2019届高考物理一轮复习课时跟踪检测(三十一)磁场的描述磁场对电流的作用(普通班)
高中物理【磁场的描述 磁场对电流的作用】知识点、规律总结
考点三 安培力作用下导体运动的判断
师生互动
1.判定导体运动情况的基本思路
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
磁感线分布情况,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.
2.五种常用判定方法
电流元法
左手定则 分割为电流元 ――→ 安培力方向―→整段导体所受合力方向―→运动 方向
第 1 维度:安培力的叠加 安培力大小计算常用公式 F=BIL,要求两两垂直,应用时要满足: (1)B 与 L 垂直; (2)L 是有效长度,即垂直磁感应强度方向的长度.
如弯曲导线的有效长度 L 等于两端点所连直线的长度(如图所示),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.
考点二 安培定则及磁场的叠加
自主学习
1.安培定则的应用
在运用安培定则时应分清“因”和“果”,电流是“因”,磁场是“果”,既可以
由“因”判断“果”,也可以由“果”追溯“因”.
原因(电流方向)
结果(磁场方向)
直线电流的磁场
大拇指
四指
环形电流的磁场
四指
大拇指
2.磁场的叠加 磁感应强度为矢量,合成与分解遵循平行四边形定则. 3.两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在 该处的磁感应强度叠加而成的.
2.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=___I_L_B_s_i_n_θ__________. (1)当磁场与电流_垂__直___时,安培力最大,Fmax=ILB. (2)当磁场与电流_平__行___时,安培力等于零.
2019高中物理鲁科版大复习学案第九章 磁场的描述及磁场对电流的作用
基础课1磁场的描述及磁场对电流的作用知识点一、磁场磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向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.3.几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场(如图1所示)图1(2)电流的磁场知识点二、磁感应强度1.磁感应强度(1)物理意义:描述磁场的强弱和方向。
(2)大小:B=错误!(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)。
2.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.知识点三、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=0。
2.安培力的方向图2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。
[思考判断](1)磁场中某点磁感应强度的大小,跟放在该点的试探电流元的强弱有关。
()(2)磁场中某点磁感应强度的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致。
()(3)在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大。
() (4)相邻两条磁感线之间的空白区域磁感应强度为零。
()(5)将通电导线放入磁场中,若不受安培力,说明该处磁感应强度为零。
()(6)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。
()(7)安培力可能做正功,也可能做负功.()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√磁场及安培定则的应用1.理解磁感应强度的三点注意(1)磁感应强度由磁场本身决定,因此不能根据定义式B=FIL认为B与F成正比,与IL成反比。
高考物理一轮复习练习:磁场及其对电流的作用(含解析)
[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=ΔΦ2C.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+33B02=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 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.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 cC.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 RP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。
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。
磁场及磁场对电流的作用(答案含解析)—高三物理一轮复习课时练
一课一练54:磁场及磁场对电流的作用分析:内容包括对磁场性质的认识、磁场的叠加、安培力方向判断及大小的计算,方法包括电流元法、等效法、特殊位置法及转换研究对象法等处理磁体与通电导线间的相互作用。
1.中国宋代科学家沈括在公元1086年写的《梦溪笔谈》中最早记载了“方家(术士)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如图所示,结合上述材料,下列说法正确的是()A.在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫北极,指北的磁极叫南极B.对垂直射向地球表面宇宙射线中的高能带电粒子,在南、北极所受阻挡作用最弱,赤道附近最强C.形成地磁场的原因可能是带正电的地球自转引起的D.由于地磁场的影响,在奥斯特发现电流磁效应的实验中,通电导线应相对水平地面竖直放置2.关于磁场的磁感线,下列说法正确的是()A.条形磁铁的磁感线从磁铁的N极出发,终止于磁铁的S极B.磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线疏的地方磁场弱,磁感线密的地方磁场强C.磁感线是客观存在的物质,没画磁感线的地方就表示磁场不存在D.通电长直导线周围的磁感线是以导线为圆心的均匀分布的同心圆3.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4.如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A .1:1B .1:2C .1:4D .4:15.如图,在磁感应强度大小为B 0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 .33B 0C .233B 0D .2B 06.如图所示,AC 是四分之一圆弧,O 为圆心,D 为弧AC 中点,A 、D 、C 处各有一垂直纸面的通电直导线,电流大小相等,A 、C 两处电流垂直纸面向里,D 处电流垂直纸面向外,整个空间再加一个大小为B 的匀强磁场,O 处的磁感应强度刚好为零,如果将D 处电流反向,其他条件都不变,则O 处的磁感应强度大小为( )A .