全國通用版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí)-第九章-磁場(chǎng)-第24講-磁場(chǎng)-安培力學(xué)案

1、第24講磁場(chǎng)安培力考綱要求考情分析命題趨勢(shì)1.磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線2通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向3安培力、安培力的方向4勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力2017全國卷，192017全國卷，182016北京卷，17高考對(duì)本節(jié)內(nèi)容的考查主要是以選擇題的形式考查磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培定則、安培力有時(shí)也出現(xiàn)涉及安培力的計(jì)算題，但一般難度不大說明：安培力的計(jì)算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的情形1磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)磁場(chǎng)的基本性質(zhì)磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有_磁力_的作用(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度物理意義：描述磁場(chǎng)的_強(qiáng)弱和方向_.定義式：_B_(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng))方向：小磁針靜止時(shí)N極的指向.單位：_特斯拉_，

2、符號(hào)T.(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小_處處相等_、方向_處處相同_的磁場(chǎng)稱為勻強(qiáng)磁場(chǎng)特點(diǎn)：疏密程度相同、方向相同的平行直線(4)地磁場(chǎng)地磁的N極在地理_南極_附近，S極在地理_北極_附近，磁感線分布如圖所示在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度_大小相等_，且方向水平_向北_.2磁感線和電流周圍的磁場(chǎng)(1)磁感線的特點(diǎn)磁感線上某點(diǎn)的_切線方向_就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向磁感線的疏密程度定性地表示磁場(chǎng)的_強(qiáng)弱_，在磁感線較密的地方磁場(chǎng)_較強(qiáng)_；在磁感線較疏的地方磁場(chǎng)_較弱_.磁感線是閉合曲線，沒有起點(diǎn)和終點(diǎn)在磁體外部，從_N極_指向_S極_，在磁體內(nèi)部，由_S極_指向_N極_.同一

3、磁場(chǎng)的磁感線不_中斷_、不_相交_、不相切磁感線是假想的曲線，客觀上不存在(2)電流周圍的磁場(chǎng)(安培定則) 磁場(chǎng)項(xiàng)目 直線電流的磁場(chǎng)通電螺線管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)特點(diǎn)無磁極、非勻強(qiáng)磁場(chǎng)且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且磁場(chǎng)最強(qiáng)，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱安培定則3安培力的大小和方向(1)大小若IB時(shí)，_F0_；若IB時(shí)，F(xiàn)BIl.(2)方向總垂直于_B、I_所決定的平面，即一定垂直于B和I，但B與I不一定垂直可以用左手定則來判定：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指_垂直_，并且都跟手掌在_同一平面內(nèi)_，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線_

4、垂直穿入手心_，使伸開的四指指向_電流_的方向，那么，_拇指_所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向(3)兩平行通電導(dǎo)線間的作用同向電流相互_吸引_，反向電流相互_排斥_.1判斷正誤(1)磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的強(qiáng)弱有關(guān)()(2)將通電導(dǎo)線放人磁場(chǎng)中，若不受安培力，說明該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零()(3)磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受磁場(chǎng)力的方向一致()(4)通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方所受安培力越大()(5)磁感線是客觀存在的，磁感線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向()(6)相鄰兩條磁感線之間的空白區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度為零()(7)安培力可能做正功

5、，也可能做負(fù)功()(8)地磁的N極在地球南極附近，赤道表面附近的地磁場(chǎng)可近似認(rèn)為平行地面向北()一安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)的疊加1安培定則的應(yīng)用在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”.因果磁場(chǎng)原因(電流方向)結(jié)果(磁場(chǎng)方向)直線電流的磁場(chǎng)大拇指四指環(huán)形電流的磁場(chǎng)四指大拇指2磁場(chǎng)的疊加磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，合成與分解遵循平行四邊形定則例1(2017全國卷)如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩長直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l.在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí)，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零如果讓P中的電流反向、其他條件不變

6、，則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為(C)A0 BB0 CB0 D2B0解析兩導(dǎo)線中通電流I時(shí)，兩電流在a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量合為0，則兩電流磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和為B0，如圖甲得BB0.P中電流反向后，如圖乙，B合BB0，B合與B0的矢量和為B總B0，故選項(xiàng)C正確分析磁場(chǎng)的疊加的思路(1)根據(jù)安培定則確定通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的方向(2)磁場(chǎng)中每一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁感線的切線方向(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，多個(gè)通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加時(shí)，合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各場(chǎng)源單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和二安培力的分析和計(jì)算1計(jì)算安培力公式FBIL，應(yīng)用時(shí)要注意(1)B與L垂直；(2)L是

7、有效長度公式FILB中L指的是“有效長度”當(dāng)B與I垂直時(shí)，F(xiàn)最大，F(xiàn)ILB；當(dāng)B與I平行時(shí)，F(xiàn)0.彎曲導(dǎo)線的有效長度L，等于連接兩端點(diǎn)線段的長度(如圖所示)，相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端閉合線圈通電后，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到的安培力的矢量和為零2方向：根據(jù)左手定則判斷例2(2017全國卷)(多選)如圖，三根相互平行的固定長直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反下列說法正確的是(BC)AL1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在平面垂直BL3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3單位長度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為11DL1、L2

8、和L3單位長度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為1解析因三根導(dǎo)線中電流相等、兩兩等距則由對(duì)稱性可知兩兩之間的作用力大小均相等因平行電流間同向吸引、反向排斥，各導(dǎo)線受力如圖所示，由圖中幾何關(guān)系可知，L1所受磁場(chǎng)作用力F1的方向與L2、L3所在平面平行，L3所受磁場(chǎng)作用力F3的方向與L1、L2所在平面垂直，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確設(shè)單位長度的導(dǎo)線兩兩之間作用力的大小為F，則由幾何關(guān)系可得L1、L2單位長度所受的磁場(chǎng)作用力大小為2Fcos 60F，L3單位長度所受的磁場(chǎng)作用力大小為2Fcos 30F，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤三對(duì)安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)問題的探究1導(dǎo)體的平衡問題通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到安培力的作用而處于平衡狀

9、態(tài)，此類問題要?dú)w結(jié)為力學(xué)問題，通過受力分析，列平衡方程求解受力分析時(shí)，仍然遵循確定研究對(duì)象、按一定順序分析受力的原則需要注意的是，安培力方向的確定、安培力大小的計(jì)算要和左手定則、歐姆定律等知識(shí)相聯(lián)系2導(dǎo)線或線圈在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的變速運(yùn)動(dòng)此類問題中，關(guān)于安培力方向的判斷是一個(gè)難點(diǎn)，常用的方法有：(1)電流元法：即把整段電流等效為很多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向(2)特殊值分析法：把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷所受安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向(3)等效法：環(huán)形電流可以等效成小磁針，通電螺線管可等效為很多

10、環(huán)形電流(4)利用已知的一些相關(guān)結(jié)論法：兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，方向相同時(shí)相互吸引，方向相反時(shí)相互排斥兩電流不平行時(shí)有轉(zhuǎn)動(dòng)到平行方向相同的趨勢(shì)例3如圖所示，長為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，置于傾角為的光滑斜面上導(dǎo)體棒與斜面的水平底邊始終平行已知導(dǎo)體棒通以從b向a的電流，電流為I，重力加速度為g.(1)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，為使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?2)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小、方向都可以改變，要使導(dǎo)體棒能靜止在斜面上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和對(duì)應(yīng)的方向思維導(dǎo)引分析導(dