小磁感应强度B min ＝F 安min Il ＝mg sin αIl根据左手定则可判断出，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上． [答案] (1)mg tan α (2)mg sin αIl垂直轨道平面斜向上【题组过关】考向1 安培力作用下导体的平衡问题1.(2020·温州调研)水平面上有电阻不计的U 形导轨NMPQ ，导轨的宽度为L ，M 和P 之间接入电动势为E 的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m ，电阻为R 的金属棒ab ，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向与水平面夹角为θ，指向右斜上方且与金属棒ab 垂直，如图所示．(1)当ab 棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B 的大小和方向均能改变，则要使ab 棒所受支持力为零，B 的大小至少为多少？此时B 的方向如何？解析：(1)从b 向a 看，如图所示． 水平方向：F f ＝F 安sin θ① 竖直方向： F N ＋F 安cos θ＝mg ② 又F 安＝BIL ＝B E R L ③联立①②③得，F N ＝mg －BLE cos θR ，F f ＝BLE sin θR.(2)使ab 棒受支持力为零，且让磁感应强度最小，则受安培力竖直向上，则有F 安＝mg B min ＝mgREL，根据左手定则判定磁场方向水平向右． 答案：(1)mg －BLE cos θR BLE sin θR(2)mgREL方向水平向右 考向2 安培力作用下导体的运动问题2．一个可以自由运动的线圈L 1和一个固定的线圈L 2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L 1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：选B.法一：电流元分析法把线圈L 1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L 2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L 1将顺时针转动．法二：等效分析法把线圈L 1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I 2的中心，小磁针的N 极应指向该点环形电流I 2的磁场方向，由安培定则知I 2产生的磁场方向在其中心处竖直向上，而L 1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L 1将顺时针转动．法三：结论法环形电流I 1、I 2之间不平行，由于两不平行的电流的相互作用，则两环必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得，从左向右看，线圈L 1将顺时针转动．1．求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路2．判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路[随堂检测]1．(2019·4月浙江选考)在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直，则下列描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流I的关系图象正确的是()答案：A2．(2016·10月浙江选考)如图所示，把一根通电的硬直导线ab，用轻绳悬挂在通电螺线管正上方，直导线中的电流方向由a向b.闭合开关S瞬间，导线a端所受安培力的方向是()A．向上B．向下C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里解析：选D.根据右手定则可知，开关闭合后，螺线管的N极在右侧．根据左手定则可知，a端受力垂直纸面向里，故D正确．3．(2016·4月浙江选考)法拉第电动机原理如图所示．条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心，N极向上．一根金属杆斜插在水银中，杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连．电源负极与金属杆上端相连，与电源正极连接的导线插入水银中．从上往下看，金属杆()A．向左摆动B．向右摆动C．顺时针转动D．逆时针转动答案：D4．(2018·4月浙江选考)处于磁场B中的矩形金属线框可绕轴OO′转动，当线框中通以电流I时，如图所示，此时线框左右两边受安培力F的方向正确的是()解析：选D.根据左手定则可知D正确．[课后达标]一、选择题1.指南针是我国古代的四大发明之一．当指南针静止时，其N极指向如图虚线(南北向)所示，若某一条件下该指南针静止时N极指向如图实线(N极北偏东向)所示．则以下判断正确的是()A．可能在指南针上面有一导线东西放置，通有东向西的电流B．可能在指南针上面有一导线东西放置，通有西向东的电流C．可能在指南针上面有一导线南北放置，通有北向南的电流D．可能在指南针上面有一导线南北放置，通有南向北的电流答案：C2．(2018·4月浙江选考)在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示．有一种探测方法是，首先给金属长直管线通上电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点，测得b、c两点距离为L.由此可确定金属管线()A ．平行于EF ，深度为L 2B ．平行于EF ，深度为LC ．垂直于EF ，深度为L 2D ．垂直于EF ，深度为L答案：A3.当接通电源后，小磁针A 的指向如图所示，则( )A ．小磁针B 的N 极向纸外转B ．小磁针B 的N 极向纸里转C ．小磁针B 不转动D ．因电流未标出，所以无法判断小磁针B 如何转动答案：A4．(2020·浙江名校考前押宝)在如图所示的电路中，电池均相同，当开关S 分别置于a 、b 两处时，导线MM ′与NN ′之间的安培力的大小分别为F a 、F b ，可判断这两段导线( )A ．相互吸引，F a >F bB ．相互排斥，F a >F bC ．相互吸引，F a <F bD ．相互排斥，F a <F b解析：选D.开关S 分别置于a 、b 两处时，电源分别为一节干电池、两节干电池，而电路中灯泡电阻不变，则电路中电流I a ＜I b ，导线M ′M 与NN ′处的磁感应强度B a ＜B b ，应用安培力公式F ＝BIL 可知F a ＜F b ，又通过M ′M 与NN ′的电流方向相反，则这两段导线相互排斥．5．(2017·4月浙江选考)如图所示，两平行直导线cd 和ef 竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a 、b 两点位于两导线所在的平面内．则( )A ．b 点的磁感应强度为零B ．ef 导线在a 点产生的磁场方向垂直纸面向里C ．cd 导线受到的安培力方向向右D ．同时改变两导线的电流方向，cd 导线受到的安培力方向不变解析：选D.由右手螺旋定则可知，cd 导线和ef 导线在b 处产生的磁场方向都垂直纸面向外，所以由矢量合成知b处的磁感应强度垂直纸面向外，故A错误；由右手螺旋定则知ef导线在左侧产生的磁感应强度垂直纸面向外，故B错误；由同向电流吸引，反向电流排斥可以，cd导线受到的安培力始终向左，故C错误，D正确．6．(多选)如图甲所示为一阴极射线管，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线，图乙是其示意图，要使荧光屏上的亮线向上(z轴正方向)偏转如图丙所示，在下列措施中可采用的是()A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴负方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向答案：BC7.如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是()A．a点B．b点C．c点D．d点解析：选C.根据安培定则可知I1和I2电流分别在a处产生的磁场方向为垂直ac连线向上和向下，由于I1>I2，且I1电流与a点的距离比I2电流与a点距离要小，故B1a>B2a，则a 处磁感应强度不可能为零，A错；两电流在b处产生的磁场方向均垂直ac连线向下，故B 错；I1和I2电流分别在c处产生的磁场方向为垂直ac连线向下和向上，且I1电流与c点的距离比I2电流与c点距离要大，故B1c与B2c有可能等大反向，C对；两电流在d处产生的磁场方向一定成某一夹角，且夹角一定不为180°，D错．8.(2020·金华调研)如图是自动跳闸的闸刀开关，闸刀处于垂直纸面向里的匀强磁场中，当CO间的闸刀刀片通过的直流电流超过额定值时，闸刀A端会向左弹开断开电路．以下说法正确的是( )A ．闸刀刀片中的电流方向为C 至OB ．闸刀刀片中的电流方向为O 至CC ．跳闸时闸刀所受安培力没有做功D ．增大匀强磁场的磁感应强度，可使自动跳闸的电流额定值增大解析：选B.MN 通电后，当CO 间的闸刀刀片通过的直流电流超过额定值时闸刀开关会自动跳开，可知安培力应该向左，由左手定则判断，电流方向为O →C ，故A 错误，B 正确．跳闸时闸刀受到安培力而运动断开，故跳闸时闸刀所受安培力做正功，故C 错误．跳闸的作用力是一定的，依据安培力F ＝BIL 可知，增大匀强磁场的磁感应强度，电流I 变小，故D 错误．9．如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为B ＝0.1T ，玻璃皿的横截面的半径为a ＝0.05m ，电源的电动势为E ＝3V ，内阻r ＝0.1Ω，限流电阻R 0＝4.9Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R ＝0.9Ω，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为1.5V ，则( )A ．