()322B +B .()221B +C .2BD .07.如图,一导体棒ab 静止在U 形铁芯的两臂之间.电键闭合后导体棒受到的安培力方向( )A .向上B .向下C .向左D .向右8.如图(a )所示,扬声器中有一线圈处于磁场中,当音频电流信号通过线圈时,线圈带动纸盆振动,发出声音.俯视图(b)表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面),磁场方向如图中箭头所示.在图(b)中()A.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外9.如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度.下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN 相等,将它们分别挂在天平的右臂下方.线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态.若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是()10.如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接。
新高考物理 磁场9-1 磁场的描述 磁场对电流的作用
立体 图
三、安培力 1.安培力的大小 (1)磁场方向和电流方向垂直时:F=_B__I_L_。 (2)磁场方向和电流方向平行时:F=0。 2.安培力的方向 —— 左手定则判断 (1)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。
3.[安培力的叠加问题]
(2019·全国卷Ⅰ) 如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体
棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向
垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受
到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为
答案:B
[要点自悟明] 1.磁场的基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用。 2.磁感应强度的理解 (1)描述磁场的强弱和方向。 (2)B=IFL成立的条件为:通电导线垂直于磁场。 (3)磁场方向:小磁针 N 极受力的方向。
3.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,客观上不存在。 4.磁通量 (1)大小:当S⊥B时,Φ=BS,标量。 (2)理解为穿过线圈平面的磁感线条数。
B.与运动电荷所受磁场力的方向一致
C.与小磁针N极所受磁场力的方向一致
D.与小磁针S极所受磁场力的方向一致
解析:磁场中某一点磁感应强度的方向,与小磁针N极受力方向一致,C正确,
A、B、D错误。
答案:C
2.[磁感应强度的大小] (多选)一小段长为 L 的通电直导线放在磁感应强度为 B 的磁场中,当通过它的 电流为 I 时,所受安培力为 F。以下关于磁感应强度 B 的说法正确的是 ( ) A.磁感应强度 B 一定等于IFL B.磁感应强度 B 可能大于或等于IFL C.磁场中通电直导线受力大的地方,磁感应强度一定大 D.在磁场中通电直导线也可以不受安培力
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第一节磁场的描述磁场对电流的作用1.(高考全国卷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解析:选B。
安培力的方向始终与电流方向和磁场方向垂直,选项A错误,选项B正确;由F=BIL sin θ可知,安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关,选项C错误;将直导线从中点折成直角时,因磁场与导线的夹角未知,则安培力的大小不能确定,选项D错误.2.(多选)(2015·高考全国卷Ⅱ)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解析:选BC。
指南针是一个小磁体,具有N、S两个磁极,因为地磁场的作用,指南针的N极指向地理的北极,选项A错误,选项B正确.因为指南针本身是一个小磁体,所以会对附近的铁块产生力的作用,同时指南针也会受到反作用力,所以会受铁块干扰,选项C正确.在地磁场中,指南针南北指向,当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时,通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向,所以会使指南针偏转,选项D错误.3.(2018·湖北部分重点中学模拟)已知直线电流在其空间某点产生的磁场,其磁感应强度B的大小与电流强度成正比,与点到通电导线的距离成反比.现有平行放置的三根长直通电导线,分别通过一个直角三角形△ABC的三个顶点且与三角形所在平面垂直,如图所示,∠ACB=60°,O为斜边的中点.已知I1=2I2=2I3,I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B,则关于O点的磁感应强度,下列说法正确的是( )A.大小为2B,方向垂直AB向左B.大小为2错误!B,方向垂直AB向左C.大小为2B,方向垂直AB向右D.大小为2错误!B,方向垂直AB向右解析:选B.导线周围的磁场的磁感线,是围绕导线形成的同心圆,空间某点的磁场沿该点的切线方向,即与该点和导线的连线垂直,根据右手螺旋定则,可知三根导线在O点的磁感应强度的方向如图所示.已知直线电流在其空间某点产生的磁场,其磁感应强度B的大小与电流强度成正比,与点到通电导线的距离成反比,已知I1=2I2=2I3,I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B,O 点到三根导线的距离相等,可知B3=B2=B,B1=2B,由几何关系可知三根导线在平行于AB方向的合磁场为零,垂直于AB方向的合磁场为2错误!B。
高考物理一轮复习 课时跟踪检测43 磁场的描述 磁场对
