【精选】高考物理一轮复习专题10.1磁场及其对电流的作用精讲深剖

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2018版高考物理一轮总复习课件:10-1磁场的描述 磁场对电流的作用 精品

2018版高考物理一轮总复习课件:10-1磁场的描述 磁场对电流的作用 精品

1.高考对本章知识常以选择题和计算题两
种形式出现.选择题,一般考查对磁感应 1.在复习本章时要重视对基本概念、
强度、磁感线、安培力和洛伦兹力这些概 基本规律的理解掌握,特别要熟
念的理解,以及安培定则和左手定则的运 悉典型磁场的磁感线空间分布和
用;计算题,主要考查安培力大小的计算, 安培定则、左手定则的运用.通
答案:
三、安培力的大小和方向 1.安培力的大小(匀强磁场) F= BILsinθ ,θ为磁感应强度与电流方向的夹角. (1)当磁场与电流 垂直 时,安培力最大,Fmax=BIL. (2)当磁场与电流 平行 时,安培力为零. 2.安培力的方向——左手定则 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. 注意:F⊥B且F⊥I,但I与B方向可成任意夹角.
在近代物理实验中有重大意义,因此考题 起复习.提高学生的空间想象能
还可能以科学技术的具体问题为背景,考 力和利用数学知识处理物理问题
查学生运用知识解决实际问题的能力和建 的能力.
模能力.
[磁场知识体系]
第1节 磁场的描述 磁场对电流的作用


抓知识点 1
导 航
抓重难点 2
3 抓易错点
4 课时跟踪检测
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
跟踪训练 2 如图所示,在直角三角形ABC的A点和B点分别固定一垂直

高考物理第一轮总复习-磁场对电流的作用课件

高考物理第一轮总复习-磁场对电流的作用课件

温故自查
1.安培力的方向
(1)安培力: 通电导线在磁场中受的力.实验表明安培
力的方向与 磁场方、向
电流都方有向关系.
(2)左手定则: 伸开左手,让拇指与其余四指,垂并直且都
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.
(3)两平行的通电直导线,同向电流互相 吸引 ,异
1.定义: 磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,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 的磁感应强度,用B表示,即B=F/IL.
磁感应强度的单位由F、I和L的单位决定,在国际单 位中,B的单位是特斯拉,简称特,国际符号是T.1T= 1N/(A·m).
2.通电螺线管内部的磁场是匀强磁场,且由S极指 向N极.
温故自查 1.磁感应强度 (1)物理意义: 表示磁场强弱的物理量. (2)定义: 在磁场中垂直磁场方向的通电导线,受到的 安培力跟电流和导线长度的乘积的比值. (3)表达式:
(4)矢量性: 方向为该点的磁场方向,即通过该点的磁 感线的切线方向.
A.a点
B.b点
C.c点
D.d点
[解析] I1和I2的磁场方向分别为逆时针和顺时针方
向,那么c、d两点的磁场方向不可能相反,由c、d两点的
磁感应强度不可能为零,故C.D错误.当I1大于I2时,b点
的磁感应强度可能为零;当I1小于I2时,a点的磁感应强
度可能为零,选项A、B正确.
[答案] AB
命题规律 根据通电导体或磁体所受的安培力,判
注意: 1.在应用安培(右手螺旋)定则判定直线电流和 通电螺线管(环形电流可视为单匝螺线管)的磁场方向时, 应注意分清“因”和“果”: 在判定直线电流的磁场方向 时,大拇指指向“原因——电流方向”,四指指向“结 果——磁场绕向”,大拇指指向“结果——螺线管内部沿 中心轴线的磁感线方向,即指向螺线管的N极”.

高考物理复习第轮课件磁场磁场对电流的作用

高考物理复习第轮课件磁场磁场对电流的作用
21
四、磁场对电流的作用力 1.安培力的大小:F=BIL·sinα (1)IL和B可成任意夹角,但导体所受的磁场力F的方向永
远与IL和B的方向垂直. (2)当IL与B平行时,即α=0°或α=180°,这时F=0,不受磁
场力;当IL与B垂直时,α=90°,这时F=BIL,所受磁 场力最大.
22
2.安培力的方向:由左手定那么判定,伸开左手,使大 拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平 面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心, 并使伸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.
B.磁铁对桌面的A压力增大
C.磁铁对桌面的压力不变 D.以上说法都不可能
图11-1-2 25
通电导线置于条形磁铁上方使通电导线置于磁场中 如以下图(a)所示,由左手定那么判断通电导线受到向 下的安培力作用,同时由牛顿第三定律可知,力的作用 是相互的,磁铁对通电导线有向下作用的同时,通电导 线对磁铁有反作用力,作用在磁铁上,方向向上,如以 下图(b).对磁铁做受力分析,由于磁铁始终静止,无通 电导线时,N=mg,有通电导线后N+F′=mg,N=mgF′,磁铁对桌面压力减小.
D 图11-1-13
41
A.不变
B.一直增大
C.一直减小
D.先变小后变大
y:N+F安sinθ=mg ①
x:f=F安cosθ

F安=BIL

f=μN

由①到④得
B
mgL
ta n 即φ>14,5°
21sin()I
因为θ从45°减小到0,所以B先变小后变大.
42
The End
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期待您的指正!

