2019届高考物理一轮复习练习：第九章 第1讲 磁场及其对电流的作用 Word版含解析
(新课标)2019届高考物理：一轮复习 第9章 磁场 第一节 磁场及其对电流的作用达标诊断 高效诊断(含答案).doc
第一节磁场及其对电流的作用(建议用时：60分钟)一、单项选择题1．(2018·山东青岛模拟)一通电直导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上，静止在水平位置(如正面图)．现在通电导体棒所处位置加上匀强磁场，使导体棒能够静止在偏离竖直方向θ角(如侧面图)的位置．如果所加磁场的强弱不同，则磁场方向的范围是(以下选项中各图均是在侧面图的平面内画出的，磁感应强度的大小未按比例画)( )解析：选C.要使导体棒能够静止在偏离竖直方向θ角(如侧面图)的位置，则安培力的范围是由竖直向上顺时针转到沿细线向下，可以竖直向上，但不能沿细线向下．再由左手定则可知磁感应强度的方向是由水平向右顺时针转到垂直于细线向下，但不能沿垂直于细线向下．所以C图正确．2.(2018·沈阳模拟)如图所示，条形磁铁放在桌子上，一根通电直导线由S极的上端平移至N极的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图，则在这个过程中磁铁受到的摩擦力(保持静止)( )A．为零B．方向由向左变为向右C．方向保持不变D．方向由向右变为向左解析：选B.由图可知通电导线所在位置的磁场的方向，根据左手定则可以判定通电导线所受安培力的方向如图所示，显然安培力有一个水平方向的分量，根据牛顿第三定律可知条形磁铁受到通电导线的安培力也有一个水平方向的分量，而由于条形磁铁保持静止，故条形磁铁所受地面的静摩擦力与安培力在水平方向的分量相互平衡．故当导线在条形磁铁的左侧上方时条形磁铁所受的静摩擦力方向向左，而当导线运动到条形磁铁的右半部分上方时条形磁铁所受地面的静摩擦力水平向右．故条形磁铁所受摩擦力的方向由向左变为向右，故B正确，A、C、D错误．3.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图2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将( )1A．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L1将顺时针转动．法二等效分析法把线圈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．法三结论法环形电流I1、I2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L1将顺时针转动．4．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 的匀强磁场中，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 解析：选B.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 ＝kx BL，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．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＝33，在安培力的作用下，金属棒以v 0的速度向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过金属棒的电流最小，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°解析：选B.由题意对棒受力分析，设磁感应强度的方向与竖直方向成θ角，则有BIL cos θ＝μ(mg－BIL sin θ)，整理得BIL ＝μmg cos θ＋μsin θ.电流有最小值，就相当于安培力有最小值，最后由数学知识解得：θ＝30°，则A 、C 、D 错，B 对．6．(2018·上海杨浦区模拟)如图所示，质量m ＝0.5 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L ＝1 m 的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)．右侧回路中，电源的电动势E＝8 V、内阻r＝1 Ω，额定功率为8 W、额定电压为4 V 的电动机M正常工作．取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度大小g＝10 m/s2，则磁场的磁感应强度大小为( ) A．2 T B．1.73 TC．1.5 T D．1 T解析：选C.电动机M正常工作时的电流I1＝P1U＝2 A，电源内阻上的电压U′＝E－U＝8 V－4 V＝4 V，根据欧姆定律得干路中的电流I＝U′r＝4 A，通过导体棒的电流I2＝I－I1＝2 A，导体棒受力平衡，有BI2L＝mg sin 37°，得B＝1.5 T，只有选项C 正确．二、多项选择题7．(2018·甘肃兰州一中模拟)质量为m的通电细杆放在倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上，在如图所示的A、B、C、D四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是( )解析：选CD.A图中杆受到向下的重力，水平向右的安培力和垂直于导轨的支持力的作用，在这三个力的作用下，可以处于平衡状态，摩擦力可以为零．B图中杆子受重力、竖直向上的安培力，在这两个力的作用下，可以处于平衡状态，故摩擦力可能为零．C图中杆受到的重力竖直向下，安培力竖直向下，支持力垂直导轨向左上方，杆要静止的话，必定要受到沿导轨向上的摩擦力的作用，摩擦力不可能为零．D图中杆受到的重力竖直向下，安培力水平向左，支持力垂直导轨向左上方，杆要静止的话，必定要受到沿导轨向上的摩擦力的作用，摩擦力不可能为零，本题选摩擦力不可能为零的，故选C、D.8．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向左滑动解析：选BD.若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆所受安培力向左，则L向左滑动，A选项错误，同理判定B、D选项正确，C选项错误．9.(2018·长沙长郡中学摸底测试)如图所示，同一平面内有两根平行的无限长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间且与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r.现测得a点的磁感应强度大小为B0，已知距一无限长直导线d处的磁感应强度大小B＝kId，其中k为常量，I为无限长直导线的电流大小，下列说法正确的是( )A．b点的磁感应强度大小为B 0 4B．若去掉导线2，b点的磁感应强度大小为B 0 6C．若将导线1中电流大小变为原来的2倍，b点的磁感应强度为0D．若去掉导线2，再将导线1中电流大小变为原来的2倍，a点的磁感应强度大小仍为B解析：选BD.