由上往下看，液体做顺时针旋转B ．液体所受的安培力大小为1.5×10－4NC ．闭合开关10s ，液体产生的热能是4.5JD ．闭合开关后，液体电热功率为0.081W解析：选D.由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A 错误；电压表的示数为1.5V ，由闭合电路的欧姆定律得E ＝U ＋IR 0＋Ir ，所以电路中的电流值I ＝E －U R 0＋r ＝3－1.54.9＋0.1A ＝0.3A ，液体所受的安培力大小为F ＝BIL ＝BIa ＝0.1×0.3×0.05N ＝1.5×10－3N ，故B 错误；液体的等效电阻为R ＝0.9Ω，10s 内液体产生的热能Q ＝I 2Rt ＝0.32×0.9×10J ＝0.81J ，故C 错误；玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R ＝0.9Ω，则液体热功率为P热＝I2R＝0.32×0.9W＝0.081W，故D正确．10.(2020·绍兴高二期中)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，下列调节方案可以使天平水平平衡的是()A．仅减小电流大小B．仅增大线框的宽度lC．仅减轻左盘砝码的质量D．仅增加线圈的匝数解析：选A.天平左端高右端低，说明左端轻右端重，要使天平平衡，可以增加左盘砝码质量，也可以减小右盘砝码质量，选项C错误；根据左手定则判断可知线圈在磁场中受到竖直向下的安培力F＝NBIl，故也可以减小安培力，等效于减小右盘砝码质量，减小安培力可以采取减小电流大小，减小线框的宽度l或者减少线圈的匝数，选项A正确，B、D错误．11.(2020·温州联考选考科目)图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和导轨两端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()A．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向右滑动解析：选B.若a接正极，b接负极，则电磁铁产生的磁场方向向上，若e接正极，f接负极，由左手定则可判断金属杆所受安培力方向向左，故向左滑动；若e接负极，f接正极，则L向右滑动，A错误，B正确．若a接负极，b接正极，则电磁铁产生的磁场方向向下，若e接正极，f接负极，则L向右滑动；若e接负极，f接正极，则L向左滑动，C、D错误．12.(2018·11月浙江选考)磁流体发电的原理如图所示，将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d，宽为a、长为b的两平行金属板间便产生电压．如果把上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电源的两极，若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为ρ，忽略边缘效应，下列判断正确的是()A ．上板为正极，电流I ＝Bd v ab Rab ＋ρdB ．上板为负极，电流I ＝B v ad 2Rad ＋ρbC ．下板为正极，电流I ＝Bd v ab Rab ＋ρdD ．下板为负极，电流I ＝B v ad 2Rad ＋ρb解析：选C.根据左手定则可知，带正电的粒子在磁场中受到的洛伦兹力向下，故下板为正极，两板间的电势差为U ，则稳定时q U d ＝q v B ，得U ＝Bd v ，电流I ＝U R ＋ρd ab＝Bd v ab Rab ＋ρd ，选项C 正确．13.如图所示，某学习兴趣小组制作了一简易电动机，此装置中的铜线框能在竖直平面内在磁场作用下从静止开始以虚线OO ′为中心轴转动起来，那么( )A ．若磁铁上方为N 极，从上往下看，铜线框将顺时针旋转B ．若磁铁上方为S 极，从上往下看，铜线框将顺时针旋转C ．不管磁铁上方为N 级还是S 极，从上往下看，铜线框都将逆时针旋转D ．线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能答案：A二、非选择题14.如图所示，MN 是一根长为l ＝10cm ，质量m ＝50g 的金属棒，用两根长度也为l 的细软导线将导体棒MN 水平吊起，使导体棒处在B ＝13T 的竖直向上的匀强磁场中，未通电流时，细导线在竖直方向，通入恒定电流后，金属棒向外偏转的最大偏角θ＝37°，求金属棒中恒定电流的大小．解析：金属棒向外偏转的过程中，受重力mg 、导线拉力F T 、安培力F共三个力的作用，其中导线的拉力不做功，由动能定理得：W F ＋W G ＝0其中W F ＝Fl sin θ＝BIl 2sin θ，W G ＝－mgl (1－cos θ)金属棒中的电流为I ＝mg （1－cos37°）Bl sin37°。
2022届高考物理一轮复习教案：磁场及磁场对电流的作用
磁场及磁场对电流的作用知识点一磁场、磁感应强度、磁感线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3．磁感线及特点(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同一磁场的磁感线闭合、不中断、不相切、不相交。
⑤磁感线是假想的曲线，客观上不存在。
(3)几种常见的磁场知识点二安培定则1．通电直导线：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
2．环形电流(或通电螺线管)：让右手弯曲的四指与环形电流(或通电螺线管中电流)的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线(或通电螺线管)轴线上磁感线的方向。
如图，分别表示通电直导线、环形电流、通电螺线管周围的磁场，①表示电流的方向，②表示磁场的方向。
知识点三安培力的大小与方向1．安培力的方向：左手定则(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。
2．安培力的大小：F＝BIL sin θ(θ为磁场方向与电流方向的夹角)(1)当磁场与电流垂直时，F＝BIL。
(2)当磁场与电流平行时，F＝0。
1.(教科版选修3－1·P83·T3)(多选)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BC[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。
高考物理一轮课件磁场及其对电流的作用
存在于磁体或通电螺线管周围的特殊 物质，具有对放入其中的磁体或电流 产生力的作用的特性。
磁场来源
由运动的电荷（电流）产生，也可由 磁体产生。
磁感线描述方法
磁感线定义：用来形象地表示磁场分布 情况的曲线，其上每一点的切线方向表 示该点的磁场方向。
任意两条磁感线不相交。
磁感线特点
疏密程度表示磁场的强弱。
旋转磁场
通过旋转磁场中的导体或线圈，可以产生连续的交流电。
振荡电路
利用振荡电路中的电感和电容元件的充放电过程，可以产生振荡 电流，即交流电。
正弦交流电三要素
幅值
正弦交流电的最大值，表示交流电的强弱。
频率
正弦交流电每秒钟振荡的次数，表示交流电 的快慢。
初相位
正弦交流电的起始相位，表示交流电的起始 状态。
XX
高考物理一轮课件磁 场及其对电流的作用
汇报人：XX
20XX-01-22
REPORTING
• 磁场基本概念与性质 • 电流在磁场中受力分析 • 磁场对导线作用力分析 • 电磁感应现象与规律 • 交流电产生和描述方法 • 总结与回顾
目录
XX
PART 01
磁场基本概念与性质
REPORTING
磁场定义及来源
闭合曲线，无起点和终点。
磁场方向与强度
磁场方向
规定小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向。
磁场强度
用磁感应强度B来描述，单位：特斯拉（T）。B的大小与磁场力F、电流I及导线长度L的乘积成反比。
常见磁场类型及特点
匀强磁场 强弱和方向处处相同的磁场，其 磁感线是平行等间距的直线。
地磁场 地球本身产生的磁场，近似于一 个巨大的条形磁铁产生的磁场， 地磁北极在地理南极附近，地磁 南极在地理北极附近。
高考物理一轮复习课件磁场及磁场对电流的作用
自感和互感现象分析
自感现象
当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生 的磁通量也会发生变化，从而在线圈中产生 感应电动势的现象。自感现象中，感应电动 势的大小与线圈的自感系数及电流的变化率 有关。
03
带电粒子在匀强磁场中运动规律探究
匀速圆周运动条件分析
洛伦兹力提供向心力
带电粒子在匀强磁场中受到洛伦兹力的作用，当洛伦兹力恰好提供粒子做匀速圆周运动所需的向心力时，粒子将 做匀速圆周运动。
速度方向与磁场方向垂直
当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直时，粒子将在匀强磁场中做匀速圆周运动。
半径和周期计算方法总结
高考物理一轮复习课 件磁场及磁场对电流 的作用
汇报人：XX 20XX-01-18
目录
• 磁场基本概念与性质 • 洛伦兹力与安培力分析 • 带电粒子在匀强磁场中运动规律探究 • 电磁感应现象及其规律揭示 • 交变电流产生、描述和应用举例 • 总结回顾与高考真题模拟训练
01
磁场基本概念与性质
磁场定义及来源
变压器工作原理和电压比、电流比计算方法
变压器工作原理
变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置。 主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。在 电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗 ，安全隔离等。
电压比和电流比计算方法
电压比等于匝数比，即输入电压与输出电压之比等于 输入线圈匝数与输出线圈匝数之比。电流比与匝数比 成反比，即输入电流与输出电流之比等于输出线圈匝 数与输入线圈匝数之比。