2022年高考物理一轮复习(新高考版2(粤冀渝湘)适用) 第10章 第1讲 磁场及其对电流的作用

2022年高考物理一轮复习(新高考版2(粤冀渝湘)适用) 第10章 第1讲 磁场及其对电流的作用

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.
跟进训练
2.(通电导线的有效长度)(八省联考·湖南·5)如图11,力传感器固定在天花板上,
边长为L的正方形匀质导线框abcd用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器
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
A.2F
√B.1.5F
C.0.5F
D.0
图9
解析 设三角形边长为 l,通过导体棒 MN 的电流大小为 I,则根据并联电
路的规律可知通过导体棒 ML 和 LN 的电流大小为2I,如图所示,依题意有 F=BlI,则导体棒 ML 和 LN 所受安培力的合力大小为 F1=12BlI=12F,方 向与 F 的方向相同,所以线框 LMN 受到的安培力大小为 F+F1=1.5F, 选项 B 正确.
(2)滑动变阻器接入电路中的阻值范围. 答案 0≤R≤30 Ω
解析 因磁场与金属棒垂直,所以金属棒受到的安培力为 F=BIL,因此
动势为E=12 V,内阻r=1.0 Ω,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑动
变阻器的阻值符合要求,其他电阻不计,取g=10 m/s2,
sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.现要保持金属棒在导轨上静
止不动,求:
图14
(1)金属棒所受安培力大小的取值范围;
答案
8 11
N≤F≤8 N
解析 当金属棒刚好达到向上运动的临界状态时,金属棒受到的摩擦力 为最大静摩擦力,方向平行斜面向下,对金属棒受力分析,如图甲所示,

高考物理一轮总复习第10章磁场第1节磁场的描述磁吃电流的作用课件

高考物理一轮总复习第10章磁场第1节磁场的描述磁吃电流的作用课件


B=k (式中k为常数,I为电流的大小,r为该点距导线的距离)。现有垂直于
纸面放置的三根通电直导线分别位于a、b、c处,其中三点间的距离之比
为ab∶bc∶ca=5∶3∶4。已知a、b处导线在c处产生的磁感应强度方向平
行于a、b的连线。设a、b处导线通入的电流之比为n,则(
16
A.a、b 处的电流同向,n= 9
形的顶点上,O为正六边形的中心,A点、B点分别为Oa、Od的中点。已知
通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比,与到导线的距
离成反比。6条输电导线中通有垂直于纸面向外、大小相等的电流,其中a
导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F,则( C )
A.A点和B点的磁感应强度相同
B.其中b导线所受安培力大小为F
√3
F'= 3 F,e
导线对

b 导线的安培力大小为2 ,则根据平行四边形定则对矢量进行合成可得,b 导线
所受安培力大小为 Fb=2Fsin
√3
30°+2× sin
3

60°+ ,解得
2
5
Fb= ,故
2
B 错误。
根据安培定则可得,a、
d 两条导线在 O 点的磁感应强度大小相等、
方向相反;b、
e 两条导线在 O 点的磁感应强度大小相等、方向相反,故 a、b、c、d、e 五
BIL

(2)磁场和电流平行时:F=0。
2.安培力的方向
垂直于电流与磁场方向决定的平面
左手定则判断:
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。