根据B＝kId，可知，a点磁感应强度B0＝kIr＋kIr＝2kI r ，则：kI r ＝12B 0，根据右手螺旋定则，此时b 点磁感应强度为：B b ＝kI r －kI 3r ＝2kI 3r ＝13B 0，方向向外，故选项A 错误；若去掉导线2，b 点的磁感应强度大小为：B b ＝kI 3r ＝16B 0，故选项B 正确；若将导线1中电流大小变为原来的2倍，b 点的磁感应强度为B b ＝kI r －k 2I 3r ＝kI 3r ＝16B 0，方向向外，故选项C 错误；若去掉导线2，再将导线1中电流大小变为原来的2倍，a 点的磁感应强度大小为B a ＝k 2I r＝B 0，故选项D 正确． 10.通有电流的导线L1、L2、L3、L 4处在同一平面(纸面)内，放置方式及电流方向如图甲、乙所示，其中L 1、L 3是固定的，L 2、L 4可绕垂直纸面的中心轴O 转动，则下列判定正确的是( )A ．L 2绕轴O 按顺时针转动B ．L 2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按逆时针转动解析：选BC.题图甲中由右手螺旋定则可知导线L1上方磁场垂直纸面向外，且离导线L1的距离越近，磁场越强，导线L2上每一小部分受到的安培力方向均水平向右，但O点下方部分安培力较大，所以L2绕轴O按逆时针转动，A错，B对；图乙中O点上方导线L所受安培力向右，O点下方导线L4所受安培力4向左，即L4绕轴O按顺时针转动，C对，D错．三、非选择题11.(2018·江苏泰州模拟)如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6×10－2kg的通电直导线，电流大小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．由平衡条件得FTcos 37°＝FFTsin 37°＝mg两式联立解得F＝mgtan 37°＝0.8 N 由F＝BIL得B＝FIL＝2 T由题意知，B与t的变化关系为B＝0.4t(T)代入数据得t＝5 s.答案：5 s12.如图所示，将长为50 cm、质量为10 g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直于纸面向里的匀强磁场中．当金属棒中通以0.4 A的电流时，弹簧恰好不伸长．g＝10 m/s2.(1)求匀强磁场的磁感应强度的大小；(2)当金属棒中通过大小为0.2 A、方向由a到b的电流时，弹簧伸长1 cm.如果电流方向由b到a，而电流大小不变，则弹簧伸长又是多少？解析：(1)弹簧恰好不伸长时，ab棒受到向上的安培力BIL 和向下的重力mg大小相等，即BIL＝mg解得B＝mgIL＝0.5 T.(2)当大小为0.2 A的电流由a流向b时，ab棒受到两只弹簧向上的拉力2kx1及向上的安培力BI1L和向下的重力mg作用，处于平衡状态．根据平衡条件有2kx1＋BI1L＝mg当电流反向后，ab棒在两个弹簧向上的拉力2kx2及向下的安培力BI2L和重力mg作用下处于平衡状态．根据平衡条件有2kx2＝mg＋BI2L联立解得x2＝mg＋BI2Lmg－BI1L x1＝3 cm.答案：(1)0.5 T (2)3 cm。
2019年高考物理一轮复习第9章磁场第1讲磁场及其对电流的作用课件新人教版
•知识点•3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，让拇指与其余垂四直指________，并
一个平面内。
四指
• (2)让拇磁指感线从掌心进入，并使________指向电 • (3)________所电流指的方向就是通电磁导场线在磁场中
力的方向安。培力
• 如图，①表示________的方向，②表示_____
第九章
磁场
• 考试说明
第1讲 磁场及其对电流的作用
1
知识梳理
2
核心考点
3
阶段培优4ຫໍສະໝຸດ 2年高考知识梳理自测
•知识点•1磁场、磁感应强度
• 1．磁场
• (1)定义：磁场是磁_体_____电_流_、________周围存
殊物质。
磁体
电流
• (2)基本性质：磁场对处于其中的________、_ ____________有N磁极 场力的作用。
• [解析] a处的磁感线比b处稀疏，则a点的磁感 点的小，所以Ba<Bb，故C正确，D错误；当将 线放入磁场中，由于受到放置角度的限制，当 直磁场时，受到的磁场力最大，平行磁场时受 为零，故虽然Ba<Bb，但是无法比较通电导线受 力的大小，故A、B错误。
4．(2017·湖北武汉部分学校联考)(多选)关于通电直导线在磁
• (9)安培力只能对导体做正功。( )
1．(2017·安徽安庆期末)关于磁场，下列说法正确的是 导
( C) A．地理上的南北极与地磁的南北极正好重合，但是方向相 B．物理学中规定，小磁针南极的受力方向为磁场方向 C．磁感线不是真实存在的，但是磁场是真实存在的 D．电流也可以产生磁场，但是电流产生的磁场与磁铁产生
2019版高考物理一轮复习精选练习：9.1磁场及其对电流的作用
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高效操练·创新展望1.如下图 , 用天平丈量匀强磁场的磁感觉强度。
以下各选项所示的载流线圈匝数同样 , 边长 MN相等 , 将它们分别挂在天平的右臂下方。
线圈中通有大小同样的电流, 天平处于均衡状态。
若磁场发生细小变化 , 天平最简单失掉均衡的是()【分析】选 A。
由于磁场同样 , 导体中电流大小同样 , 依据 F=BIL 知,导体的有效长度越大 , 磁场变化时产生的安培力变化越大 , 致使天平失掉均衡 , 图中 A对应的有效长度最大。
【加固训练】如下图 , 长为 L 的通电直导体棒放在圆滑水平绝缘轨道上,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、磁感觉强度为的匀强磁场中 , 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 a )BB.导体棒中的电流大小为C.若只将磁场方向迟缓顺时针转过一小角度,x 变大D.若只将磁场方向迟缓逆时针转过一小角度,x 变大【分析】选 B。
由左手定章可知 , 导体棒中的电流方向从a 流向 b,A 错误; 由BIL=kx 可得导体棒中的电流大小为 I= ,B 正确 ; 若只将磁场方向迟缓顺时针转过一小角度, 或迟缓逆时针转过一小角度, 导体棒沿水平方向所受安培力变小 , 故 x 都变小 ,C、D错误。
2. 如下图 ,O 为圆心 ,和是半径分别为ON、OM的齐心圆弧, 在 O处垂直纸面有一载直流导线, 电流方向垂直纸面向外 ,用一根导线围成如图KLMN所示的回路 , 当回路中沿图示方向经过电流时 ( 电源未在图中画出 ), 此时回路()A.将向左平动B.将向右平动C.将在纸面内绕经过O点并垂直纸面的轴转动D.KL 边将垂直纸面向外运动 ,MN边垂直纸面向里运动【分析】选 D。
2019年高考物理一轮复习习题：第9章 第1讲磁场及其对电流的作用 含解析 精品