（模拟）如图所示，两条平行金属导轨固定在水平面上，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，右端接有小灯泡，质量为m的 金属棒MN垂直放在导轨上，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。现给金属棒一个水平向右的初速度v₀，经过一段时间金属 棒停止运动。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，除电阻R外其余电阻不计，重力加速度为g。求
高考物理一轮复习专题9.1磁场描述磁场对电流作用(讲)(解析版)
专题磁场的描绘磁场对电流的作用1.知道磁感觉强度的观点及定义式，并能理解与应用.2.会用安培定章判断电流四周的磁场方向.3.会用左手定章剖析解决通电导体在磁场中的受力及均衡类问题．知识点一磁场磁感觉强度磁感线1．磁场(1)基本特征：磁场对处于此中的磁体、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．磁感觉强度F(1)定义式： B＝IL (通电导线垂直于磁场)。
(2)方向：小磁针静止时N 极的指向。
(3)磁感觉强度是反应磁场性质的物理量。
由磁场自己决定，是用比值法定义的。
3．磁感线(1)引入：在磁场中画出一簇曲线，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)特色：磁感线的特色与电场线的特色近似，主要差别在于磁感线是闭合的曲线。
(3)磁体的磁场和地磁场知识点二电流的磁场及磁场的叠加1．奥斯特实验奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流能够产生磁场，初次揭露了电与磁的联系。
2．安培定章的应用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，管环形电流的双侧是N 极和S 特无磁极、非匀强，且距导线内为匀强磁场且磁场最强，管外极，且离圆环中心越远，磁场越点越远处磁场越弱为非匀强磁场弱安培定则立体图横截面图3.磁场的叠加磁感觉强度是矢量，计算时与力的计算方法同样，利用平行四边形定章或正交分解法进行合成与分解。
知识点三安培力及其应用1．安培力的方向(1)左手定章：张开左手，使大拇指跟其余四指垂直，而且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中让磁感线从手心穿入，并使张开的四指指向电流的方向，那么，大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)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流相互吸引，反向电流相互排挤。
2．安培力的大小(1)当磁场与电流垂直时，安培力最大， F max＝ BIL。
(2)当磁场与电流平行时，安培力等于零。
1．安培力公式 F ＝ BIL 中安培力、磁感觉强度和电流两两垂直，且L 是通电导线的有效长度。
2023年高考物理一轮复习讲义——磁场及其对电流的作用
考查内容自主命题卷全国卷考情分析磁场的叠加2020·浙江7月选考·T92021·全国甲卷·T162018·全国卷Ⅱ·T20 安培力2021·广东卷·T52021·浙江6月选考·T152017·全国卷Ⅰ·T192017·全国卷Ⅱ·T21 带电粒子在磁场中运动2020·天津卷·T72021·全国乙卷·T162020·全国卷Ⅱ·T242019·全国卷Ⅲ·T18 带电粒子在组合场中运动2021·山东卷·T172021·河北卷·T142021·浙江6月选考·T222021·广东卷·T142020·江苏卷·T162020·山东卷·T172021·全国甲卷·T252020·全国卷Ⅱ·T17 带电粒子在叠加场中运动2017·浙江11月选考·T82017·全国卷Ⅰ·T16试题情境生活实践类生活和科技、地磁场、电磁炮、回旋加速器、质谱仪、速度选择器、磁流体发电机、霍尔元件等学习探究类通电导线在安培力作用下的平衡与加速问题，带电粒子在磁场、组合场、叠加场中的运动第1讲磁场及其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.会判断通电直导线和通电线圈周围的磁场方向.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 安培定则 磁场的叠加1．磁场、磁感应强度 (1)磁场的基本性质磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用． (2)磁感应强度①物理意义：描述磁场的强弱和方向． ②定义式：B ＝FIl (通电导线垂直于磁场)．③方向：小磁针静止时N 极所指的方向． ④单位：特斯拉，符号为T. (3)匀强磁场磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线． (4)地磁场①地磁的N 极在地理南极附近，S 极在地理北极附近，磁感线分布如图所示．②在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北． ③地磁场在南半球有竖直向上的分量，在北半球有竖直向下的分量． 2．磁感线的特点(1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向． (2)磁感线的疏密程度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，在磁体外部，从N 极指向S 极；在磁体内部，由S 极指向N 极．(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切． (5)磁感线是假想的曲线，客观上并不存在． 3．几种常见的磁场(1)条形磁体和蹄形磁体的磁场(如图所示)(2)电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场安培定则立体图纵截面图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．( × )4．北京地面附近的地磁场方向是水平向北的．( × )磁场叠加问题的解题思路(1)确定磁场场源，如通电导线．(2)定位空间中需要求解磁场的点，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B 为合磁场．例1 有人根据B ＝FIl提出以下说法，其中正确的是( )A ．磁场中某点的磁感应强度B 与通电导线在磁场中所受的磁场力F 成正比 B ．磁场中某点的磁感应强度B 与Il 的乘积成反比C ．磁场中某点的磁感应强度B 不一定等于FIlD ．通电直导线在某点所受磁场力为零，则该点磁感应强度B 为零 答案 C解析 磁感应强度B ＝FIl 是用比值定义法定义B 的，但磁感应强度是磁场的固有性质，与通电导线所受磁场力F 及Il 的乘积等外界因素无关，A 、B 错误；B ＝FIl 是在电流与磁场垂直的情况下得出的，如果不垂直，设电流方向与磁场方向夹角为θ，则根据F ＝IlB sin θ得B ＝FIl sin θ，即B 不一定等于FIl， 如果θ＝0，虽然B ≠0，但F ＝0，故C 正确，D 错误．例2 (多选)如图，三根通电长直细导线垂直于纸面固定，导线的横截面(截面积不计)分别位于以O 点为圆心的圆环上a 、c 、d 三处，已知每根导线在O 点的磁感应强度大小均为B ，则( )A ．O 点的磁感应强度方向垂直于aO 向右B ．O 点的磁感应强度方向从O 指向aC ．O 点的磁感应强度大小为(2＋1)BD ．O 点的磁感应强度大小为(2－1)B 答案 AC解析 磁感应强度的矢量叠加如图所示，每根导线在圆心O 处产生的磁感应强度大小均为B ，可得O 处的磁感应强度大小为B O ＝2B cos 45°＋B ＝(2＋1)B ，B O 方向垂直于aO 向右．故选A 、C.考点二安培力的分析与计算1．安培力的大小F＝IlB sin θ(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)如图，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．(2)让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向电流的方向．(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．在磁场中同一位置，电流元的电流越大，所受安培力也一定越大．(×) 2．安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直．(√)3．通电导线与磁场不垂直，有一定夹角时，左手定则就不适用了．(×)1．安培力的方向安培力既垂直于B，也垂直于I，即垂直于B与I决定的平面．2．安培力公式F＝BIl的应用条件(1)l与B垂直．(2)l是指有效长度．弯曲通电导线的有效长度l等于连接导线两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图所示．3．安培力作用下导体运动情况判定的五种方法电流元法分割为电流元----------→左手定则安培力方向→整段导体所受合力方向→运动方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→运动方向等效法环形电流⇌小磁针条形磁体⇌通电螺线管⇌多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力考向1通电导线有效长度问题例3(2022·山东济南市高三月考)如图所示，将一根同种材料，粗细均匀的导体围成半径为R的闭合导体线圈，固定在垂直线圈平面、磁感应强度为B的匀强磁场中．C、D两点将线圈分为上、下两部分，且C、D两点间上方部分的线圈所对应的圆心角为120°.现将大小为I 的恒定电流自C、D两点间通入，则线圈C、D两点间上、下两部分导线受到的总安培力的大小为()A.3BIRB.2BIRC．BIR D．0答案 A解析由几何关系可知，C、D两点间的距离L＝R sin 60°×2＝3R，由等效思想可知，导体线圈受到的总安培力的大小F安＝BIL＝3BIR，故选A.