高考物理一轮复习第九章磁场1磁场及其对电流的作用课件

高考物理一轮复习第九章磁场1磁场及其对电流的作用课件

2021/4/17
高考物理一轮复习第九章磁场1磁场及其对电流
21
的作用课件
复习课件
高考物理一轮复习第九章磁场1磁场及其对电流的作用课件
2021/4/17
高考物理一轮复习第九章磁场1磁场及其对电流的作用课件
1
第1讲 磁场及其对电流的作用
命题点一 安培定则和磁场的叠加 【要点·融会贯通】 1.三种电流的磁场及安培定则:
2.磁场叠加问题的一般解题思路: (1)确定磁场场源,如通电导线。 (2)定位空间中需求解磁场的点,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。
(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中的合磁场。
【典例·通法悟道】
【典例1】(2017·全国卷Ⅲ)如图,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
命题点二 导体与磁体间或电流间的相对运动问题 【要点·融会贯通】 1.判断导体运动情况的基本思路:判断通电导体在安培力作用下的运动或 运动趋势,首先明确导体所在位置的磁感线分布情况,然后利用左手定则 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.常用方法:
【典例·通法悟道】
命题点三 安培力及其作用下的力学综合问题 【要点·融会贯通】 1.分析导体在磁场中平衡和加速问题的思路: (1)确定要研究的导体。 (2)按照已知力→重力→安培力→弹力→摩擦力的顺序,对导体受力分析。 (3)分析导体的运动情况。 (4)根据平衡条件或牛顿第二定律列式求解。

高考物理一轮复习精讲精练 第10章 磁场 第一讲 磁场及其对电流的作用

高考物理一轮复习精讲精练 第10章 磁场 第一讲 磁场及其对电流的作用

第一讲 磁场及其对电流的作用➢ 知识梳理一、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:表征磁场的强弱和方向。

(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 极的指向。

(4)单位:特斯拉,符号为T 。

3.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。

二、磁感线和电流周围的磁场 1.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,在磁感线较密的地方磁场较强;在磁感线较疏的地方磁场较弱。

(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。

2.电流的磁场安培定则立体图横截面图纵截面图3.常见磁体的磁场4.匀强磁场:如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同,这个磁场叫作匀强磁场。

匀强磁场的磁感线用一些间隔相等的平行直线表示,如图所示。

5.地磁场(1)地磁场的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,磁感应强度相同,且方向水平向北。

三、磁场对通电导线的作用——安培力1.安培力的方向(1)用左手定则判断: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;让磁感线从掌心垂直进入,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)安培力方向的特点:F⊥B,F⊥I,即F垂直于B、I决定的平面。