课时跟踪检测四十三磁场的描述磁场对电流的作用【基础过关】1. (2017届海南文昌中学期中)在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,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.B、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C.C点的磁感应强度的值最大D.B点的磁感应强度的值最大解题思路:该题考查了磁场的叠加问题.用右手定则首先确定通电直导线在A、B、C、D四点产生的磁场的方向,利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向,从而判断各选项.解析:根据安培定则可得通电直导线在A、B、C、D四点产生的磁感应强度大小相等,设为B1,而通电直导线在B点产生的磁感应强度方向为水平向左,在D点产生的磁感应强度方向为水平向右,则B、D两点的磁感应强度大小为B=B21+B20,大小相等,选项A正确;通电直导线在A点产生的磁感应强度方向为竖直向上,则A点的磁感应强度为B A=B1+B0,选项B错误;通电直导线在C点产生的磁感应强度方向为竖直向下,则C点的磁感应强度大小为B C=|B1-B0|,C点的磁感应强度的值最小,选项C错误;由以上分析可知A点的磁感应强度的值最大,选项D错误.综上本题选A.答案:A2.(2016届海南文昌中学期中)关于电场线和磁感线,下列说法正确的是( )A.电场线和磁感线都是闭合的曲线B.磁感线是从磁体的N极发出,终止于S极C.电场线和磁感线都不能相交D.电场线和磁感线都是客观存在的解析:电场线从正电荷出发,终止于负电荷,不是闭合的曲线,A错;而磁感线在磁体外部是从N极到S极的,而内部是从S极到N极的,为闭合的曲线,B错;电场中的电场线不会相交,磁场中的磁感线也不会相交,C正确;电场线和磁感线都是方便人们去研究问题而假想出来的,D错.综上本题选C.答案:C3.(2016届云南昆明三中期中)有关磁感应强度的下列说法中,正确的是( ) A.磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量B.若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C.若有一小段长为L,通以电流为I的导体,在磁场中某处受到的磁场力为F,则该处磁感应强度的大小一定是F ILD.由定义式B=FIL可知,电流强度I越大,导线L越长,该点的磁感应强度就越小解析:磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量,A正确;通电导体如果平行于磁场放置,则其不受磁场力,但B不会为零,故B错误;只有B与IL相互垂直时,磁感应强度的大小才是FIL,故C错误;B是由导体本身的性质决定的,与F及IL无关,故D错误.综上本题选A.答案:A4.(2016届河北正定中学月考)在赤道上竖立一避雷针,当一团带负电的乌云经过其正上方时,避雷针发生放电,则地磁场对避雷针的作用力( )A.向东B.向西C.向南D.向北解析: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,负电荷从上而下通过避雷针,所以电流的方向为从下而上,磁场的方向从南向北,根据左手定则,安培力的方向向西,B正确.综上本题选B.答案:B5. (2016届甘肃定西通渭马营中学期末)在等边三角形的三个顶点a、b、c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.过c点的导线所受安培力的方向( )A.与ab边平行,竖直向上B.与ab边平行,竖直向下C.与ab边垂直,指向左边D.与ab边垂直,指向右边解题思路:通电导线在磁场中受到安培力,方向由左手定则可确定,通电导线周围存在磁场是由安培定则来确定的,该磁场对放入其中的通电导线有安培力作用,从而由安培力的叠加可确定其方向.解析:等边三角形的三个顶点a、b、c处均有一通电导线,且导线中通有大小相等的恒定电流.由安培定则可得:导线a、b的电流在c处的合磁场方向竖直向下.再由左手定则可得:安培力的方向是与ab边垂直,指向左边.故选C.答案:C【提升过关】一、单项选择题1.(2017届黑龙江牡丹江一中期末)为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场由以地心为圆心的环形电流I引起的.在下列四个图中,能正确表示安培假设中环形电流方向的是( )解题思路:要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况:地磁的南极在地理北极的附近,故右手的拇指必须指向南方,然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向.解析:地磁的南极在地理北极的附近,故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必须指向南方;而根据安培定则:拇指与四指垂直,而四指弯曲的方向就是电流流动的方向,故四指的方向应该向西.故B正确.答案:B2.(2016届湖南株洲期末)质量为m、长度为l的金属棒MN两端由绝缘且等长轻质细线水平悬挂,处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.开始时细线竖直,当金属棒中通以恒定电流后,金属棒从最低点向右开始摆动,若已知细线与竖直方向的最大夹角为60°,如图所示,则棒中电流( )A.方向由M向N,大小为3mg 3BlB.方向由N向M,大小为3mg 3BlC.方向由M向N,大小为3mg BlD.方向由N向M,大小为3mg Bl解析:金属棒从最低点向右开始摆动,可知金属棒受的安培力方向水平向右,由左手定则可知MN中电流的方向由N向M,对该过程应用动能定理:BIl·l sin60°-mgl(1-cos60°)=0,解得I=3mg3Bl,选项B正确.答案:B3. (2016届吉林长春十一中月考)如图所示,一个边长为L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,线框平面与磁场垂直.若通以图示方向的电流,电流强度为I,则金属框受到的磁场力为( )A.0 B.BILC.43BIL D.2BIL解题思路:由安培力公式F=BIL sinθ分析答题,其中L是通电导线的有效长度,是导线在磁场中两端点间的距离.解析:安培力计算公式为F=BIL,其中L为导线的有效长度,而弯曲导线的有效长度等于连接两端点线段的长度,相应的电流沿L由始端流向末端.设流过正三角形金属框水平底边的电流为I1,水平底边受到的安培力为F1=BI1L,由左手定则可知方向为竖直向上,另外两条边的电流为I2,受到的安培力为F2=BI2L,同理方向竖直向上,所以整个正三角形金属框受到的安培力为F=F1+F2=BI1L+BI2L=BIL.选项B正确,选项A、C、D错误.综上本题选B.答案:B4. (2016届云南昆明三中期中)如图所示为赫姆霍兹线圈,当在线圈中心处挂上一个小磁针,且与线圈在同一平面内,则当线圈中通以如图所示方向的电流时( )A.小磁针N极向外转B.小磁针N极向里转C.小磁针在纸面内向左摆动D.小磁针在纸面内向右摆动解析:根据安培定则知,环形电流内部的磁场方向向里,外部的磁场方向向外,则小磁针的N极向纸面里偏转,故B正确,A、C、D错误.综上本题选B.答案:B5. (2016届青海平安一中月考)如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图,当线圈通以图示的直流电时,一束沿着管径轴线射向纸内的电子将( )A.向上偏转B.向下偏转C.向左偏转D.向右偏转解析:由安培定则可知,线圈在纸面内中心点的磁场方向向下,由左手定则可知电子将向右偏转,故D正确.综上本题选D.答案:D二、多项选择题6.(2017届湖北省宜城市第一中学8月月考)如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线中通以图示方向的电流时( )A.磁铁对桌面的压力增大B.磁铁对桌面的压力减小C.磁铁受到向右的摩擦力作用D.磁铁受到向左的摩擦力作用解析:根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在的位置磁场方向(切线方向),再根据左手定则判断安培力方向,如图:根据牛顿第三定律,电流对磁体的作用力向左上方,如图;根据平衡条件,可知通电后支持力变小,静摩擦力变大,故磁铁对桌面的压力变小;而静摩擦力向右.