第九章第1讲1．(2017·全国卷Ⅰ)(多选)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法正确的是导学号21992613(BC)A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1[解析]由安培定则可判断出L2在L1处产生的磁场(B21)方向垂直L1和L2的连线竖直向上，L3在L1处产生的磁场(B31)方向垂直L1和L3的连线指向右下方，根据磁场叠加原理，L3和L2在L1处产生的合磁场(B合1)方向如图1所示，根据左手定则可判断出L1所受磁场作用力的方向与L2和L3的连线平行，选项A错误；同理，如图2所示，可判断出L3所受磁场(B )作用力的方向(竖直向上)与L1、L2所在的平面垂直，选项B正确；同理，如图3所示，合3设一根长直导线在另一根导线处产生的磁场的磁感应强度大小为B，根据几何知识可知，B＝B，B合2＝B，B合3＝3B，由安培力公式可知，L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力合1大小与该处的磁感应强度大小成正比，所以L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶3，选项C正确，D错误。
2．(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，该同学应将导学号21992614(AD)A ．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B ．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C ．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D ．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[解析] 如果将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉，则线圈在安培力作用下转动起来，每转一周安培力驱动一次，可保证线圈不断地转动，A 项正确；如果左、右转轴上下两侧的绝缘漆均刮掉，不能保证线圈持续转动下去，B 项错误；如果仅左转轴的上侧绝缘漆刮掉，右转轴的下侧绝缘漆刮掉，则线圈中不可能有电流，因此线圈不可能转动，C 项错误；如果左转轴上下侧的绝缘漆均刮掉，右转轴仅下侧的绝缘漆刮掉效果与A 项相同，因此D 项正确。
2019届高考物理一轮复习第9章磁场第1讲磁场及其对电流的作用课件新人教版
• (5)安培力计算公式F＝BIl的成立条件是磁感应强度B垂直 √ I，即B⊥I。( 于电流 ) × • (6)磁铁的磁场和电流的磁场本质上是不同的。 ( ) × • (7)磁感应强度是一个矢量，表示通电导线所受安培力的方 向。( ) √ • (8)地磁的N极在地球南极附近，赤道表面附近的地磁场可 × 近似认为平行地面向北。( ) • (9)安培力只能对导体做正功。( )
通电直导线和 通电线圈周围 磁场的方向 安培力、安培 力的方向
Ⅰ
Ⅰ
直接考查。往往结合平衡问题、牛顿运动定 律和电磁感应问题进行考查。
考点内容 要求
说明 1.安培力的 计算只限于 电流与磁感 应强度方向 垂直的情况 2.洛伦兹力 的计算只限 于速度与磁 场方向垂直 的情况
匀强磁场 中的安培 力
Ⅱ
洛伦兹力、 洛伦兹力 Ⅰ 的方向 洛伦兹力 公式 Ⅱ
第九章
磁
场
• 考试说明
考点内容 磁场、磁感应 强度、磁感线 要求 Ⅰ 说明 要点解读
渗透考查或细节考查。全国课标卷未直接考 查，而是借助安培力、带电粒子在磁场中的 运动、电磁感应等问题间接考查。
直接考查或渗透考查。1.多以选择题考查， 会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周 围磁场的方向。2.要求会分析多条通电直导 线磁场的叠加。
N极
• (1)定义式：___________(通电导线垂直于磁场)。
磁感线与安培定则 •知识点• 2
切线 • 1．磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的 ________方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。 • 2．安培定则： 伸直的拇指 • (1)通电直导线：右手握住导线，让______________所指 弯曲的四指 的方向与电流方向一致， ______________所指的方向就 是磁感线环绕的方向。弯曲的四指 伸直的拇指 • (2)环绕电流：让右手______________与环形电流的方向 一致，______________所指的方向就是环形导线轴线上 磁感线的方向。
2019版高中物理一轮复习学案：第九章 磁场 第1讲 磁场
第九章磁场★★★考情微解读★★★第1讲磁场及其对电流的作用见学生用书P143微知识1 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＝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(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：匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线。
微知识2 磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向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(如图所示)条形磁铁蹄形磁铁2．电流的磁场微知识3 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 sinθ，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。
一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
)1．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。
(×)2．磁感线是客观存在的，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
(×)3．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。
(×)4．垂直磁场放置的线圈面积减小时，穿过线圈的磁通量可能增大。
2019版高考物理精练第九章 第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用 Word版含解析