(3)推论:两平行的通电直导线间的安培力——同向电流互相吸引,反向电流互相排斥。

2.安培力的大小F=IlB sinθ(其中θ为B与I之间的夹角)。

高考物理一轮复习重要题型名师精讲——磁场及磁场对电流的作用

高考物理一轮复习重要题型名师精讲——磁场及磁场对电流的作用

磁场及磁场对电流的作用1.图8-1-17如图8-1-17所示,一弓形线圈通以逆时针电流,在其圆弧的圆心处,垂直于纸面放一直导线,当直导线通有指向纸内的电流时,线圈将()A.a端向纸内,b端向纸外转动,且靠近导线B.a端向纸内,b端向纸外转动,且远离导线C.b端向纸内,a端向纸外转动,且靠近导线D.b端向纸内,a端向纸外转动,且远离导线答案:A2.图8-1-18(2009·全国Ⅰ,17)如图8-1-18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)ILB B.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)ILB D.方向沿纸面向下,大小为(2-1)ILB解析:将导线分为三段直导线,根据左手定则分别判断出安培力的大小,根据F=BIL计算出安培力的大小,再求合力.导线所受合力F=BIL+2BIL sin 45°=(2+1)ILB.答案:A3.图8-1-19光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,一根质量为m、电阻为R的导体棒ab,用长为l的绝缘细线悬挂,悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态,如图8-1-19所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场.当闭合开关S时,导体棒向右摆出,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ角,则() A.磁场方向一定竖直向上B.导体棒离开导轨前受到向左的安培力C.导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgl(1-cos θ)D.导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1-cos θ)解析:从题中知道导体棒ab向右摆动,说明导体棒ab受到向右的安培力作用,由左手安则可知磁场方向一定竖直向下,A、B两项错误;电源提供的电能转化成了两部分,一部分是电路中所产生的热,另一部分是导体棒的机械能,D项正确;最大高度时,导体棒重力势能的增加量等于mgl(1-cos θ),C项正确.答案:CD4.图8-1-20(2010·上海模拟)如图8-1-20所示,在竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直放置的平行导轨AB、CD,导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流,且电流强度与时间成正比,即I=k t,其中k为恒量.若金属棒与导轨始终垂直,则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中,正确的是()解析:当F f=μBIL=μBL k t<mg时,棒沿导轨向下加速;当F f=μBL k t>mg时,棒沿导轨向下减速;在棒停止运动前,所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为:F f=μBL k t;当棒停止运动时,摩擦力立即变为静摩擦力,大小为:F f=mg,故选项C正确.答案:C5.图8-1-21如图8-1-21所示为一电流表的原理示意图.质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合:当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度.(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作,MN的哪一端应与电源正极相接?(3)若k=2.0 N/m,ab=0.20 m,cb=0.050 m,B=0.20 T,此电流表的量程是多少?(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大2倍,磁感应强度应变为多大?解析:(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为Δx,则有mg=kΔx,①由①式得:Δx =mg k .②(2)为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN 的安培力必须向下,因此M 端应接正极.(3)设电流表满偏时通过MN 间电流强度为I m ,则有BI m ab +mg =k (d +Δx ),③ 联立②③并代入数据得I m =2.5 A .④(4)设量程扩大后,磁感应强度变为B ′,则有2B ′I m ab +mg =k (cb +Δx ).⑤由①⑤式得:B ′=k cb2I m ab .⑥代入数据得:B ′=0.10 T.答案:(1)mg k (2)M 端 (3)2.5 A (4)0.10 T1.(2010·广东六校联考)一段长0.2 m ,通过2.5 A 电流的直导线,关于在磁感应强度为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 N B .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B 平行 解析:当导线与磁场方向垂直放置时,F =BIL ,力最大,当导线与磁场方向平行放置时,F =0,当导线与磁场方向成任意其他角度放置时,0<F <BIL ,A 、D 两项不正确,C 项正确;磁感应强度是磁场本身的性质,与受力F 无关,B 不正确.答案:C 2.图8-1-22(2009·汕头模拟)首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培.如图8-1-22所示的装置,可以探究影响安培力大小的因素,实验中如果想增大导体棒AB摆动的幅度,可能的操作是()A.把磁铁的N极和S极换过来B.减小通过导体棒的电流强度IC.把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条D.更换磁性较小的磁铁解析:安培力的大小与磁场强弱成正比,与电流强度成正比,与导线的长度成正比,C正确.答案:C3.图8-1-23(2010·黄冈模拟)如图8-1-23所示,两根无限长的平行导线a和b水平放置,两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流,且I a>I b.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B 时;导线a恰好不再受安培力的作用.则与加磁场B以前相比较()A.b也恰好不再受安培力的作用B.b受的安培力小于原来安培力的2倍,方向竖直向上C.b受的安培力等于原来安培力的2倍,方向竖直向下D.b受的安培力小于原来安培力的大小,方向竖直向下解析:当a不受安培力时,I b产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零,此时判断所加磁场垂直纸面向外,因I a>I b,所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里,b受安培力向下,且比原来小.故选项D正确.答案:D4.图8-1-24如图8-1-24所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同,其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线电流方向垂直纸面向内.