故选BC.答案:BC7.如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,当通以图示方向电流I时,欲使导体棒静止在斜面上,可加一平行于纸面的匀强磁场,当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中,下列说法中正确的是 ( )A .此过程中磁感应强度B 逐渐增大 B .此过程中磁感应强度B 先减小后增大C .此过程中磁感应强度B 的最小值为mg sin αIL D .此过程中磁感应强度B 的最大值为mg tan αIL解析:导体棒受重力、支持力和安培力作用而处于平衡状态,当外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中,安培力由沿斜面向上转至竖直向上,可知安培力逐渐增大,即此过程中磁感应强度B 逐渐增大,A 对,B 错;刚开始安培力F 最小,有sin α=F mg ,所以此过程中磁感应强度B 的最小值为mg sin αIL,C 对;最后安培力最大,有F =mg ,即此过程中磁感应强度B 的最大值为mgIL,D 错.答案:AC8. (2017届江西新余四中第二次模拟)如图所示,两平行导轨ab 、cd 竖直放置在匀强磁场中,匀强磁场方向竖直向上,将一根金属棒PQ 放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触.现在金属棒PQ 中通以变化的电流I ,同时释放金属棒PQ 使其运动.已知电流I 随时间的变化关系为I =kt (k 为常数,k >0),金属棒与导轨间存在摩擦.则下面关于棒的速度v 、加速度a 随时间变化的关系图象中,可能正确的有( )解析:对金属棒受力分析:受竖直向下的重力mg 、垂直于导轨向里的安培力BIL 、垂直于导轨向外的弹力N 、竖直向上的摩擦力f .N =BIL =BL ·kt ①,mg -f =ma ②,f =μN ③,把①③代入②得:mg -μBL ·kt =ma ,加速度先向下减小,当mg =f 时,加速度为零,速度最大,然后加速度反向逐渐增大,速度逐渐减小最后速度为零,金属棒静止.所以A 、D 正确.答案:AD9. (2017届河南洛阳期末统考)如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨,左端通过开关S 与内阻不计、电动势为E 的电源相连,右端与半径为L =20 cm 的光滑圆弧导轨相接.导轨宽度为20 cm ,电阻不计.导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B =0.5 T .一根导体棒ab 垂直于导轨放置,质量m =60 g 、电阻R =1 Ω,用长也为20 cm 的绝缘细线悬挂,导体棒恰好与导轨接触.当闭合开关S 后,导体棒沿圆弧摆动,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态.导体棒ab 速度最大时,细线与竖直方向的夹角θ=53°(sin53°=0.8,g 取10 m/s 2),则( )A .磁场方向一定竖直向上B .电源的电动势E =8.0 VC .导体棒在摆动过程中所受安培力F =8 ND .导体棒摆动过程中的最大动能为0.08 J解析:导体棒ab 所受安培力向右,由左手定则可知磁场方向竖直向下,A 错误;细线与竖直方向的夹角为53°时,重力和安培力的合力沿半径方向,此时tan53°=BILmg,解得I =mg tan53°BL=8 A ,由欧姆定律得E =IR =8 V ,B 正确;安培力F =BIL =mg tan53°=0.8N ,C 错误;从初位置到转过53°的过程应用动能定理:FL sin53°-mgL (1-cos53°)=E km -0,解得最大动能E km =0.08 J ,D 正确.答案:BD 三、计算题10.(2017届陕西渭南教学质量检测)如图所示,电源电动势为3 V ,内阻不计,两个不计电阻的金属圆环表面光滑,竖直悬挂在等长的细线上,金属环面平行,相距1 m ,两环分别与电源正负极相连.现将一质量0.06 kg 、电阻1.5 Ω的导体棒轻放在环上,导体棒与环有良好电接触.两环之间有方向竖直向上、磁感应强度为0.4 T 的匀强磁场.当开关闭合后,导体棒上滑到某位置静止不动,试求在此位置上棒对每一个环的压力为多少?若已知环半径为0.5 m ,此位置与环底的高度差是多少?解析:棒受的安培力F =BIL , 棒中电流为I =E R ,代入数据解得F =BELR=0.8 N , 对棒受力分析如图所示(从右向左看),两环支持力的总和为2N =F 2+mg 2,代入数据解得N =0.5 N.由牛顿第三定律知,棒对每一个环的压力为0.5 N , 由图中几何关系有tan θ=F mg =0.80.6=43,得θ=53°, 棒距环底的高度为h =r (1-cos θ)=0.2 m. 答案:0.5 N 0.2 m。
2019届高考物理江苏专版一轮复习课时检测(二十七) 磁场的描述 磁场对电流的作用 Word版含解析
课时跟踪检测(二十七)磁场的描述磁场对电流的作用对点训练:磁感应强度、安培定则1.[多选](2015·全国卷Ⅱ)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解析:选BC指南针是一个小磁体,具有N、S两个磁极,因为地磁场的作用,指南针的N极指向地理的北极,选项A错误,选项B正确。
因为指南针本身是一个小磁体,所以会对附近的铁块产生力的作用,同时指南针也会受到反作用力,所以会受铁块干扰,选项C正确。
在地磁场中,指南针南北指向,当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时,通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向,所以会使指南针偏转,选项D错误。
2.[多选](2018·常熟模拟)磁场中某区域的磁感线如图所示,下列说法中正确的是()A.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B a>B bC.一通电直导线分别放在a、b两处,所受的安培力大小一定有F a<F bD.一通电直导线分别放在a、b两处,所受的安培力大小可能有F a>F b解析:选AD磁感线越密,磁场越强,故A正确,B错误;通电导线放在a、b两处,但没有说明导线的方向与磁场的方向的关系,其所受安培力的大小关系不确定,故C错误,D正确。
3.电视机显像管的偏转线圈示意图如图所示,某时刻电流方向如图所示。
则环心O处的磁场方向()A.向下B.向上C.垂直纸面向里D.垂直纸面向外解析:选A对于左右两个螺线管,由安培定则可以判断出上方均为磁场北极,下方均为磁场南极,所以环心O处的磁场方向向下,即A选项正确。
4.[多选](2016·海南高考)如图(a)所示,扬声器中有一线圈处于磁场中,当音频电流信号通过线圈时,线圈带动纸盆振动,发出声音。
高考物理复习高三一轮复习:课时跟踪检测29磁场的描述、磁场对电流的作用
高考物理复习课时跟踪检测(二十九) 磁场的描述、磁场对电流的作用高考常考题型:选择题+计算题1.(2013·宝鸡模拟)19世纪法国学者安培提出了著名的分子电流假说。
