磁场的描述及磁场对电流的作用

磁场的描述及磁场对电流的作用

知识点一磁现象和磁场

1．第一个发现电流磁效应的科学家是()

2．关于磁场，下列说法正确的是()

A．磁场和电场一样，是客观存在的物质

B．无论在何处，小磁针的指向就是磁场的方向

C．地球是一个大磁体，地磁场的N极在地理的北极附近

D．磁极与磁极、磁极与电流之间的相互作用是通过磁场发生的，而电流与电流之间的相互作用是通过电场发生的

知识点二磁感应强度

3．根据磁感应强度的定义式B＝F

IL，下列说法中正确的是()

A．在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比

B．一小段通电直导线在空间某处受磁场力F＝0，那么该处的磁感应强度B一定为零

C．磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同

D．一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力F也一定为零4．关于磁感应强度，下列说法正确的是()

A．磁感应强度是描述磁场的强弱和方向的物理量，磁感应强度的方向就是该处通电导线受力的方向

B．通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度一定为零

C．通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度不一定为零

D．放置在磁场中长1 m的导线中，通过1 A的电流，受到的磁场力为1 N时，该处磁感应强度就是1 T

知识点三几种常见的磁场

5．关于磁感线的性质和概念，下列说法中正确的是()

A．磁感线总是从磁体的N极指向S极

B．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线

C．磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向

D．在某些特殊磁场中，两条磁感线有可能相交

6．某小组同学利用磁传感器探究通电螺线管轴线上不同位置的磁感应强度，如图1甲所示。将传感器探头沿螺线管轴线移动时，测得磁感应强度B的大小随位置x的变化关系如图乙所示。图乙中a、b两点对应位置分别处在()

图1

A．螺线管内、螺线管内B．螺线管内、螺线管外

C．螺线管外、螺线管外D．螺线管外、螺线管内

7．如图2所示为通电长直导线的磁感线图，等面积线圈S1、S2与导线处于同一平面，关于通过线圈S1、S2的磁通量Φ1、Φ2，下列分析正确的是()

图2

A．Φ1＞Φ2

B．Φ1＜Φ2

C．Φ1＝Φ2≠0

D．Φ1＝Φ2＝0

8．如图3所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线

范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为()

图3

A．πBR2 B．πBr2 C．nπBR2 D．nπBr2

知识点四通电导线在磁场中受到的力

9．某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是()

10．如图4所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a，b 两点。棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M 流向N，此时悬线上有拉力。为了使拉力等于零，可()

图4

A．适当减小磁感应强度B．使磁场反向

C．适当增大电流D．使电流反向

易错点一不能正确理解安培定则的因果关系

1．安培定则的“因”和“果”

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。

【练1】两根相互靠近的长直导线1、2中通有相同的电流，相互作用力为F。若在两根导线所在空间内加一匀强磁场后，导线2所受安培力的合力恰好为零。则所加磁场的方向是()

图5

A．垂直纸面向里B．垂直纸面向外

C．垂直导线向右D．垂直导线向左

易错点二不能正确计算安培力大小

计算安培力常用公式F＝BIL，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。例如，如图6所示通电导线，在判断和计算安培力的方向和大小时均可等效为计算和判断ac直导线的安培力的大小和方向。

图6

【练2】如图7所示，将一个半径为R的导电金属圆环串联接入电路中，电路的电流为I，接入点a、b是圆环直径上的两个端点，流过圆弧acb和adb的电流相等。金属圆环处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面

垂直。则金属圆环受到的安培力为()

图7

A．0 B．πBIR C．2πBIR D．2BIR

疑难点三安培力作用下导体的平衡问题

通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合模型，该模型一般由倾斜导轨、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8所示。

图8

【练3】如图9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电阻均不能忽略，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。

图9

(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磁感应强度B的最小值的大小和方向。

疑难点四安培力作用下导体的运动

1．判定导体运动情况的基本思路

(1)清楚导体所在位置的磁场分布情况。

(2)利用左手定则准确判定导体的受力情况。

(3)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