每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法中正确的是()A.导线a所受合力方向水平向右B.导线c所受合力方向水平向右C.导线c所受合力方向水平向左D.导线b所受合力方向水平向左解析:首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向,要注意是合磁场的方向,然后用左手定则判定导线的受力方向.可以确定B是正确的.答案:B5.图8-1-25一条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒,图8-1-25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.磁铁对桌面的压力减小B.磁铁对桌面的压力增大C.磁铁受到向右的摩擦力D.磁铁受到向左的摩擦力解析:如右图所示.对导体棒,通电后,由左手定则,导体棒受到斜向左下方的安培力,由牛顿第三定律可得,磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方,所以在通电的一瞬时,磁铁对桌面的压力减小,磁铁受到向左的摩擦力,因此A、D正确.答案:AD6.图8-1-26(2010·霸州模拟)如图8-1-26所示,abcd四边形闭合线框,a、b、c三点坐标分别为(0,L,0),(L,L,0),(L,0,0),整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中,通入电流I,方向如图所示,关于四边形的四条边所受到的安培力的大小,下列叙述中正确的是()A.ab边与bc边受到的安培力大小相等B.cd边受到的安培力最大C.cd边与ad边受到的安培力大小相等D.ad边不受安培力作用解析:根据左手定则,ab边受到的安培力大小为F ab=BIab,bc边平行于磁场方向受力为零,故A错;ad边受到安培力大小为F ad=BIOd,故B、D错;cd边受到的安培力大小为F ad=BIcd,故B正确.答案:B7.图8-1-27如图8-1-27所示,有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b,a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上,b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时,a恰能在斜面上保持静止,则b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是()A.方向向上B.大小为2mg 2LIC .要使a 仍能保持静止,而减小b 在a 处的磁感应强度,可使b 上移D .若使b 下移,a 将不能保持静止解析:由安培定则可知A 正确;由mg sin α=BLI cos α知B =mg sin αLI cos α,B 错误;若要使B 最小,应在垂直斜面向上的方向上,所以C 、D 正确.答案:B8.图8-1-28(2010·杭州质检)如图8-1-28所示,两根间距为d 的平行光滑金属导轨间接有电源E ,导轨平面与水平面间的夹角θ=30°.金属杆ab 垂直导轨放置,导轨与金属杆接触良好.整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中.当磁场方向垂直导轨平面向上时,金属杆ab 刚好处于静止状态.要使金属杆能沿导轨向上运动,可以采取的措施是( )A .增大磁感应强度BB .调节滑动变阻器使电流减小C .增大导轨平面与水平面间的夹角θD .将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变解析:对金属杆受力分析,沿导轨方向:BEd R -mg sin θ=0,若想让金属杆向上运动,则BEd R增大,A 项正确,B 项错误;若增大θ,则mg sin θ增大,C 项错误;若电流反向,则金属杆受到的安培力反向,D 项错误.答案:A图8-1-299.如图8-1-29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,导线在导轨上做往复运动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:由安培力的表达式F =BIL 结合图乙可知,安培力F 在一个周期内随磁感应强度B的变化而变化,在前14周期内,安培力F 方向不变,大小变小,加速度方向不变,大小变小,由于初速度为零,所以在水平方向上做变加速直线运动;在14周期到12周期内,磁场方向改变,安培力方向改变,加速度方向改变,速度减小,至12周期时速度减小到零,所以D 项正确;而后在12周期到34周期内,MN 反向加速,在一个周期结束时又回到原来的位置,即做往复运动,所以A 项正确.答案:AD10.图8-1-30电磁炮是利用磁场对电流的作用力,把电能转变成机械能,使炮弹发射出去的.如图8-1-30所示,把两根长为s ,互相平行的铜制轨道放在磁场中,轨道之间放有质量为m 的炮弹,炮弹架在长为l ,质量为M 的金属杆上,当有大的电流I 1通过轨道和炮弹时,炮弹与金属架在磁场力的作用下,获得速度v 1时刻的加速度为a ,当有大的电流I 2通过轨道和炮弹时,炮弹最终以最大速度v 2脱离金属架并离开轨道,设炮弹运动过程中受到的阻力与速度的平方成正比,求垂直于轨道平面的磁感应强度多大?解析:设运动中受总阻力F f =k v 2,炮弹与金属架在安培力和阻力合力作用下加速,根据牛顿第二定律,获得v 1速度时,BI 1l -k v 21=(M +m )a ①当炮弹速度最大时,有BI 2l =k v 22②解①②得垂直轨道的磁感应强度为:B=(M+m)a v22l(I1v22-I2v21).答案:(M+m)a v22l(I1v22-I2v21)11.图8-1-31如图8-1-31所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m,质量为6×10-2k g的通电直导线,电流强度I=1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T,方向竖直向上的磁场中.设t=0时,B=0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10 m/s2)解析:斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示.由平衡条件F T cos 37°=F①F T sin 37°=mg②由①②解得:F=mgtan 37°,代入数值得:F=0.8 N由F=BIL得:B=FIL=0.81×0.4T=2 T.B与t的变化关系为B=0.4 t.所以t=5 s. 答案:5 s12.第11页 共11页 图8-1-32水平面上有电阻不计的U 形导轨NMPQ ,它们之间的宽度为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且指向右斜上方,如图8-1-32所示,问:(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:从b 向a 看侧视图如图所示.(1)水平方向:F =F A sin θ①竖直方向:F N +F A cos θ=mg ②又 F A =BIL =B E RL ③ 联立①②③得:F N =mg -BLE cos θR ,F =BLE sin θR. (2)使ab 棒受支持力为零,且让磁场最小,可知安培力竖直向上.则有F A =mgB min =mgR EL,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)mgR EL方向水平向右。

2023届高考物理一轮复习课件:第十章 磁场 第一讲 磁场及其对电流的作用

2023届高考物理一轮复习课件:第十章 磁场 第一讲 磁场及其对电流的作用
F
A.磁感应强度 B 一定等于
IL
F
B.磁感应强度 B 可能大于或等于
IL
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
(BD)
3. 磁场中某区域的磁感线如图所示,则(
)
D
A.a点处没有磁感线,磁感应强度为零
B.a点处磁感应强度比b点处大
C.b点处的磁场方向和该点的切线方向垂直


×
异向电流相互排斥
∙ ×
I2
F
×
提能点(四)
导体运动情况的判定
方法1 等效法
(1)环形电流―→小磁针;
[例1]
(2)通电螺线管―→条形磁铁;
(3)通电线圈―→小磁针。
如图所示,在固定放置的条形磁铁S极附近悬挂一个金属线圈,
线圈与水平磁铁位于同一竖直平面内,当在线圈中通入沿图示方向流动的电
流时,将会看到
应强度大小都是 B ,则四根通电导线同时存在时 O 点的磁感应强度的大小
和方向为(
A)
A.2 2B ,方向向左
B.2 2 B ,方向向下
C.2 2B ,方向向右
D.2 2 B ,方向向上
3.磁感线:小磁针N级受力方向或静止时N级指向
①磁铁
②电流 (2)环形电流: 内外相反、内密外疏。


×
×
×

×
4IL
C.
2F 2-F 1
4IL
D.
2F 1-F 2
4IL
C
)
提能点(四)
导体运动情况的判定
方法1 等效法
(1)环形电流―→小磁针;
[例1]

高考物理一轮课件磁场及其对电流的作用

高考物理一轮课件磁场及其对电流的作用
磁场定义
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

高考物理一轮复习课件磁场及磁场对电流的作用
动生电动势是由于导体运动而产生的,而感生电动势是由 于磁场变化而产生的。两者产生的机理不同,但都遵循法 拉第电磁感应定律。
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

2018年高考物理一轮复习专题10.1磁场及其对电流的作用精讲深剖201711023129

2018年高考物理一轮复习专题10.1磁场及其对电流的作用精讲深剖201711023129

专题10.1 磁场及其对电流的作用(一)真题速递1.(2017全国Ⅰ,19)如图,三根相互平行的固定长直导线L、1L和2L两两等距,均通有3电流,L中电流方向与1L中的相同,与2L中的相反,下列说法正确的是3A.L所受磁场作用力的方向与1L、2L所在平面垂直3B.L所受磁场作用力的方向与3L、1L所在平面垂直2C.L、1L和2L单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:1:33D.L、1L和2L单位长度所受的磁场作用力大小之比为3:3:13【答案】BC再根据左手定则,那么L3所受磁场作用力的方向与L2、L1所在平面垂直,故B正确;由A选项分析,可知,L1、L3通电导线在L2处的合磁场大小与L2、L3通电导线在L1处的合磁场相等,设各自通电导线在其他两点的磁场大小为B,那么L1、L2和L3三处磁场之比为1:1:,故C正确,D错误;故选BC.【考点定位】电流磁效应安培力安培定则【名师点睛】先根据安培定则判断磁场的方向,再根据磁场的叠加得出直线电流处磁场的方向,再由左手定则判断安培力的方向,本题重点是对磁场方向的判断、大小的比较。

2.(2017新课标Ⅲ18)18.如图,在磁感应强度大小为B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时,纸面内与两导线距离为的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.B.33B C.233B D.2B【答案】C23B B2B2B,故C正确,A、B、D错误。

0103【名师点睛】本题重点在利用右手定则判断磁场的方向,同时注意磁场的叠加。

准备找出通电直导线在某个位置的磁感应强度的方向是关键和核心。

3.(2015·全国卷ⅠT24)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。

高考物理一轮复习课件磁场及其对电流的作用

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
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专题10.1 磁场及其对电流的作用(一)真题速递1.(2017全国Ⅰ,19)如图,三根相互平行的固定长直导线、和两两等距,均通有电流,中电流方向与中的相同,与中的相反,下列说法正确的是A .所受磁场作用力的方向与、所在平面垂直B .所受磁场作用力的方向与、所在平面垂直C .、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为D .、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为【答案】BC再根据左手定则,那么L 3所受磁场作用力的方向与L 2、L 1所在平面垂直,故B 正确;由A 选项分析,可知,L 1、L 3通电导线在L 2处的合磁场大小与L 2、L 3通电导线在L 1处的合磁场相等,设各自通电导线在其他两点的磁场大小为B,那么L1、L2和L3三处磁场之比为1:1:,故C 正确,D错误;故选BC.【考点定位】电流磁效应安培力安培定则【名师点睛】先根据安培定则判断磁场的方向,再根据磁场的叠加得出直线电流处磁场的方向,再由左手定则判断安培力的方向,本题重点是对磁场方向的判断、大小的比较。

2.(2017新课标Ⅲ 18)18.如图,在磁感应强度大小为的匀强磁场中,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时,纸面内与两导线距离为的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.B.C.D.【答案】C,故C正确,A、B、D错误。

【考点定位】磁场叠加、安培定则【名师点睛】本题重点在利用右手定则判断磁场的方向,同时注意磁场的叠加。

准备找出通电直导线在某个位置的磁感应强度的方向是关键和核心。

3.(2015·全国卷ⅠT24)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均为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。