他认为,在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子的绕核运动形成的),分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。
图2中将分子电流(图1中箭头表示电图1子运动方向)等效为小磁体的图示中正确的是( )图22.在等边三角形的三个顶点a、b、c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3所示。
过c点的导线所受安培力的方向( )A.与ab边平行,竖直向上B.与ab边平行,竖直向下图3C.与ab边垂直,指向左边D.与ab边垂直,指向右边3.将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来,在其附近放一块条形磁铁,磁铁的轴线与圆环在同一个平面内,且通过圆环中心,如图4所示,当圆环中通以顺时针方向的电流时,从上往下看( )A.圆环顺时针转动,靠近磁铁B.圆环顺时针转动,远离磁铁图4C.圆环逆时针转动,靠近磁铁D.圆环逆时针转动,远离磁铁4. (2012·江西省重点中学联考)如图5所示,一个半径为R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交,环上各点的磁感应强度B 大小相等,方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)。
若导线环上载有如图所示的恒定电流I ,则下列说法正确的是( )A .导电圆环有收缩的趋势 图5B .导电圆环所受安培力方向竖直向上C .导电圆环所受安培力的大小为2BIRD .导电圆环所受安培力的大小为2πBIR sin θ5.(2012·晋江联考)如图6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 的匀强磁场中,弹簧伸长x ,棒处于静止状态。
2019高考物理一轮复习课时跟踪检测:(三十一) 磁场的描述 磁场对电流的作用(普通高中) Word版含解析
课时跟踪检测(三十一) 磁场的描述 磁场对电流的作用(一)普通高中适用作业[A 级——基础小题练熟练快]★1.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A 磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小,安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、I 、L 和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关,故C 、D 错误;由a 、b 两处磁感线的疏密程度可判断出B a >B b ,所以A 正确,B 错误。
★2.(2018·温州模拟)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 解析:选B 根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,故A 错误,B 正确;磁场与电流不垂直时,安培力的大小为F =BIL sin θ,则安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角有关,故C 错误;将直导线在垂直于磁场的方向的平面内从中点折成直角,安培力的大小变为原来的22,故D 错误。
3.(2018·济宁模拟)图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示。
一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是()A.向上B.向下C.向左D.向右解析:选B带电粒子在磁场中受洛伦兹力,磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场,根据安培定则,a在O点产生的磁场方向为水平向左,b在O点产生的磁场方向为竖直向上,c在O点产生的磁场方向为水平向左,d在O点产生的磁场方向竖直向下,所以合磁场方向水平向左。
精选推荐2019届高考物理一轮复习 课时作业43 磁场及其对电流的作用
课时作业(四十三) 磁场及其对电流的作用[基础训练]1.(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处受到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,B a<B bD.a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a>B b答案:C 解析:a处的磁感线比b处稀疏,则a点的磁感应强度比b点的小,所以B a<B b,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.2.(2018·江苏模拟)如图所示,A、B两点是通电导线左右两侧的点,这两点处磁感应强度的方向( )A.均垂直于纸面向里B.均垂直于纸面向外C.A点垂直于纸面向里,B点垂直于纸面向外D.A点垂直于纸面向外,B点垂直于纸面向里答案:D 解析:利用安培定则可以判断出通电直导线周围的磁感线分布情况,题图中电流方向向上,则导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里,左侧的磁场方向垂直于纸面向外,即A点垂直于纸面向外,B点垂直于纸面向里,故D正确,A、B、C错误.3.(2018·天津和平区期末)如图所示,在倾角为α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.当导体棒中的电流I 垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,可加平行于纸面的匀强磁场,下列有关磁场的描述中正确的是( )A .若磁场方向竖直向上,则B =mg tan αILB .若磁场方向平行斜面向上,则B =mg sin αIL C .若磁场方向垂直斜面向下,则B =mg sin αIL D .若磁场方向垂直斜面向上,则B =mg cos αIL答案:A 解析:若磁场方向竖直向上,导体棒受力如图,F =mg tan α,所以B =mg tan αIL ,选项A 正确;B 、C 项中导体棒不能静止,选项B 、C 错误;若磁场垂直斜面向上,则B =mg sin αIL,选项D 错误.4.(2018·浙江杭州模拟)在两个倾角均为α的光滑斜面上,放有两个相同的金属棒,图甲中通有电流I 1,图乙中通有电流I 2,磁场的磁感应强度大小相同,方向如图所示,两金属棒均处于平衡状态.两种情况下的电流的比值为( )A .sin α B.1sin α C .cos α D.1cos α答案:D 解析:以题图甲中导体棒为研究对象,受力分析如图甲所示,由平衡条件知,F 甲=mg tan α,又因F 甲=BI 1L ,所以I 1=mg tan αBL.以题图乙中导体棒为研究对象,受力分析如图乙所示,解得F 乙=mg sin α,又因F 乙=BI 2L ,故I 2=mg sin αBL ,所以I 1I 2=1cos α,选项D 正确.5.(2018·四川成都一诊)如图所示为水平放置的两根等高固定长直导线的截面图,O 点是两导线间距离的中点,a 、b 是过O 点的竖直线上与O 点距离相等的两点,两导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流.