[基础题组]一、单项选择题1．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：根据左手定则可知：安培力的方向垂直于电流I和磁场B确定的平面，即安培力的方向既垂直于B又垂直于I，选项A错误，B正确；当电流I的方向平行于磁场B的方向时，直导线受到的安培力为零，当电流I的方向垂直于磁场B的方向时，直导线受到的安培力最大，可见，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；如图所示，电流I和磁场B垂直，直导线受到的安培力F＝BIL，将直导线从中点折成直角，分段研究导线受到的安培力，电流I和磁场B垂直，根据平行四边形定则可得，导线受到的安培力的合力为F′＝22BIL，选项D错误．答案：B2．(2017·高考上海卷)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．向右解析：根据图中的电流方向，由安培定则知U形铁芯下端为N极，上端为S极，ab中的电流方向由a→b，由左手定则可知导体棒受到的安培力方向向右，选项D正确．答案：D3．(2018·湖南师大附中月考)如图所示，两根平行放置、长度均为L 的直导线a 和b ，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中．当a 导线通有电流大小为I 、b 导线通有电流大小为2I ，且电流方向相反时，a 导线受到的磁场力大小为F 1，b 导线受到的磁场力大小为F 2，则a 通电导线的电流在b 导线处产生的磁感应强度大小为( )A.F 22ILB.F 1ILC.2F 1－F 22ILD.2F 1－F 2IL解析：a 、b 导线中电流方向相反，两导线之间的磁场力为斥力，设大小为F ，对a 有F 1＝F ＋BIL ，对b 有F 2＝F ＋2BIL ，解得F ＝2F 1－F 2，对于导线b ，F ＝2F 1－F 2＝B ′·2IL ，解得B ′＝2F 1－F 22IL ，故C 正确．答案：C4．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( )解析：由题图可知，A 图中线圈回路在磁场中的有效长度L 最长，由F ＝nBIL 可知，磁场发生相同微小变化的前提下，A 中安培力的变化量最大，最容易失去平衡，A 正确．答案：A5．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：对金属棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示．由图看出，当安培力沿斜面向上时，有最小值，此时磁感应强度的方向是垂直于回路平面向下．安培力的最小值F A ＝mg sin θ，故磁感应强度的最小值B ＝F A IL ＝mg sin θIL ，根据欧姆定律，有E 0＝IR ，故B ＝mgR sin θE 0L .故选项D 正确．答案：D二、多项选择题6．(2018·河南重点中学联考)如图所示，将长度为L 的直导线放置在y 轴上，当通以大小为I 、沿y 轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F 、方向沿x 轴正方向，则匀强磁场的磁感应强度可能为( )A ．沿z 轴正方向，大小为2F ILB ．在xOy 平面内，大小为2F ILC ．在zOy 平面内，大小为2F ILD ．在zOy 平面内，大小为4F IL解析：已知电流沿y 轴负方向，安培力方向沿x 轴正方向，根据左手定则结合选项判断得知匀强磁场的磁感应强度在zOy 平面内，设磁场与导线的夹角为α，则0°<α≤90°，当α＝90°时，由F ＝BIL sin α可知，B 有最小值为B min ＝F IL ，当0°<α<90°，B >F IL ，所以B ＝2F IL 和B ＝4F IL 是可能的，故A 、B 错误，C 、D 正确．答案：CD7．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，悬线与竖直方向夹角为θ，则磁感应强度方向和大小可能为( )A ．z 轴正向，mg IL tan θB ．y 轴正向，mg ILC ．z 轴负向，mg IL tan θD ．沿悬线向上，mg IL sin θ解析：如果B 方向沿z 轴正向，则安培力方向沿y 轴负向，直导线所受三力合力不可能为零，A 错误；如果B 方向沿y 轴正向，则安培力方向竖直向上，当安培力BIL ＝mg 时，可以平衡，此时B ＝mg IL ，B 正确；如果B 方向沿z 轴负向，则安培力方向沿y 轴正向，直导线所受三力平衡时安培力BIL ＝mg tan θ，此时B ＝mg IL tan θ，C 正确；如果B 方向沿悬线向上，则安培力方向垂直于细线的方向向内，直导线所受三力不可能平衡，D 错误．答案：BC8．(2018·江西百校联盟大联考)如图所示，两平行金属导轨PQ 、MN 间距为L ，与电动势为E 、内阻为r 的电源相连，重力为G 、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．现在加上匀强磁场使ab棒保持静止，设回路中电流为I ，则所加磁场的磁感应强度( )A ．大小可能为G sin θ2ILB．最小为G sin θILC．若磁场竖直向下，磁感应强度大小为G sin θ2ILD．若磁场水平向右，磁感应强度大小为G IL解析：当金属棒ab受到沿斜面向上的安培力来平衡重力分力G sin θ时，所加磁场的磁感应强度最小为G sin θIL，选项A错误，B正确；若磁场竖直向下，金属棒受到的安培力水平向右，根据受力平衡有G sin θ＝BIL cos θ，磁感应强度B＝G tan θIL，故选项C错误；若磁场水平向右，金属棒受到的安培力竖直向上，用以平衡重力，有G＝BIL，此时的磁感应强度B＝GIL，故选项D正确．答案：BD[能力题组]一、选择题9．(2018·江苏连云港模拟)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sin θ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，sin θ趋向1，则θ趋向90°，即小磁针的方向与x轴的方向垂直，所以x轴正方向向东．当x非常小时，小磁针的N极沿x轴正方向，即向东．由题图甲可知，开始时小磁针N 极背离O 点，所以P 右端的磁极是N 极，故A 错误；由以上的分析可知，P 的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直，故B 错误；由题图乙可知，x 0处sin θ＝22，则θ＝45°，P 在x 0处产生的磁感应强度大小B P 满足tan 45°＝B 0B P，所以B P ＝B 0，C 正确；x 0处合磁场的磁感应强度大小为B ＝B 0 sin 45°＝2B 0，故D 错误．答案：C10.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 随时间变化的关系为I ＝kt (k 为常数，k >0)，金属棒PQ 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PQ 的速度v 、加速度a 随时间变化的关系图像中，可能正确的是( )解析：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，加速度逐渐减小，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，做加速度逐渐增大的变减速运动，故A 错误，B 正确；根据牛顿第二定律得，金属棒PQ 的加速度a ＝mg －f m ，f ＝μN ＝μF A ＝μBIL ＝μBLkt ，联立解得加速度a ＝g －μBLkt m ，与时间成线性关系，故C 错误；t ＝0时刻无电流，无安培力，只有重力，加速度竖直向下，为正值，故D 错误．