考向2判断安培力作用下导体的运动情况例4一个可以沿过圆心的水平轴自由转动的线圈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．在纸面内平动答案 B解析方法一(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方向均指向纸外，下半部分电流元所受安培力方向均指向纸内，因此从左向右看线圈L1将顺时针转动．方法二(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．方法三(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．例5(2022·上海师大附中高三学业考试)水平桌面上一条形磁体的上方，有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中，磁体始终保持静止，导线始终保持与磁体垂直，电流方向如图所示．则在这个过程中，磁体受到的摩擦力的方向和桌面对磁体的弹力()A．摩擦力始终为零，弹力大于磁体重力B．摩擦力始终不为零，弹力大于磁体重力C．摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁体重力D．摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁体重力答案 C解析如图所示，导线在S极上方时所受安培力方向斜向左上方，由牛顿第三定律可知，磁体受到的磁场力斜向右下方，磁体有向右的运动趋势，则磁体受到的摩擦力水平向左；磁体对桌面的压力大于磁体的重力，因此桌面对磁体的弹力大于磁体重力；如图所示，当导线在N极上方时，导线所受安培力方向斜向右上方，由牛顿第三定律可知，磁体受到的磁场力斜向左下方，磁体有向左的运动趋势，则磁体受到的摩擦力水平向右；磁体对桌面的压力大于磁体的重力，因此桌面对磁体的弹力大于磁体重力；由以上分析可知，磁体受到的摩擦力先向左后向右，桌面对磁体的弹力始终大于磁体的重力，故A、B、D错误，C正确．考点三安培力作用下的平衡和加速问题解题思路：(1)选定研究对象．(2)受力分析时，变立体图为平面图，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，安培力的方向F安⊥B、F安⊥I.如图所示：考向1安培力作用下的平衡问题例6如图所示，水平导轨间距为L＝1.0 m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m＝1 kg，接入导轨间的电阻R0＝0.9 Ω，与导轨垂直且接触良好；电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.1 Ω，电阻R＝9 Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝10 T，方向垂直于ab，与导轨平面的夹角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，轻绳与导轨平行且对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sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.求：(1)ab受到的安培力大小；(2)重物重力G的取值范围．答案(1)10 N(2)6 N≤G≤10 N解析(1)由闭合电路欧姆定律可得，通过ab的电流I＝ER＋R0＋r＝1 A，ab受到的安培力F＝BIL＝10 N(2)ab受力如图所示，最大静摩擦力F fmax＝μ(mg－F cos 53°)＝2 N由平衡条件得，当最大静摩擦力方向向右时F Tmin＝F sin 53°－F fmax＝6 N当最大静摩擦力方向向左时F Tmax＝F sin 53°＋F fmax＝10 N由于重物受力平衡，故F T＝G则重物重力的取值范围为6 N≤G≤10 N. 考向2安培力作用下的加速问题例7如图所示，宽为L＝0.5 m的光滑导轨与水平面成θ＝37°角，质量为m＝0.1 kg、长也为L＝0.5 m的金属杆ab水平放置在导轨上，电源电动势E＝3 V，内阻r＝0.5 Ω，金属杆电阻为R1＝1 Ω，导轨电阻不计．金属杆与导轨垂直且接触良好．空间存在着竖直向上的匀强磁场(图中未画出)，当电阻箱的电阻调为R2＝0.9 Ω时，金属杆恰好能静止．取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：(1)磁感应强度B的大小；(2)保持其他条件不变，当电阻箱的电阻调为R2′＝0.5 Ω时，闭合开关S，同时由静止释放金属杆，求此时金属杆的加速度．答案(1)1.2 T(2)1.2 m/s2，方向沿斜面向上解析(1)由安培力公式和平衡条件可得mg sin θ＝BIL cos θ由闭合电路欧姆定律得I＝ER1＋R2＋r解得B＝1.2 T(2)由牛顿第二定律和闭合电路欧姆定律有BI′L cos θ－mg sin θ＝maI′＝ER1＋R2′＋r解得a＝1.2 m/s2方向沿斜面向上．课时精练1．(2022·广东广州市执信中学高三开学考试)关于磁场的说法正确的是() A．通电导线在磁场中受到安培力越大，该位置的磁感应强度越大B．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显C ．垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向D ．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行答案 B解析 通电导线在磁感应强度很大的地方，若平行磁场放置，安培力也可能为零，故A 错误；根据安培定则可知，导线的磁场方向与导线电流的方向垂直，可知因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，故B 正确；垂直磁场放置的通电导线受力的方向与磁感应强度方向相互垂直，故C 错误；磁感线是闭合的曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故D 错误．2.(多选)如图所示，用细线将一条形磁体挂于天花板上，磁体处于水平且静止的状态，条形磁体的正下方固定一直导线ab ，现将直导线中通入由a 指向b 的电流，在磁体转动90°的过程中，下列说法正确的是( )A ．条形磁体的N 极向纸面内偏转B ．条形磁体的N 极向纸面外偏转C ．条形磁体受到的拉力小于其受到的重力D ．条形磁体受到的拉力大于其受到的重力答案 BD解析 直导线通入电流时，直导线的左端受到方向垂直纸面向里的安培力，根据牛顿第三定律可知，磁体的N 极受到方向垂直纸面向外的作用力，应向纸面外偏转，选项A 错误，B 正确；磁体转动后，对直导线有向上的作用力，所以磁体受到向下的作用力，故条形磁体受到的拉力大于其受到的重力，选项C 错误，D 正确．3.如图，等腰梯形线框abcd 是由相同材料、相同横截面积的导线制成，梯形上底和腰长度均为L ，且腰与下底夹角为60°.整个线框处在与线框平面垂直的匀强磁场中．现给线框通入图示电流，若下底cd 受到的安培力为F ，则整个线框受到的安培力为( )A.43FB.53FC ．2F D.32F 答案 B 解析 梯形上底和腰长度均为L 且腰与下底夹角为60°，由几何关系可知，梯形的下底dc 长为2L ；由电阻的决定式R ＝ρL S，可知梯形的边dabc 的电阻等于下底dc 的电阻的1.5倍，两者为并联关系，设dc 中的电流大小为I ′，根据欧姆定律，则dabc 中的电流为23I ′；由已知条件可知ab 边与dc 的电流方向相同，由题意知F ＝BI ′·2L ，所以边dabc 所受安培力为F ′＝B ·23I ′·2L ＝23F ，方向与dc 边所受安培力的方向相同，则整个线框受到的安培力为53F ，故选B.4．(2021·广东卷·5)截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流I 1，四根平行直导线均通入电流I 2，I 1≫I 2，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是( )答案 C解析 因I 1≫I 2，则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用；根据两通电直导线间的安培力作用满足“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，则正方形左右两侧的直导线要受到中心直导线吸引的安培力，形成凹形，正方形上下两边的直导线要受到中心直导线排斥的安培力，形成凸形，故变形后的形状如图C ，故选C.5．(多选)(2021·浙江6月选考·15)如图所示，有两根用超导材料制成的长直平行细导线a 、b ，分别通以80 A 和100 A 流向相同的电流，两导线构成的平面内有一点p ，到两导线的距离相等．下列说法正确的是( )A．两导线受到的安培力F b＝125F aB．导线所受的安培力可以用F＝ILB计算C．移走导线b前后，p点的磁感应强度方向改变D．在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置答案BCD解析两导线受到的安培力是相互作用力，大小相等，故A错误；导线所受的安培力可以用F＝BIL计算，因为磁场与导线垂直，故B正确；移走导线b前，b的电流较大，则p点磁场方向垂直纸面向里，移走后，p点磁场方向垂直纸面向外，故C正确；在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，两导线在任意点产生的磁场均不在同一条直线上，故不存在磁感应强度为零的位置，故D正确．6.如图所示，三根长为L，电流大小均为I的直线电流在空间构成等边三角形，其中A、B电流的方向均垂直纸面向外，C电流的方向垂直纸面向里．A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面上且处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力为()A．