专题8.1 磁场的描述 磁场对电流的作用-2016年高考物理一轮复习精品资料(解析版)

【考情解读】

1.知道磁感应强度的概念及定义式，并能理解与应用.

2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.

3.会用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题．

【重点知识梳理】

一、磁场、磁感应强度

1．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：疏密程度相同、方向相同的平行直线。

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

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．几种常见的磁场

(1)常见磁体的磁场

(2)电流的磁场

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

当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝BIL sin_θ。这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：

(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。

【高频考点突破】

考点一磁感线与磁感应强度的理解

例1．(多选)下列说法中正确的是()

A．磁感线可以表示磁场的方向和强弱

B．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极

C．磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场

D．放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S

极

【答案】AC

【解析】

考点二安培定则、左手定则的理解与应用

例2．在如图所示的四幅图中，正确标明通电导线所受安培力F方向的是()

【答案】 B

【解析】

【变式探究】(多选)如图1所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线(电流方向如箭头方向)，发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是()

图1

【答案】CD

【解析】

考点三安培力公式(F＝BIl)的应用

例3．在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是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 ．2.5×10－

5 N C ．9×10－4 N D ．4×10－

2 N 【答案】 D 【解析】

【变式探究】如图2所示，AC 是一个用长为L 的导线弯成的、以O 为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC 垂直的磁感应强度为B 的匀强磁场中。当在该导线中通以由C 到A ，大小为I 的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是( )

图2

A ．BIL ，平行于OC 向左 B.22BIL π

，平行于OC 向右 C.22BIL π

，垂直AC 的连线指向左下方 D ．22BIL ，垂直AC 的连线指向左下方

【答案】 C

【解析】

考点四 安培定则的应用和磁场的叠加

例4、三根平行的长直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，三导线中电流方向相同，

A 、

B 两导线中的电流大小相同，如图3所示，已知导线A 在斜边中点O 处所产生的磁场的磁感应强度大小为B ，导线

C 在斜边中点O 处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B ，则O 处的磁感应强度的大小和方向为

()

图3

A．大小为B，方向沿OA方向

B．大小为22B，方向竖直向下

C．大小为2B，方向沿OB方向

D．大小为2B，方向沿OA方向

【答案】 D

【解析】

【变式探究】三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图4所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、b 和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是()

图4

A．B1＝B2

B．B1＝B2＝B3

C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里

D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里

【答案】AC

【解析】

考点五安培力的分析与计算

例5、(2014·新课标全国卷Ⅰ，15)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】

【变式探究】如图6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()

图6

A．0 B．0.5BIl

C．BIl D．2BIl

【答案】 C

【解析】

考点六安培力作用下导体的平衡问题

例6、如图7所示，金属棒MN两端由等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