答案：B11．(多选)有一根质量为m 、长度为d 的通有水平向里的电流I 的导体棒，被长度为L 的轻质绝缘细线悬挂在天花板上，在此空间加上竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小B ＝3mg 3Id ，若保持导体棒中的电流I 始终不变，则( )A．细线偏离竖直方向的夹角最大为30°B．细线偏离竖直方向的夹角最大为60°C．在导体棒摆动过程中细线上拉力最大为2(3－1)mgD．在导体棒摆动过程中细线上拉力最大为12＋36mg解析：磁场方向竖直向下，导体棒受到水平向左的安培力，导体棒向左摆起，导体棒摆到最大高度时，由动能定理有BId·L sin θ－mgL(1－cos θ)＝0－0，解得θ＝60°，A错误，B正确．当导体棒处于平衡状态时，根据平衡条件有BId＝mg tan α，解得α＝30°，类比重力场可知导体棒在经过平衡位置时细线上拉力最大，设为F m，重力和安培力的合力为F＝mgcos α，经过平衡位置时速度大小设为v，应用动能定理有BId·L sin α－mgL(1－cos α)＝12m v2，应用向心力公式有Fm－F＝m v2L，解得F m＝2(3－1)mg，C正确，D错误．答案：BC二、非选择题12．(2016·高考全国卷Ⅲ)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验．两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直．(1)在图中画出连线，完成实验电路．要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动．(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A．适当增加两导轨间的距离B．换一根更长的金属棒C ．适当增大金属棒中的电流其中正确的是________(填入正确选项前的标号)．解析：(1)实物连线如图所示．(2)根据公式F ＝BIL 可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理得，Fx －μmgx ＝12m v 2，则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，A 、C 正确；若换用一根更长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变，安培力F 不变，棒的质量变大，速度v ＝2Fxm －2μgx 变小，B 错误．答案：(1)图见解析 (2)AC13．(2018·湖北武汉模拟)如图所示，水平导轨间距为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α＝53°角；ab 与导轨间动摩擦因数为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 的拉力为水平方向，重力加速度g 取10 m/s 2，ab 处于静止状态．已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.求：(1)通过ab 的电流大小和方向；(2)ab 受到的安培力大小和方向；(3)重物重力G 的取值范围．解析：(1)由闭合电路欧姆定律可得，通过ab 的电流I ＝E R ＋R 0＋r ＝104＋0.9＋0.1A ＝2 A ，方向由a 到b ；(2) ab 受到的安培力F ＝BIL ＝5×2×0.5 N ＝5 N ，方向斜向左上方与水平方向成37°角．(3) ab受力如图所示，最大静摩擦力f max＝μ(mg－F cos 53°)＝3.5 N 由平衡条件得：当最大静摩擦力方向向右时T＝F sin 53°－f max＝0.5 N，当最大静摩擦力方向向左时T＝F sin 53°＋f max＝7.5 N由于重物平衡，故T＝G则重物重力的取值范围为0.5 N≤G≤7.5 N.答案：(1)2 A方向由a向b(2)5 N方向斜向左上方与水平面成37°角(3)0.5 N≤G≤7.5 N。
2019版高考物理一轮复习 第九章 磁场 9.1 磁场及其对电流的作用
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2.电流磁场的判断: 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。
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3.安培定则(右手螺旋)与左手定则记忆方法: (1)左手比右手螺旋多出一个掌心,一个描述三个量,一个描述两个量。 (2)右手螺旋中,四指弯曲,大拇指伸直,电流或磁感线弯曲时用四指,直线时用大拇指。
强度一定为零
C.磁感应强度B= 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
F
IL
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【解析】选C、D。只有当通电导线与磁场方向垂直时 才有B= ,A错;当导线与磁场平行时,不受磁场力,此 时,磁场不为零,B错;B= 是定义式,并不决定磁场,磁
第九章 磁 场 第1讲 磁场及其对电流的作用
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【知识导图】
N极
B F IL
N极
强弱 闭合
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弯曲四指 大拇指
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垂直
四指
BIL 0
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【微点拨】
1.理解磁感应强度的两个关键: (1)磁感应强度的决定因素——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)。
当B∥I时,F=0,可见,通电导体受力为零,此处
的磁感应强度B不一定为零
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F (3)由定义式B= 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。
IL 纠错:_________________________________________
2019届高三人教版物理一轮复习课件：第九章第1节磁场及其对电流的作用
1． (08786860)(人教版选修 3－1 P85 第 1 题改编)(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 ( ) 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力