0B.32B0IL，方向水平向右C.3B0IL，方向水平向左D.3B0IL，方向水平向右答案 C解析如图所示A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小都为B0，根据右手螺旋定则和力的平行四边形定则，由几何关系得B合＝3B0由左手定则可知，导线C所受的安培力方向水平向右，大小为F安＝3B0IL由于导线C位于水平面处于静止状态，所以导线C受到的摩擦力大小F f＝F安＝3B0IL，方向水平向左．故选C.7.(多选)如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁体，两磁体的N极正对．在两磁体竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通以垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁体处于静止状态，设两磁体和木板的总重力为G，则()A．导线受到的安培力水平向右B．导线受到的安培力竖直向上C．木板对地面的压力小于GD．木板受到地面的摩擦力水平向右答案AD解析两磁体在C处产生的合磁场竖直向上，根据左手定则，导线受到的安培力水平向右．根据相互作用力的关系，导线对磁体的作用力水平向左，所以木板有向左运动的趋势，说明木板受到地面的摩擦力水平向右．在竖直方向上，没有相互作用力，所以木板对地面的压力等于G.故选A、D.8．如图所示，直角三角形abc，∠a＝60°，ad＝dc，b、c两点在同一水平线上，垂直纸面的直导线置于b、c两点，通有大小相等、方向向里的恒定电流，d点的磁感应强度大小为B0.若把置于c点的直导线的电流反向，大小保持不变，则变化后d点的磁感应强度()A．大小为33B0，方向水平向左B．大小为B0，方向水平向右C．大小为3B0，方向竖直向下D ．大小为2B 0，方向竖直向下答案 C解析 如图所示由几何关系知θ＝60°，设每根导线在d 点产生的磁感应强度大小为B ，根据平行四边形定则有B 0＝2B cos θ＝2B ×12＝B ，若把置于c 点的直导线的电流反向，根据几何知识可得α＝30°，d 点合磁感应强度大小为B ′＝2B cos α＝3B 0，方向竖直向下，C 正确．9．在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置．如图所示，已知一根金属长直管线平行于水平地面，为探测其具体位置，首先给金属管线通上恒定电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a ；②在a 点附近的地面上，找到与a 点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF ；③在地面上过a 点垂直于EF 的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b 、c 两点，测得b 、c 两点距离为L .由此可确定( )A ．金属管线在EF 正下方，深度为12L B ．金属管线在EF 正下方，深度为22L C ．金属管线的走向垂直于EF ，深度为12L D ．金属管线的走向垂直于EF ，深度为22L 答案 A解析 用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a ，说明a 点离金属管线最近；找到与a 点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF ，故说明这些点均离金属管线最近，因此通电的金属管线平行于EF ；画出左侧视图，如图所示b 、c 间距为L ，且磁场方向与地面夹角为45°，故金属管线在EF 正下方，深度为12L ，故选A.10．(多选)在倾角θ＝37°的光滑导体滑轨的上端接入一个电动势E ＝3 V ，内阻r ＝0.5 Ω的电源，滑轨间距L ＝50 cm ，将一个质量m ＝40 g ，电阻R ＝1 Ω的金属棒水平放置在滑轨上．若滑轨所在空间加一匀强磁场，当闭合开关S 后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图所示．(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2)则下列说法正确的是( )A ．磁感应强度有最小值为0.24 T ，方向垂直滑轨平面向下B ．磁感应强度有最大值0.4 T ，方向水平向右C ．磁感应强度有可能为0.3 T ，方向竖直向下D ．磁感应强度有可能为0.4 T ，方向水平向左答案 AC解析 由闭合电路欧姆定律可得I ＝E R ＋r ＝30.5＋1A ＝2 A ，对金属棒受力分析可知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，此时F min ＝mg sin θ＝0.04×10×sin 37° N ＝0.24 N ，当安培力最小，且磁感应强度方向与电流方向相互垂直时，磁感应强度最小为B min ＝F min IL ＝0.240.5×2 T ＝0.24 T ，由左手定则可知，磁感应强度的方向为垂直滑轨平面向下，故A 正确；当磁感应强度方向水平向右时，金属棒受到的安培力方向竖直向上，当BIL ＝mg 时，金属棒刚好静止在滑轨上，可得B ＝mg IL ＝0.04×100.5×2T ＝0.4 T ，但此时磁感应强度并不是最大值，故B 错误；当磁感应强度方向竖直向下时，金属棒受到安培力方向水平向右，由金属棒受力平衡可得B ′IL cos 37°＝mg sin 37°，解得B ′＝mg sin 37°IL cos 37°＝0.04×10×0.60.5×2×0.8T ＝0.3 T ，故C 正确；当磁感应强度方向水平向左时，安培力竖直向下，不可能平衡，故D 错误．11．某同学自制一电流表，其原理如图所示．质量为m 的均匀细金属杆MN 与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为k ，在矩形区域abcd 内有匀强磁场，ab ＝L 1，bc ＝L 2，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外．MN 的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度．MN 的长度大于ab ，当MN 中没有电流通过且处于静止时，MN 与矩形区域的ab 边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN 中有电流时，指针示数可表示电流强度．MN 始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g .下列说法中正确的是( )A ．当电流表的示数为零时，弹簧的长度为mg kB ．标尺上的电流刻度是均匀的C ．为使电流表正常工作，流过金属杆的电流方向为N →MD ．电流表的量程为mg ＋kL 2BL 1答案 B解析 电流表示数为零时，金属杆不受安培力，金属杆在重力与弹簧弹力作用下处于平衡状态，由平衡条件得mg ＝kx 0，解得x 0＝mg k，x 0 为弹簧伸长量，不是弹簧的长度，A 错误；当电流为I 时，安培力为F A ＝BIL 1，静止时弹簧伸长量的增加量为Δx ，根据胡克定律ΔF ＝k Δx ，可得Δx ＝F A k ＝BIL 1k，Δx ∝I ，故标尺上的电流刻度是均匀的，B 正确；要使电流表正常工作，金属杆应向下移动，所受的安培力应向下，由左手定则知金属杆中的电流方向应从M 至N ，C 错误；设Δx ＝L 2，则有I ＝I m ，BI m L 1＝kL 2，解得I m ＝kL 2BL 1，故电流表的量程为kL 2BL 1，D 错误．12．如图，两形状完全相同的平行金属环A 、B 竖直固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心O 1、O 2的连线为一条水平线，其中M 、N 、P 为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足MO 1＝O 1N ＝NO 2 ＝O 2P .当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得M 点的磁感应强度大小为B 1、N 点的磁感应强度大小为B 2，如果将右侧的金属环B 取走，P 点的磁感应强度大小应为( )A ．B 2－B 1B ．B 1－B 22C ．B 1＋B 22D.B 13答案 B解析 对于题图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故M 点的磁场方向也是向左的，设A 环形电流在M 点的磁感应强度大小为B AM ，B 环形电流在M 点的磁感应强度大小为B BM ，测量可得M 点的磁感应强度大小为B 1，则有B 1＝B AM ＋B BM ，而N 点的磁感应强度大小为B 2，则有B AM ＝12B 2，将右侧的金属环B 取走，P 点的磁感应强度大小应为B AP ＝B 1－12B 2，故选B. 13.已知通有恒定电流I 的无限长直导线产生的磁场，磁感应强度与该点到导线的距离成反比，如图，有三根无限长、通有大小一样电流的直导线a 、b 、c 等间距放置，其中b 中电流与a 、c 相反，此时与a 、b 距离都相等的P 点(未画出)磁感应强度为B ，现取走导线a ，则P 点的磁感应强度为( )A ．B B ．1.5BC ．0.4BD ．0.5B答案 C解析 设P 点到a 、b 距离为x ，则到c 的距离为 3x ，a 、b 在P 点产生的磁场均向内，磁感应强度设为B 0，则c 在P 点产生的磁场向外，磁感应强度大小为B 03，因此B ＝B 0＋B 0－B 03，得B 0＝35B ，撤去a 导线后，P 点的磁感应强度为b 、c 两导线在P 点产生磁场的叠加，B 0－B 03＝23B 0＝0.4B ，故C 正确．。
高考物理一轮复习课件磁场及其对电流的作用
自感和互感现象解释
自感现象
当一个线圈中的电流发生变化时，它所 产生的磁通量也会发生变化，这个变化 的磁通量又会在该线圈中产生感应电动 势，这种现象称为自感现象。
VS
互感现象