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】4.(2014·全国卷ⅠT15)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】通电直导线在匀强磁场中所受安培力的方向由左手定则判断,安培力的大小由F=BIL sin θ计算.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.(二)考纲解读本讲有一个二级考点,三个一级考点,在高考中考试的频率很高,考题多以安培力为考点进行命题,其它知识点大多都和后面几讲结合命题。

(三)考点精讲考向一对磁场的理解1.磁感应强度是矢量,其方向与导线所受力的方向垂直;2.电流元必须垂直于磁场方向放置,公式B=FIL才成立;3.磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的,与通电导线受力的大小及方向都无关.【例1】(多选)下列说法正确的是( )A.磁场中某点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时,受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值B=FIL,即磁场中某点的磁感应强度B.通电导线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.磁感应强度B=FIL只是定义式,它的大小取决于场源及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D.磁场是客观存在的【答案】CD场强弱取决于场源及磁场中的位置,C正确;磁场与电场一样,都是客观存在的,D正确.阶梯练习1.(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】BC2.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4所示.结合上述材料,下列说法不正确的是( )图4A.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】地球为一巨大的磁体,地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近,两极并不重合;且地球内部也存在磁场,只有赤道上空磁场的方向才与地面平行;射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不会平行,一定受到地磁场力的作用,故只有C项说法不正确.考向二安培定则的应用及磁场的叠加磁场叠加问题的一般解题思路1.确定磁场场源,如通电导线.2.定位空间中需求解磁场的点,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5所示为M、N在c点产生的磁场.图53.应用平行四边形定则进行合成,如图中的合磁场.【例2】如图6所示,a、b两根垂直纸面的直导线通有等值的电流,两导线旁有一点P,P点到a、b距离相等,关于P点的磁场方向,以下判断正确的是( )图6A.a中电流方向向纸外,b中电流方向向纸里,则P点的磁场方向向右B.a中电流方向向纸外,b中电流方向向纸里,则P点的磁场方向向左C.a中电流方向向纸里,b中电流方向向纸外,则P点的磁场方向向右D.a中电流方向向纸外,b中电流方向向纸外,则P点的磁场方向向左关键词①直导线通有等值的电流②P点到a、b距离相等.【答案】A阶梯练习3.如图7所示,两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2.且I1>I2,与两根导线垂直的同一平面内有a、b、c、d四点,a、b、c在两根导线的水平连线上且间距相等,b是两根导线连线的中点,b、d连线与两根导线连线垂直.则( )图7A.I2受到的安培力水平向左B.b点磁感应强度为零C.d点磁感应强度的方向必定竖直向下D.a点和c点的磁感应强度不可能都为零【答案】D4.图8中a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线,其截面位于等边三角形的三个顶点上,bc沿水平方向,导线中均通有大小相等的电流,方向如图所示.O点为三角形的中心(O到三个顶点的距离相等),则( )图8A.O点的磁感应强度为零B.O点的磁场方向垂直Oc向下C.导线a受到的安培力方向竖直向上D.导线b受到的安培力方向沿bc连线方向指向c【答案】B【解析】根据右手螺旋定则,a 电流在O 点产生的磁场平行于bc 向左,b 电流在O 点产生的磁场平行ac 指向右下方,电流c 在O 点产生的磁场平行ab 指向左下方;由于三导线电流大小相等,到O 点的距离相同,根据平行四边形定则,O 点合场强的方向垂直Oc 向下,故A 错误,B 正确;根据左手定则,结合矢量合成法则,导线a 受到的安培力方向水平向左,导线b 受到的安培力方向平行于ac 斜向左上方,故C 、D 错误.考向三 导体运动趋势的判断判断导体运动趋势常用方法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流【例3】如图9所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流I 时,导线的运动情况是(从上往下看)( )图9A .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,同时上升关键词①蹄形磁铁;②导线可以自由转动.【答案】A阶梯练习5.(多选)把一根不计重力的、通电的硬直导线ab放在磁场中,导线所在区域的磁感线呈弧形,如图10所示.导线可以在空中自由移动和转动,导线中的电流方向由a向b,关于导线的受力和运动情况,下述说法正确的是( )图10A.硬直导线先转动,然后边转动边下移B.硬直导线只能转动,不会向下移动C.硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直D.在图示位置,a端受力垂直纸面向内,b端受力垂直纸面向外【答案】AC【解析】题图可看成通电螺线管产生的磁场方向,如图所示,导线等效为Oa、Ob两电流元,由左手定则可判定两电流元所受安培力的方向,所以从上向下看导线逆时针转动,当转过90°时再用左手定则可判定导线所受磁场力方向向下,即导线在逆时针转动的同时还要靠近螺线管,A、C对.6.(多选)通有电流的导线L1、L2、L3、L4处在同一平面(纸面)内,放置方式及电流方向如图11甲、乙所示,其中L1、L3是固定的,L2、L4可绕垂直纸面的中心轴O转动,则下列判定正确的是( )图11A.L2绕轴O按顺时针转动B.L2绕轴O按逆时针转动C.L4绕轴O按顺时针转动D.L4绕轴O按逆时针转动【答案】BC考向四安培力作用下导体的平衡问题安培力作用下导体的平衡问题的解题方法1.