匀强磁场中的安培力
洛伦兹力、洛伦兹力的方向
Ⅱ
Ⅰ
洛伦兹力公式
带电粒子在匀强磁场中的运 动 质谱仪和回旋加速器
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
第1课时 磁场及其对电流的作用
考点一
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 F (1)定义式：B＝IL(通电导线垂直于磁场)．
(3)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)．
4．电流的磁场 直线电流的磁场 无磁极、非匀强， 且距导线越远处 磁场 越弱 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场
与 条形 磁铁的磁场相 环形电流的两侧 似，管内为 匀强 磁场 是 N 极和 S 极， 且磁场 最强 ，管外为 且离圆环中心越 非匀强 磁场 远，磁场 越弱
磁场的理解及安培定则
(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．
备考2019年高考物理一轮复习文档：第九章 第1讲 磁场及其对电流的作用 讲义 Word版含解析
第1讲磁场及其对电流的作用板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】磁场、磁感应强度Ⅰ1.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：小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极受力方向。
2.磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱。
(2)大小：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。
(即磁场方向就是B的方向)(4)B是矢量，合成时遵循平行四边形法则。
单位：特斯拉，符号T。
3.磁通量(1)公式：Φ＝BS。
(2)单位：韦伯，符号：Wb。
(3)适用条件：①匀强磁场；②S是垂直磁场并在磁场中的有效面积。
4.安培的分子电流假说安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种电流——分子电流。
分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于磁体的两极。
【知识点2】磁感线、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ1.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该点的磁感应强度方向一致，疏密描述磁感应强度的大小。
2.电流的磁场(1)奥斯特实验：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电和磁的联系。
(2)安培定则①通电直导线：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
②环形电流：让右手弯曲的四指指向跟环形电流方向一致，伸直的拇指所指的方向是环形电流中心轴线上磁感线的方向。
③通电螺线管：让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。
3.几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场(2)几种电流周围的磁场分布(3)匀强磁场：磁感应强度的大小处处相等，方向处处相同的磁场。
匀强磁场的磁感线为等间距的平行线，如图所示。
(4)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，磁感应强度大小相等，且方向水平向北。
2019届高考物理一轮复习练习：第九章 第1讲 磁场及其对电流的作用 Word版含解析
板块三限时规范特训时间：45分钟100分一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。
其中1～6为单选,7～10为多选)1. [2017·陕西宝鸡一模]如图所示,垂直纸面放置的两根平行长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1>I2,纸面内的一点H到两根导线的距离相等,则该点的磁感应强度方向可能为图中的()A.B1B．B2C．B3D．B4答案 C解析根据右手螺旋定则得出两电流在H点的磁场方向如图所示,根据平行四边形定则可判定H点的合磁感应强度方向可能为B3方向,C正确。
2.[2018·郑州质量预测]目前世界上输送功率最大的直流输电工程——哈(密)郑(州)特高压直流输电工程已正式投运。
高压直流输电具有无感抗、无容抗、无同步问题等优点。
已知某段直流输电线长度l＝200 m,通有从西向东I＝4000 A的恒定电流,该处地磁场的磁感应强度B＝5×10－5 T,磁倾角(磁感线与水平面的夹角)为5°(sin5°≈0.1)。
则该段导线所受安培力的大小和方向为()A.40 N,向北与水平面成85°角斜向上方B.4 N,向北与水平面成85°角斜向上方C.4 N,向南与水平面成5°角斜向下方D.40 N,向南与水平面成5°角斜向下方答案 A解析地磁场方向与电流方向垂直,由安培力F＝BIl＝40 N,B、C 项错误；由左手定则可知,电线所受安培力方向向北与水平面成85°角斜向上方,A项正确,D项错误。
3. [2017·郑州模拟]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解析由于在磁铁外部,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,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。
2019年度高三物理一轮复习练习：第九章 第1讲 磁场及其对电流的作用 含解析
配餐作业磁场及其对电流的作用►►见学生用书P357A组·基础巩固题1．指南针是我国古代四大发明之一。
当指南针上方有一条水平放置的通电导线时，其N极指向变为如图实线小磁针所示。
则对该导线电流的以下判断正确的是()A．可能东西放置，通有由东向西的电流B．可能东西放置，通有由西向东的电流C．可能南北放置，通有由北向南的电流D．可能南北放置，通有由南向北的电流解析若导线东西放置，通有由东向西的电流，根据安培定则可知，小磁针所在处合磁场方向将在南北方向上，其不会出现图示情况，故A项错误；若导线东西放置，通有由西向东的电流，根据安培定则可知，小磁针N极不偏转，故B项错误；若导线南北放置，通有由北向南的电流时，根据安培定则可知，小磁针N极将顺时针偏转，可转向图中实线所示位置，故C项正确；若导线南北放置，通有由南向北的电流，根据安培定则可知，小磁针N极将逆时针偏转，指向西北方，故D项错误。