当两个线圈相互靠近时，一个线圈中的电 流变化会在另一个线圈中产生感应电动势 ，这种现象称为互感现象。互感现象是电 磁感应的一种重要形式，广泛应用于变压 器、电动机等电气设备中。
三相交流电的应用
三相交流电被广泛应用于工业、农业 、交通、通讯等各个领域。例如，在 工业生产中，三相电动机被大量使用 ，因为它具有结构简单、运行可靠、 维护方便等优点。
06 高考真题解析与 备考策略
历年高考真题回顾与解析
真题来源与命题趋势
分析历年高考物理试卷中磁场及其对电流作用部分的真题，总结 命题规律和趋势。
03
电动机的应用
电动机广泛应用于各种机械设备中，如电动车、电风扇、洗衣机等，实
现了电能到机械能的转换。
04 电磁感应现象与 规律
法拉第电磁感应定律内容
法拉第电磁感应定律
当穿过回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电 动势，感应电动势的大小与穿过回路的磁通量对时间的变 化率成正比。
磁通量的概念
高考物理一轮复习课件磁场 及其对电流的作用
汇报人：XX 20XX-01-18
目录
• 磁场基本概念与性质 • 电流在磁场中受力分析 • 磁场对载流导线作用 • 电磁感应现象与规律 • 交变电流产生和描述方法 • 高考真题解析与备考策略
01 磁场基本概念与 性质
磁场定义及来源
磁场定义
磁场是存在于磁体周围的一种特 殊物质，它对放入其中的磁体或 电流产生力的作用。
实际应用举例：电动机原理
高考物理一轮复习精选题辑课练26磁场及其对电流的作用
【2019最新】精选高考物理一轮复习精选题辑课练26磁场及其对电流的作用1．(2018·浙江绍兴模拟)关于磁场和磁感线，下列说法正确的是( )A．条形磁铁内部的磁感线方向从N极指向S极B．一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度为零C．两通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的D．在磁感应强度为B的磁场中，穿过面积为S的平面的磁通量为Φ＝BS答案：C解析：条形磁铁内部的磁感线方向从S极指向N极，外部由N极指向S极，故A错误；若一小段通电导线平行磁感线放在某处，不受磁场力作用，但该处的磁感应强度不为零，故B错误；两通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的，故C正确；在磁感应强度为B的磁场中，只有和磁场方向垂直时穿过面积为S的平面的磁通量为Φ＝BS，故D错误．2．(2018·广西南宁二中等三校联考)磁场中某区域的磁感线如图所示，则( )A．同一通电导线放在a处受力的磁场力一定比放在b处受到的磁场力大B．同一通电导线放在a处受到的磁场力一定比放在b处受到的磁场力小C．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜BbD．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb答案：C解析：a处的磁感线比b处稀疏，则a点磁感应强度比b点的小，所以Ba<Bb，故C正确，D错误；当将同一通电导线放入磁场中，由于受到放置角度的限制，当通电导线垂直磁场时，受到的磁场力最大，平行磁场时受到的磁场力为零，故虽然Ba＜Bb，但是无法比较通电导线受到的磁场力的大小，故A、B错误．3．(2018·广东惠州期末)如图所示为两同心圆环，当有一匀强磁场垂直穿过A环面时(A环面外无磁场)，A环面磁通量为Φ1，此时B环面磁通量为Φ2.若将原匀强磁场撤去，改为一条形磁铁，垂直穿过A环面时A环面的磁通量为Φ3，B环面的磁通量为Φ4，有关磁通量的大小，下列说法正确的是( )A．Φ1<Φ2 B．Φ1>Φ2C．Φ3>Φ4 D．Φ3<Φ4答案：C解析：根据题意，加匀强磁场时，穿过两个圆环平面的磁感线条数相等，故磁通量相等，A、B错误；根据磁感线的分布情况可知，如果磁铁内部穿过环面的磁感线方向向外，则外部磁感线方向向内，由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部的磁感线将磁铁内部的磁感线抵消一部分，A的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φ3>Φ4，C正确，D错误．4．(2018·广东肇庆期末)(多选)如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向垂直于纸面向外，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．a、b两点磁感应强度相同B．a点磁感应强度最大C．c、d两点磁感应强度大小相等D．b点磁感应强度最大答案：CD解析：根据安培定则，长直流导线产生的磁场的磁感应强度如图甲所示，根据平行四边形定则，四点处的磁场情况如图乙所示，显然c、d两点的磁感应强度大小相等，a点磁感应强度为两磁感应强度之差的绝对值，最小，b点磁感应强度等于两磁感应强度代数和，最大，故C、D正确．5．(2018·安徽安庆一中模拟)如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系．一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q与x轴之间的夹角为θ.实验测得sinθ与x之间的关系如图乙所示．已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B0.下列说法正确的是( ) A．P的右端为S极B．P的中轴线与地磁场方向平行C．P在x0处产生的磁感应强度大小为B0D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0答案：C解析：当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地磁场的方向，所以根据题图可知，x趋向无穷大时，sinθ趋向1，则θ趋向90°，答案：θ解析：设小灯泡的额定电流为由题意可知，金属棒沿导轨下滑的某时刻后小灯泡正常发光，由平衡条件有F＝F弹，解得F＝2 N.(2)由闭合电路欧姆定律有I＝＝ A＝ 2A，又F＝BIL，解得B＝＝ T＝4 T.刷题加餐练1．(2016·北京卷)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图．结合上述材料，下列说法不正确的是( )A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用答案：C解析：由题意可知，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，存在磁偏角，A正确．磁感线是闭合的，再由图可推知地球内部存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确．只有赤道上方附近的磁感线与地面平行，故C错误．射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的运动方向与磁场方向不平行，故地磁场对其有力的作用，这是磁场的基本性质，故D正确．选C.2．(2015·新课标全国卷Ⅱ)(多选)指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法正确的是( )A．指南针可以仅具有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转答案：BC解析：任何磁体均具有两个磁极，故A错．指南针之所以能指向南北，是因为指南针的两个磁极受到磁场力的作用，这说明地球具有磁场，即B正确．放在指南针附近的铁块被磁化后，反过来会影响指南针的指向，即C正确．通电直导线产生的磁场对其正下方的指南针有磁场力的作用，会使指南针发生偏转，故D错．3．(2018·黑龙江七台河期末)(多选)某闭合三棱柱如图所示，处于磁感应强度为1 T、方向沿x轴正方向的匀强磁场中，已知AB ＝0.4 m，BE＝0.3 m，AD＝0.2 m，ABOD为在yOz平面内的矩形，BEFO 为在xOy平面内的矩形，下列判断正确的是( )A．穿过图中ABOD面的磁通量为0.08 WbB．穿过图中BEFO面的磁通量为0.06 WbC．穿过图中AEFD面的磁通量为0.1 WbD．穿过图中DOF面的磁通量为零答案：AD解析：ABOD面与磁场方向垂直，故磁通量Φ1＝BS＝1×0.4×0.2 Wb＝0.08 Wb，故A正确；BEFO面与磁场方向平行，故磁通量为零，故B错误；AEFD面与匀强磁场方向的夹角未知，因此可将AEFD面投影到与x轴垂直的ABOD上，AEFD面的有效面积等于ABOD面的面积，故磁通量Φ3＝BS＝1×0.4×0.2 Wb＝0.08 Wb，故C错误；DOF面与磁场平行，因此通过的磁通量为零，故D正确．4．(2018·河南豫南九校质检)已知通电长直导线周围某点的磁感应强度大小B＝k，即某点的磁感应强度大小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R，通以大小相等、方向相同的电流，规定磁感应强度方向垂直于纸面向里为正，则磁感应强度大小B随x变化的图线可能是( )答案：D解析：根据右手螺旋定则可得，左边通电导线在两根导线之间产生的磁场方向垂直于纸面向里，右边通电导线在两根导线之间产生的磁场方向垂直于纸面向外，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间位置磁场为零．由于规定B的正方向为垂直于纸面向里，所以D正确，A、B、C错误．5．(2018·安徽蚌埠期末)通电长直导线周围存在磁场，某点的磁感应强度大小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．在直角坐标系中，两根长直导线分别沿x轴和y轴放置，两者在坐标原点处彼此绝缘，导线中的电流分别为I1和I2，且I1＝2I2，则能大致表示xOy平面内磁感应强度为零的点的图象是( )答案：A解析：根据右手螺旋定则可知，通电导线I1在第一、二象限产生的磁场方向垂直于纸面向外，在第三、四象限产生的磁场方向垂直于纸面向里．