下列说法正确的是( )A .两导线之间存在相互吸引的安培力B .O 点的磁感应强度为零C .O 点的磁感应强度方向竖直向下D .a 、b 两点的磁感应强度大小相等、方向相反答案:C 解析:同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,A 错误;两个电流在O 点的磁感应强度方向都是竖直向下,不为0,B 错误,C 正确;a 、b 两点磁感应强度大小相等、方向相同,D 错误.6.(2018·福建漳州八校第一次联考)如图所示,两平行光滑金属导轨CD 、EF 间距为L ,与电动势为E 0的电源相连,质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面成θ角,回路其余电阻不计.为使ab 棒静止,需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为( )A.mgRE 0L,水平向右 B.mgR cos θE 0L ,垂直于回路平面向上 C.mgR tan θE 0L,竖直向下 D.mgR sin θE 0L,垂直于回路平面向下答案:D 解析:对金属棒受力分析,受重力、支持力和安培力,如图所示.从图可以看出,当安培力沿斜面向上时最小,故安培力的最小值为F A =mg sin θ,故磁感应强度的最小值为B =F A IL =mg sin θIL ,根据欧姆定律,有E 0=IR ,故B =mgR sin θE 0L,故选D.7.(2018·陕西西工大附中月考)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B 1.若将M 处长直导线移至P 处,则O 点的磁感应强度大小为B 2,那么B 2与B 1之比为()A.3∶1B.3∶2 C .1∶1 D .1∶2答案:B 解析:如图甲所示,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大小都为B 12.当M 处长直导线移到P 处时,两直导线在圆心O 处产生的磁感应强度也为B 12,作平行四边形,由图乙中的几何关系,可得cos 30°=B 22B 12=B 2B 1=32,故B 正确.[能力提升]8.(2018·四川泸州二诊)如图所示,三根长为L的通电导线在空间构成以A为顶点的等腰直角三角形,A、B中电流的方向垂直于纸面向里,C中电流的方向垂直于纸面向外.其中B、C电流大小为I,在A处产生的磁感应强度大小均为B0,导线A通过的电流大小为2 I,则导线A受到的安培力是( )A.2B0IL,水平向左B.2B0IL,竖直向上C.22B0IL,水平向右D.0答案:B 解析:B、C两通电导线在A处产生的合磁场的磁感应强度为B=2B0,方向水平向左,再由左手定则可知,导线A受到的安培力的方向竖直向上,大小为F=B·2I·L =2B0IL,B正确.9.(2018·天津五校联考)如图所示,A、B、C是等边三角形的三个顶点,O是A、B连线的中点.以O为坐标原点,A、B连线为x轴,O、C连线为y轴,建立坐标系.过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等、方向垂直于纸面向里的电流.则过O点的通电直导线所受安培力的方向为( )A .沿y 轴正方向B .沿y 轴负方向C .沿x 轴正方向D .沿x 轴负方向答案:A 解析:根据安培定则,A 、B 处导线在O 点产生的磁场方向相反,又因为二者电流大小相同,到O 点的距离相等,所以A 、B 处导线在O 点处产生的合磁感应强度为零,O 点处磁场方向由C 处导线决定,沿x 轴负方向,再由左手定则可知,过O 点的通电直导线所受安培力的方向沿y 轴正方向,A 正确.10.(多选)如图所示,质量为m 、长为L 的导体棒MN 电阻为R ,初始时刻静止于光滑的水平轨道上,电源电动势为E ,内阻不计.匀强磁场的磁感应强度为B ,其方向与轨道平面成θ角斜向上方,开关闭合后导体棒开始运动,则( )A .导体棒向左运动B .开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL RC .开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL sin θRD .开关闭合瞬间导体棒MN 的加速度为BEL sin θmR答案:BD 解析:磁场方向与导体棒垂直,导体棒所受安培力F =BIL =BELR,方向为垂直于磁场方向与导线方向所确定的平面斜向下,且有水平向右的分量,导体棒将向右运动,A 、C 错误,B 正确;导体棒所受的合力F 合=F cos (90°-θ)=F sin θ,由a =F 合m得a =BEL sin θmR,D 正确. 11.(2018·山东济南联考)如图所示,长度L =25 cm 、电阻R 1=3 Ω的金属滑杆ab 的中点连着一劲度系数k =50 N/m 的轻质弹簧(弹簧另一端固定,与滑杆垂直且在同一水平面内),垂直地放置在两根电阻不计、互相平行、宽度为25 cm 的光滑导轨上,有一匀强磁场垂直导轨平面,磁场方向如图所示,电源的电动势E =12 V ,内阻r =1 Ω,定值电阻R 2=2 Ω,闭合开关S ,稳定后弹簧伸长Δx =4 cm ,求:(1)稳定后滑杆ab 所受安培力的大小F ; (2)匀强磁场的磁感应强度的大小B . 答案:(1)2 N (2)4 T解析:(1)稳定时弹簧弹力大小为F 弹=k Δx ,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 =E R 1+R 2+r =123+2+1A =2 A ,又F =BIL , 解得B =F IL =22×0.25T =4 T.12.如图所示,水平导轨间距L =0.5 m ,导轨电阻忽略不计;导体棒ab 的质量m =1 kg ,电阻R 0=0.9 Ω,与导轨接触良好;电源电动势E =10 V ,内阻r =0.1 Ω,电阻R =4 Ω;外加匀强磁场的磁感应强度B =5 T ,方向垂直于ab ,与导轨平面成夹角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,线对ab 的拉力沿水平方向,重力加速度g =10 m/s 2,ab 处于静止状态。
2019届高考物理(人教版)第一轮复习课时作业x3181磁场的描述及磁场对电流的作用
第八章磁场第 1 课时磁场的描述及磁场对电流的作用基本技能练1.(2014 ·临沂模拟 )如图 1 所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环沿顺时针方向转动时, a、b、c 三枚小磁针都要发生转动,以下说法正确的是()图 1A .a、b、c 的 N 极都向纸里转B.b 的 N 极向纸外转,而a、c 的 N 极向纸里转C.b、c 的 N 极都向纸里转,而 a 的 N 极向纸外转D.b 的 N 极向纸里转,而 a、c 的 N 极向纸外转解析由于圆环带负电荷,故当圆环沿顺时针方向转动时,等效电流的方向为逆时针,由安培定则可判断环内磁场方向垂直纸面向外,环外磁场方向垂直纸面向内,磁场中某点的磁场方向即是放在该点的小磁针静止时N 极的指向,所以 b 的N 极向纸外转,a、c 的N 极向纸里转。