根据导体中的电流方向与磁场方向,利用左手定则先判断出安培力的方向,然后对导体进行受力分析,再结合力的平衡条件进行求解;2.事先不能够判断出安培力的方向时需要对导体进行受力分析,然后结合力的平衡条件确定安培力的方向和大小,此类试题一般是包括安培力在内的三力动态平衡问题,解决的办法通常是“闭合矢量三角形法”或“相似三角形法”.【例4】如图12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,棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是( )图12A.棒中的电流变大,θ角变大B.两悬线等长变短,θ角变小C.金属棒质量变大,θ角变大D.磁感应强度变大,θ角变小关键词①竖直向上的匀强磁场;②平衡时.【答案】A阶梯练习7.如图13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.则( )图13A.导体棒中的电流方向从b流向aB.导体棒中的电流大小为kx BLC.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【答案】B【解析】由受力平衡可知安培力方向水平向右,由左手定则可知,导体棒中的电流方向从a流向b,故A错误;由于弹簧伸长为x,根据胡克定律有kx=BIL,可得I=kxBL,故B正确;若只将磁场方向缓慢顺时针或逆时针转过一小角度,则安培力在水平方向上的分力减小,根据力的平衡可得,弹簧弹力变小,导致x变小,故C、D错误.8.如图14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=33,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( )图14A.37° B.30° C.45° D.60°【答案】B安培力与功、动能定理的综合应用安培力做功与动能定理结合,其解题步骤如下:1.选取研究对象,明确它的运动过程;2.分析研究对象的受力情况(若是立体图就改画成平面图)和各个力的做功情况,特别是分析安培力大小和方向,看安培力做正功还是负功,然后求各力做功的代数和;3.明确初、末状态的动能;4.列出动能定理的方程以及其他必要的解题方程进行求解.图15【例5】如图15所示,闭合金属圆环从高为h的曲面左侧自由滚下,又滚上曲面右侧,环平面与运动方向均垂直于非匀强磁场,环在运动过程中摩擦阻力不计,则下列说法不正确的是( )A.环滚上曲面右侧的高度等于hB.运动过程中环内有感应电流C.环滚上曲面右侧的高度小于hD.运动过程中安培力对环一定做负功【答案】A【例6】(多选)间距为L=20 cm的光滑平行导轨水平放置,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的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量m=60 g、电阻R =1 Ω、长为L的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图16所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5 T,当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ=53°角,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,导轨电阻不计,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g=10 m/s2,则( )图16A.磁场方向一定竖直向下B.电源电动势E=3.0 VC.导体棒在摆动过程中所受安培力F=3 ND.导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J【答案】AB(三)知识还原第1讲磁场及其对电流的作用基础知识一、对磁场的理解1.磁场(1)基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.(2)方向:小磁针的N极所受磁场力的方向,或自由小磁针静止时N极的指向.2.磁感应强度(1)定义式:B=FIL(通电导线垂直于磁场).(2)方向:小磁针静止时N极的指向.(3)磁感应强度是反映磁场性质的物理量,由磁场本身决定,是用比值法定义的.3.磁感线(1)引入: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:磁感线的特点与电场线的特点类似,主要区别在于磁感线是闭合的曲线.(3)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图1所示).图1二、安培定则的应用及磁场的叠加1.安培定则的应用2.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.三、安培力1.安培力的方向(1)左手定则: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)注意问题: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.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=ILB sin_θ.(1)当磁场与电流垂直时,安培力最大,F max=ILB.(2)当磁场与电流平行时,安培力等于零.深度思考安培力常用公式F=BIL中的L是导线的尺度吗?【答案】L为有效长度自我检测1.判断正误(1)小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向.(√)(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.(√)2.(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】BC3.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【答案】B.【解析】在磁场中,磁感线的疏密表示磁场的强弱,故B a<B b,A错误,B正确.同一通电导线如果都垂直放入磁场中,则在a处受力一定比b处受力小,但如果导线与磁场平行放置,受力均为0,故C、D均错误.4.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.。

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