同理，通电导线I2在第一、四象限产生的磁场方向垂直于纸面向里，在第二、三象限产生的磁场方向垂直于纸面向外．根据矢量的叠加原理，则第一象限与第三象限的磁感应强度可以为零．由于I1＝2I2，且某点的磁感应强度大小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，那么能大致表示xOy平面内磁感应强度为零的点的图象是A，A正确．6．(2018·湖南永州二模)如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁N极正对．在两磁铁的竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通有垂直于纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态，设两条形磁铁和木板的总重力为G，则( )A．导线受到的安培力竖直向上，木板对地面的压力大于GB．导线受到的安培力竖直向下，木板对地面的压力小于GC．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向左D．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右答案：D解析：根据磁感应强度的叠加可知，导线所在位置处的磁场方向竖直向上，由左手定则可知，导线受到的安培力方向水平向右，根据牛顿第三定律，两磁铁受到的导线的作用力方向水平向左，对木板、两磁铁整体进行受力分析，受竖直向下的总重力、导线施加的水平向左的磁场力、地面的支持力和地面的静摩擦力，根据共点力平衡条件可知，静摩擦力的方向水平向右，所以D正确．7．(2018·四川南充高中月考)如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为N1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当加上电流后，台秤读数为N2，则以下说法正确的是( ) A．N1>N2，弹簧长度将变长B．N1>N2，弹簧长度将变短C．N1<N2，弹簧长度将变长D．N1<N2，弹簧长度将变短答案：B解析：磁铁外部的磁感线方向是从N极到S极，因为通电导线在磁铁上方中心偏左位置，所以此处的磁感线斜向右上方，电流方向垂直于纸面向里，由左手定则可知，通电导线受到的磁铁的安培力方向斜向右下方，通电导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，通电导线对磁铁的反作用力方向斜向左上方，将此力在水平方向和竖直方向上进行分解，因此光滑平板对磁铁的支持力减小，由于在水平方向产生向左的分力，所以弹簧被压缩，弹簧长度变短，故B正确，A、C、D错误．8.一条形磁铁放在光滑的斜面上，并用一质量不计的弹簧连接在顶端的挡板上，磁铁静止时弹簧的伸长量为x0，将通有方向垂直纸面向外的直导线分别放在a、b、c位置时，弹簧的伸长量分别为xa、xb、xc，已知a、b、c三点的连线与斜面平行，且b点在条形磁铁的正中央．则下列正确的是( )A．x0＝xa＝xb＝xc B．x0>xa>xb>xc中的电流方向和电流大小之比：．向右，1＋．向右，1－重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量．答案：安培力的方向竖直向下0.01 kg解析：依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下．开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长为Δl1＝0.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kΔl1＝mg①式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小．开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为F＝IBL②式中，I是回路电流，L是金属棒的长度．两弹簧各自再伸长Δl2＝0.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得2k(Δl1＋Δl2)＝mg＋F③由闭合电路欧姆定律得E＝IR④式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻．联立①②③④式，并代入题给数据得m＝0.01 kg.。
近年高考物理一轮复习 27 磁场及其对电流的作用 新人教版(2021年整理)
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27 磁场及其对电流的作用一、选择题(1~5题只有一个选项符合题目要求,6~9题有多个选项符合题目要求)1．已知小磁针在电磁铁的磁场中，它的N、S极指向如图所示，则电磁铁的极性及电源的正、负极是（）A．电磁铁的左端为N极,右端为S极;电源的A端为正极,B端为负极B．电磁铁的左端为S极,右端为N极；电源的A端为正极，B端为负极C．电磁铁的左端为S极，右端为N极；电源的A端为负极，B端为正极D．电磁铁的左端为N极，右端为S极；电源的A端为负极,B端为正极2．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的均强磁场中，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错误!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3．细线A、B悬挂一根水平通电直导线ab,电流方向由a到b，导线平行于圆盘平面．现带正电圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动，细线仍然竖直，与圆盘静止时相比，下列说法正确的是( )A．细线所受弹力变小B．细线所受弹力不变C．细线所受弹力变大D．若改变圆盘转动方向，细线所受弹力变大4．如图所示，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（）A．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5．如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中,磁感应强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连接．一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝错误!，在安培力的作用下，金属棒以v0的速度向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为( )A．37° B．30°C．45° D．60°6．下列有关磁感应强度及安培力的说法正确的有（)A．若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受安培力一定为零B．通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零C．同一条通电导线放在某磁场中所受的安培力是一定的D．磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线无关7．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.垂直于导轨水平对称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8．下图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（) A．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9．一长为l＝0。
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[2019·内蒙古赤峰二中诊断]如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2则( )
A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1<ΔΦ2D．不能判断
答案：C
解析：设在位置Ⅰ时磁通量大小为ΦⅠ，在位置Ⅱ时磁通量大小为ΦⅡ，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，穿过金属框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量大小ΔΦ1＝ΦⅠ－ΦⅡ；第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，穿过金属框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量大小ΔΦ2＝ΦⅠ＋ΦⅡ，所以ΔΦ1<ΔΦ2，选项C正确．
4．[2019·云南省玉溪一中考试]如图所示，a、b是两根垂直纸面的通有等值电流的直导线，两导线外有一点P，P点到a、b距离相等，要使P点的磁场方向向右，则a、b中电流的方向为( )
A．都垂直纸面向外
B．都垂直纸面向里
C．a中电流方向垂直纸面向外，b中垂直纸面向里
D．a中电流方向垂直纸面向里，b中垂直纸面向外
答案：C
解析：若a、b中电流方向均垂直纸面向外，根据安培定则判断可知：a在P处产生的磁场的方向垂直于aP连线向上，b在P处产生的磁场的方向垂直于bP连线向上，根据平行四边形定则进行合成，P点的磁感应强度方向竖直向上，故A错误；若a、b中电流方向均垂直纸面向里，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向下，故B错误；若a中电流方向垂直纸面向外，b中垂直纸面向里，同理可知，P点的磁感应强度方向水平向右，故C正确；若a中电流方向垂直纸面向里，b中垂直纸面向外，同理可知，P点的磁感应强度方向水平向左，故D错误．
5.