答案C2.(2018·资阳月考)(多选)如图所示，一根重力G＝0.1 N、长L＝1 m的质量分布均匀的导体ab，在其中点弯成θ＝60°角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端a、b悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均为竖直状态，当导体中通过I ＝1 A 的电流时，两根弹簧比原长各缩短了Δx ＝0.01 m ，已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小B ＝0.4 T ，则( )A ．导体中电流的方向为b →aB ．每根弹簧的弹力大小为0.10 NC ．弹簧的劲度系数k ＝5 N/mD ．若导体中不通电流，则弹簧伸长0.02 m解析 当导体中通过I ＝1 A 的电流时，两根弹簧比原长缩短，安培力方向向上，由左手定则，导体中电流的方向为b →a ，故A 项正确；通电后，导体棒的有效长度L 有＝L 2＝0.5 m ，受到的安培力F A ＝IL 有B ＝1×0.5×0.4 N ＝0.2 N ，据受力分析G ＋2F ＝F A ，解得F ＝0.05 N ，每根弹簧的弹力大小为0.05 N ，故B 项错误；据F ＝k Δx 解得k ＝5 N/m ，故C 项正确；若导体中不通电流，则G ＝2F 2，F 2＝k Δx 2解得Δx 2＝0.01 m ，弹簧伸长0.01 m ，故D 项错误。
2019高考物理一轮复习第09章学案01 磁场的描述及磁场对电流的作用 [解析]
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第09章磁场高考导航学案01 磁场的描述及磁场对电流的作用知识体系知识点一、磁场、磁感应强度Ⅰ1．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：小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极受力方向。
2．磁感应强度B(1) 物理意义：描述磁场的强弱和方向。
是矢量。
(2) 定义式：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)。
单位：特斯拉，符号T。
在磁场中垂直于磁场放置电流微元IL(类似电场中的试探电荷)，但B的方向与电流微元受力方向不同。
(3) 方向：小磁针静止时N极指向。
(即某点的磁场方向与该点的磁感应强度B的方向一致)(4) 矢量叠加原理：合成时遵循平行四边形法则。
(5) 磁感应强度由磁场本身决定，不能根据定义式B＝FIL认为B与F成正比，与IL成反比。
3．匀强磁场：强弱、方向处处相同的磁场。
其磁感线是一些间隔相同的平行直线。
4．磁通量Φ(1) 公式：Φ＝BS。
(2) 适用条件：①匀强磁场；②S是垂直磁场并在磁场中的有效面积。
(3) 单位：韦伯，符号：Wb。
(4) 标量：但人为规定了正负方向。
从正面Φ1＝BS，从反面Φ2＝－BS。
(5) 磁通密度：就是磁感应强度B，其单位也可表示为Wb/m2。
(6) 磁通量变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ15．安培的分子电流假说：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种电流——分子电流。
分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于磁体的两极。
知识点二、磁感线、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ1．磁感线：是理想化模型，并非客观存在。
磁感线上某点的切线方向与该点的磁感应强度方向、该点的磁场方向一致，疏密表示磁感应强度的大小。
2．电流的磁场：(1) 电流的磁效应：奥斯特发现电流周围存在磁场，首次揭示了电和磁的联系。
(2) 安培定则：（用右手）①通电直导线：右手握导线，让大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁场的环绕方向。
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板块三限时规范特训时间：45分钟100分一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。
其中1～6为单选，7～10为多选)1. [2017·陕西宝鸡一模]如图所示，垂直纸面放置的两根平行长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2，纸面内的一点H到两根导线的距离相等，则该点的磁感应强度方向可能为图中的()A.B1B．B2C．B3D．B4答案 C解析根据右手螺旋定则得出两电流在H点的磁场方向如图所示，根据平行四边形定则可判定H点的合磁感应强度方向可能为B3方向，C正确。
2.[2018·郑州质量预测]目前世界上输送功率最大的直流输电工程——哈(密)郑(州)特高压直流输电工程已正式投运。
高压直流输电具有无感抗、无容抗、无同步问题等优点。
已知某段直流输电线长度l＝200 m，通有从西向东I＝4000 A的恒定电流，该处地磁场的磁感应强度B＝5×10－5 T，磁倾角(磁感线与水平面的夹角)为5°(sin5°≈0.1)。
则该段导线所受安培力的大小和方向为()A.40 N，向北与水平面成85°角斜向上方B.4 N，向北与水平面成85°角斜向上方C.4 N，向南与水平面成5°角斜向下方D.40 N，向南与水平面成5°角斜向下方答案 A解析地磁场方向与电流方向垂直，由安培力F＝BIl＝40 N，B、C项错误；由左手定则可知，电线所受安培力方向向北与水平面成85°角斜向上方，A项正确，D项错误。
3. [2017·郑州模拟]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解析由于在磁铁外部，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，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。
4.[2016·河北唐山调研] 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＝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()A.37°B．30°C．45°D．60°答案 B解析本题考查通电导体棒在磁场中的平衡问题。
由题意对棒受力分析，设磁感应强度的方向与竖直方向成θ角，则有BIL cosθ＝μ(mg－BIL sinθ)，整理得BIL＝μmgcosθ＋μsinθ，电流最小时，安培力最小，由数学知识解得：θ＝30°，B正确。
5.[2014·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 答案 B解析 安培力的方向、磁感应强度的方向及电流的方向遵循左手定则，所以安培力的方向既垂直于直导线，也垂直于磁场的方向，B 正确，A 错误；当通电直导线与磁场方向垂直时，安培力最大F ＝BIl ，当通电直导线与磁场方向平行时，安培力最小为零，C 错误；由于通电直导线与磁场方向夹角不确定，将直导线从中点折成直角，直导线在磁场中的有效长度不一定变为原来的12，安培力的大小不一定变为原来的一半，D 错误。