答案B2. 在磁场中某区域的磁感线如图 2 所示,则()图 2A .a、b 两处的磁感应强度的大小不等,且B a>B bB.a、b 两处的磁感应强度的大小相等C.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 处受力小解析磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小,安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、 I、L 和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关,故 C、D 错误;由 a、 b 两处磁感线的疏密程度可判断出 B a>b,所以A 正确,B错B误。
答案 A3.如图 3 所示,固定不动的绝缘直导线 mn 和可以自由移动的矩形线框abcd 位于同一平面内, mn 与 ad、bc 边平行且离 ad 边较近。
当导线 mn 中通以方向向上的电流,线框中通以顺时针方向的电流时,线框的运动情况是()A .向左运动C.以 mn 为轴转动图 3 B.向右运动D.静止不动解析以 mn 为研究对象,线框内磁场方向垂直纸面向里,由左手定则知导线mn 受到向左的安培力,由牛顿第三定律可知线框受到向右的作用力,故线框向右运动,选项 B 正确。
高三物理一轮复习课时跟踪检测(二十八)第九章磁场的描述磁场对电流的作用Word含解析
课时追踪检测(二十八)磁场的描绘磁场对电流的作用[A 级——基础小题练娴熟快]1.(2019 安·徽江南十校联考)中国宋朝科学家沈括在公元1086 年写的《梦溪笔谈》中最早记录了“方家(术士 )以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”。
进一步研究表示,地球四周地磁场的磁感线散布如下图,联合上述资料,以下说法正确的选项是( )A.在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫北极,指北的磁极叫南极B.对垂直射向地球表面宇宙射线中的高能带电粒子,在南、北极所受阻拦作用最弱,赤道邻近最强C.形成地磁场的原由可能是带正电的地球自转惹起的D.因为地磁场的影响,在奥斯特发现电流磁效应的实验中,通电导线应相对水平川面竖直搁置分析:选 B地球内部存在磁场,地磁南极在地理北极邻近,因此在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫南极,指北的磁极叫北极,选项 A 错误;在地球的南北极地磁场的方向几乎与地面垂直,对垂直射向地球表面宇宙射线中的高能带电粒子,在南、北极所受阻拦作用最弱,赤道邻近的磁场方向与地面平行,则高能粒子所受的磁场力最大,选项 B 正确;地球自转方向自西向东,地球的南极是地磁场的北极,由安培定章判断可能地球是带负电的,选项 C 错误;在奥斯特发现电流磁效应的实验中,若通电导线相对水平川面竖直搁置,地磁场方向与导线电流的方向垂直,则依据安培定章可知,地磁场对实验的影响较大,故在进行奥斯特实验时,通电导线南北搁置时实验现象最显然,选项 D 错误。
2. (多项选择 )如下图,对于磁铁、电流间的相互作用,以下说法正确的选项是( )A.甲图中,电流不产生磁场,电流对小磁针力的作用是经过小磁针的磁场发生的B.乙图中,磁铁对通电导线的力的作用是经过磁铁的磁场发生的C.丙图中电流间的相互作用是经过电流的磁场发生的D.丙图中电流间的相互作用是经过电荷的电场发生的分析:选 BC甲图中,电流对小磁针力的作用是经过电流的磁场发生的;乙图中,磁铁对通电导线力的作用是经过磁铁的磁场发生的;丙图中,电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的。
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课时跟踪检测(三十一)磁场的描述磁场对电流的作用[A级——基础小题练熟练快]★1.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A 磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小,安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、I、L和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关,故C、D错误;由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出B a>B b,所以A正确,B错误。
★2.(2018·温州模拟)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解析:选B 根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,故A错误,B正确;磁场与电流不垂直时,安培力的大小为F=BIL sin θ,则安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角有关,故C错误;将直导线在垂直于磁场的方向的平面内从中点折成直角,安培力的大小变为原来的22,故D错误。
3.(2018·济宁模拟)图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示。
一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是( )A.向上B.向下C.向左D.向右解析:选B 带电粒子在磁场中受洛伦兹力,磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场,根据安培定则,a在O点产生的磁场方向为水平向左,b在O点产生的磁场方向为竖直向上,c在O点产生的磁场方向为水平向左,d在O点产生的磁场方向竖直向下,所以合磁场方向水平向左。
根据左手定则,带正电粒子在合磁场中所受洛伦兹力方向向下,故B正确。
4.[多选](2018·广州模拟)在同一平面内有①、②、③三根等间距平行放置的长直导线,通入的电流强度分别为1 A、2 A、1 A,②的电流方向为c→d且受到安培力的合力方向水平向右,则( )A.①的电流方向为a→bB.③的电流方向为e→fC.①受到安培力的合力方向水平向左D.③受到安培力的合力方向水平向左解析:选BCD 根据“同向电流相互吸引,异向电流相互排斥”,因②的电流方向为c→d 且受到安培力的合力方向水平向右,可知①的电流方向为b→a,③的电流方向为e→f,选项A错误,B正确;①受到②③的排斥力,故安培力的合力方向水平向左,选项C正确;③受到②的吸引力和①的排斥力,因②的吸引力大于①的排斥力,故③受到安培力的合力方向水平向左,选项D正确。
★5.如图所示,用绝缘细线悬挂一个导线框,导线框是由两同心半圆弧导线和两直导线ab、cd(ab、cd在同一条水平直线上)连接而成的闭合回路,导线框中通有图示方向的电流,处于静止状态。
在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P。
当P中通以方向向外的电流时( ) A.导线框将向左摆动B.导线框将向右摆动C.从上往下看,导线框将顺时针转动D.从上往下看,导线框将逆时针转动解析:选D 当P中通以方向向外的电流时,由安培定则可知长直导线P产生的磁场方向为逆时针方向。
由左手定则可判断出ab所受的安培力方向垂直纸面向外,cd所受的安培力方向垂直纸面向里,故从上往下看,导线框将逆时针转动,D正确。