多选)已知通电长直导线周围空间中某点处产生的磁
为常量、I为直导线中的电流、
](多选)如图所示，在磁感应强度大小为连线向右的匀强磁场中，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
2B0，而外界匀强磁场的磁感应强度大小为处产生的合磁场的磁感应强度大小为B0，故A错误；
在a点处产生的磁感应强度大小与
中的电流反向、其他条件不变，如图2所示，则
，方向竖直向上，再依据矢量的合成法则，则
＋
3
3
B02＝
2
把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，并使它组成如图所示的电路，当开关S接通后，
．甲、乙两种情况导线受到的安培力大小不变，方向一直变化．甲、乙两种情况导线受到的安培力大小一直在变，方向不变
变为原来的2倍，则金属棒在0～T内的位移将变为原来的
变为原来的2倍，则在0～T内金属棒上产生的焦耳热和安培力做的功都
如图，三根相互平行的固定长直导线
中的相同，与L3中的相反．下列说法正确的是
单位长度所受的磁场作用力大小之比为：：
3：3：1
方向垂直和L2
单位长度所受的磁场作用力大小之比为：：
[2017·全国卷Ⅱ](多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示．矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴．将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方．为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将( )
．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉
．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉
．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
．左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
．逆时针转动
有斜向上的电流通过金属杆，金属杆受到安培力作用，根据左手定则判断可知，
根据磁场对电流产生作用力的原理，人们研制出一种发射炮弹的装置——电磁炮，如图所示，把待发炮弹放置在强磁场中的两平行光滑导轨上，给导轨通以很大的电流，
并以某一速度发射出去，现要提高电磁炮的发射速度，
．金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能守恒
．金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能先增加后减少
处受到的磁场力一定比放在处受到的磁场力一定比放在
D错误；当将同一通电导线放入磁场中，由于受到放置角度的限制，当通电导线垂直磁场时，受到的磁场力最大，平行磁场时受到的磁场力为零，故虽然B a＜B b，但是无法比较通电导线受到的磁场力的大小，故A、B错误．
4.
[2019·广东肇庆检测](多选)如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向垂直于纸面向外，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．a、b两点磁感应强度相同
B．a点磁感应强度最大
C．c、d两点磁感应强度大小相等
D．b点磁感应强度最大
答案：CD
解析：根据安培定则，长直流导线产生的磁场的磁感应强度如图甲所示，根据平行四边形定则，四点处的磁场情况如图乙所示，显然c、d两点的磁感应强度大小相等，a点磁感应强度为两磁感应强度之差的绝对值，最小，b点磁感应强度等于两磁感应强度代数和，最大，故C、D正确．
5．[2019·浙江名校协作体联考]如图所示为航母上电磁弹射装置的等效电路图(俯视图)，使用前先给超级电容器C充电，弹射时，电容器释放储存电能所产生的强大电流经过导体棒EF，EF在磁场(方向垂直于纸面向外)作用下加速．则下列说法正确的是( )
A．电源给电容器充电后，M板带正电
B．导体棒在安培力作用下向右运动
C．超级电容器相当于电源，放电时两端电压不变
D．在电容器放电过程中，电容器电容不断减小
答案：B
解析：电源给电容器充电后，M板与电源负极相连，带负电，选项A错误；放电时电流
两根平行放置的长度均为
置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，磁场方向如图所示．当导线
导线ab受到的磁场力大小为
、方向垂直于导线向右．已知直导线
某闭合三棱柱如图所示，处于磁感应强度为1
＝0.2 m，ABOD为在yOz
)
A．穿过图中ABOD面的磁通量为0.08 Wb
B．穿过图中BEFO面的磁通量为0.06 Wb
C．穿过图中AEFD面的磁通量为0.1 Wb
D．穿过图中DOF面的磁通量为零
答案：AD
解析：ABOD面与磁场方向垂直，故磁通量Φ1＝BS＝1×0.4×0.2 Wb＝0.08 Wb，故A 正确；BEFO面与磁场方向平行，故磁通量为零，故B错误；AEFD面与匀强磁场方向的夹角未知，因此可将AEFD面投影到与x轴垂直的ABOD上，AEFD面的有效面积等于ABOD面的面积，故磁通量Φ3＝BS＝1×0.4×0.2 Wb＝0.08 Wb，故C错误；DOF面与磁场平行，因此通过的磁通量为零，故D正确．
8.
一条形磁铁放在光滑的斜面上，并用一质量不计的弹簧连接在顶端的挡板上，磁铁静止时弹簧的伸长量为x0，将通有方向垂直纸面向外的直导线分别放在a、b、c位置时，弹簧的伸长量分别为x a、x b、x c，已知a、b、c三点的连线与斜面平行，且b点在条形磁铁的正中央．则下列正确的是( )
A．x0＝x a＝x b＝x c B．x0>x a>x b>x c
C．x a>x0＝x b>x c D．x a>x b>x c>x0
答案：C
解析：
由于条形磁铁外部的磁感线是从N极出发到S极，所以可画出磁铁在a处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，如图所示，由左手定则可判断导线在a点受斜向右下方的安培力F a，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力F a′的方向是斜向左上方，F a′有沿斜面向下的分力，该分力使得弹簧弹力增大，所以弹簧的伸长量增大；同理可知导线在b点时弹簧的伸长量不变；同理可知导线在c点时弹簧的伸长量减小，则x a>x0＝x b>x c，C正确．
9.
的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为
的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内
竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一使其水平且始终与导轨保持良好接触．
使其运动．已知电流I随时间变化的关系为
与导轨间的动摩擦因数一定．以竖直向下为正方向，则下面关于金属棒
因为开始时金属棒PQ加速度方向向下，与速度方向相同，做加速运动，加速度即做加速度逐渐减小的变加速运动，然后加速度方向向上，加速度逐渐增大，做
答案：sin R
P
解析：设小灯泡的额定电流为I0，有P＝I20R.
由题意可知，金属棒沿导轨下滑的某时刻后小灯泡正常发光，则流经金属棒
＝
sin
．[2019·山东济南联考]如图所示，长度L＝
50 N/m弹簧另一端固定，与滑杆垂直且在同一水平。