6. [2017·山东临汾市二模]如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I ，导线正上方沿竖直方向有一用绝缘细线悬挂着的正方形线框。
线框中通有沿逆时针方向的恒定电流I ，线框的边长为L ，线框下边与直导线平行，且到直导线的距离也为L 。
已知在长直导线的磁场中距长直导线r 处的磁感应强度大小为B ＝k I r (k 为常量)，线框的质量为m ，则剪断细线的瞬间，线框的加速度为( )A.0B.kI 2m ＋gC.kI 2m －gD.kI 22m＋g 答案 D解析 线框下边受到的安培力的大小为F 1＝k I L ·IL ＝kI 2，方向向下。
线框上边受到的安培力大小F 2＝kI 2L ·IL ＝12kI 2，方向向上。
根据牛顿第二定律可得，F 1＋mg －F 2＝ma ，解得：a ＝kI 22m＋g ，D 正确。
7. 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。
在如图所示的平面内，O 点为两根导线连线的中点，M 、N 为两导线连线的中垂线上两点，与O 点的距离相等，aM 与MN 的夹角为θ。
若两导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流I ，单根导线中的电流在M 处产生的磁感应强度大小为B 0，则关于线段MN 上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是( )A.M点和N点的磁感应强度方向一定相同B.M点和N点的磁感应强度大小均为2B0cosθC.M点和N点的磁感应强度大小均为2B0sinθD.在线段MN上有磁感应强度为零的点答案AC解析作出两根导线在M、N两处产生的磁感应强度的图示，并根据平行四边形定则求出合磁感应强度，M、N两处磁感应强度相同，大小为B＝2B0sinθ，选项A正确、B错误，选项C正确；线段MN 上各点磁感应强度方向均水平向右且不为零，选项D错误。
8.质量为m的金属细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上，在如图所示的A、B、C、D四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是()答案CD解析选项A中，通电细杆可能受重力、安培力、导轨的弹力作用处于静止状态，如图甲所示，所以杆与导轨间的摩擦力可能为零。
当安培力变大或变小时，细杆有上滑或下滑的趋势，于是有静摩擦力产生。
选项B中，通电细杆可能受重力、安培力作用处于静止状态，如图乙所示，所以杆与导轨间的摩擦力可能为零。
当安培力减小时，细杆还受到导轨的弹力和沿导轨向上的静摩擦力，也可能处于静止状态。
选项C和D中，通电细杆受重力、安培力、导轨弹力作用具有下滑趋势，故一定受到沿导轨向上的静摩擦力，如图丙、丁所示，所以杆与导轨间的摩擦力一定不为零。
故正确答案为C、D。
9．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且足够长的水平光滑导轨上，电流方向由M指向N，在两导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，若磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，则下列说法正确的是()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.导线一直做加速度不变的匀加速直线运动D.在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小答案AD解析由安培力的表达式F＝BIL结合题图乙可知，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大小方向均不变，加速度大小方向均不变，由于初速度为零，所以导线在水平方向上向右做匀加速直线运动；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，导线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，B、C错误。
10.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＝20 cm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，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度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，sin53°＝0.8，g＝10 m/s2，则()A．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解析导体棒向右沿圆弧摆动，说明受到向右的安培力，由左手定则知该磁场方向一定竖直向下，A对；导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功，由动能定理知BIL·L sinθ－mgL(1－cosθ)＝0，代入数值得导体棒中的电流为I＝3 A，由E＝IR得电源电动势E＝3.0 V，B 对；由F＝BIL得导体棒在摆动过程中所受安培力F＝0.3 N，C错；由能量守恒定律知电源提供的电能W等于电路中产生的焦耳热Q和导体棒重力势能的增加量ΔE的和，即W＝Q＋ΔE，而ΔE＝mgL(1－cosθ)＝0.048 J，D错。
二、非选择题(本题共2小题，共40分)11．(20分)如图所示，在磁感应强度B＝1.0 T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ＝37°角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab。
已知接在滑轨中的电源电动势E＝12 V，内阻不计。
ab杆长L＝0.5 m，质量m＝0.2 kg，杆与滑轨间的动摩擦因数μ＝0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计。
求：要使ab杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化？(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果保留一位有效数字)答案 3 Ω≤R≤5 Ω解析分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图，如图所示。
当ab杆恰好不下滑时，如图甲所示。
由平衡条件得沿斜面方向mg sinθ＝μF N1＋F安1cosθ垂直斜面方向F N1＝mg cosθ＋F安1sinθ而F安1＝B ER1L，解得R1＝5 Ω。