6.(2018·郑州模拟)如图所示,两根无限长导线均通以恒定电流I,两根导线的直线部分和坐标轴非常接近,弯曲部分是以坐标原点O为圆心的、半径相同的一段圆弧,规定垂直于纸面向里的方向为磁感应强度的正方向,已知直线部分在原点O处不形成磁场,此时两根导线在坐标原点处的磁感应强度为B,下列四个选项中均有四根同样的、通以恒定电流I的无限长导线,O处磁感应强度也为B的是( )解析:选A 由磁场的叠加可知A 图中四根导线在O 处的合磁感应强度为B ;B 图中四根导线在O 处的合磁感应强度为2B ;C 图中,O 处的合磁感应强度大小为-2B ;D 图中,O 处的合磁感应强度为-B 。
7.(2018·烟台模拟)在地球赤道上进行实验时,用磁传感器测得赤道上P 点地磁场磁感应强度大小为B 0。
将一条形磁铁固定在P点附近的水平面上,让N 极指向正北方向,如图所示,此时用磁传感器测得P 点的磁感应强度大小为B 1;现将条形磁铁以P 点为轴旋转90°,使其N 极指向正东方向,此时用磁传感器测得P 点的磁感应强度的大小应为(可认为地磁南、北极与地理北、南极重合)( )A .B 1-B 0B .B 1+B 0 C.B 02+B 12 D.2B 02+B 12-2B 0B 1 解析:选D 设条形磁铁在P 点处产生的磁感应强度为B ′,当N 极指向正北方时,B 1=B 0+B ′,解得B ′=B 1-B 0,当N 极指向正东方时,P 点的磁感应强度B =B 02+B ′2=B 02+B 1-B 02=2B 02+B 12-2B 0B 1,D 正确。
[B 级——中档题目练通抓牢]★8.(2018·福建漳州八校联考)如图所示,两平行光滑金属导轨CD 、EF 间距为L ,与电动势为E 0的电源相连,质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面成θ角,回路其余电阻不计。
为使ab 棒静止,需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为( )A.mgR E 0L ,水平向右 B.mgR cos θE 0L ,垂直于回路平面向上 C.mgR tan θE 0L ,竖直向下 D.mgR sin θE 0L,垂直于回路平面向下解析:选D 对金属棒受力分析,受重力、支持力和安培力,如图所示;从图可以看出,当安培力沿斜面向上时,安培力最小,故安培力的最小值为:F A =mg sin θ,故磁感应强度的最小值为B =F A IL =mg sin θIL ,根据欧姆定律,有E 0=IR ,故B =mgR sin θE 0L,故D 正确。
9.[多选](2018·肇庆模拟)如图甲所示,电流恒定的通电直导线MN ,垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上,电流方向由M指向N,在两轨间存在着竖直磁场,取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向,当t=0时导线恰好静止,若B按如图乙所示的余弦规律变化,下列说法正确的是( )A.在最初的一个周期内,导线在导轨上往复运动B.在最初的一个周期内,导线一直向左运动C.在最初的半个周期内,导线的加速度先增大后减小D.在最初的半个周期内,导线的速度先增大后减小解析:选AD 当t=0时,由左手定则可知,MN受到向右的作用力,根据F安=BLI,由于B最大,故此时的安培力最大,则MN的加速度最大,随着时间的延长,磁感应强度B减小,故加速度减小,而MN的速度在增大,当B=0时,加速度为0,速度最大,当B反向时,安培力也会反向,则加速度也反向,MN做减速运动,到半个周期时,MN减速到0,此时的加速度反向最大,然后MN再反向运动,到一个周期时MN又回到原出发的位置,故在最初的一个周期内,导线在导轨上往复运动,选项A正确,B错误;在最初的半个周期内,导线的加速度先减小后增大,而其速度则是先增大后减小,故选项C错误,D正确。
10.[多选](2018·河北定州中学模拟)如图所示,在两磁极之间放一培养皿,磁感线垂直培养皿,皿内侧壁有环状电极A,中心有电极K,皿内装有电解液,若不考虑电解液和培养皿之间的阻力,当通以如图所示电流时,则( )A.电解液将顺时针旋转流动B.电解液静止不动C.若将滑动变阻器的滑片向左移动,则电解液旋转流动将变慢D.若将磁场的方向和电流的方向均变为和原来相反,则电解液转动方向不变解析:选AD 电解液中当通以如题图所示电流时,将电解液看成无数个幅条状导体组成,每根导体中电流从环边缘流向K,由左手定则判断可知,电解液所受的安培力方向沿顺时针,因此电解液将顺时针旋转流动,故A正确,B错误;若将滑动变阻器的滑片向左移动,其有效电阻减小,电路中电流增大,由F=BIL知,电解液所受的安培力增大,则电解液旋转流动将变快,故C错误;若将磁场的方向和电流的方向均变为和原来相反,由左手定则可知安培力方向不变,则电解液转动方向不变,故D正确。
★11.(2018·南昌十所省重点中学联考)如图所示,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝,线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5 g 的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平,在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁中轴线OO ′垂直于线圈平面且通过其圆心O ,测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T ,方向与竖直线成30°角,要使三条细线上的张力为零,线圈中通过的电流至少为( )A. 0.1 AB. 0.2 AC. 0.05 AD. 0.01 A解析:选A 设线圈的半径为r ,则线圈的质量m =2n πr ×2.5×10-3 kg ,磁场的水平分量为B sin 30°,线圈受到的安培力为:F =B sin 30°×I ×2n πr ,由于线圈所受向上的安培力等于线圈的重力,则2n πr ×2.5×10-3×10=B sin 30°×I ×2n πr ,解得:I =0.1 A ,选项A 正确。
12.(2018·淮北模拟)利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度B 的大小。
用绝缘轻质丝线把底部长为L 、电阻为R 、质量为m的“U”形线框固定在力敏传感器的挂钩上,并用轻质导线连接线框与电源,导线的电阻忽略不计。
当有拉力F 作用于力敏传感器的挂钩上时,拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力。
当线框接入恒定电压为E 1时,拉力显示器的示数为F 1;接入恒定电压为E 2时(电流方向与电压为E 1时相反),拉力显示器的示数为F 2。
已知 F 1>F 2,则磁感应强度B 的大小为( )A .B =R F 1-F 2L E1-E 2 B .B =R F 1-F 2L E 1+E 2C .B =R F 1+F 2L E1-E 2 D .B =R F 1+F 2L E 1+E 2解析:选B 当线框接入恒定电压为E 1时,拉力显示器的示数为F 1,则F 1=mg +B E 1R L; 接入恒定电压为E 2时(电流方向与电压为E 1时相反),拉力显示器的示数为F 2,则F 2=mg -B E 2RL ;联立解得B =R F 1-F 2L E 1+E 2,选项B 正确。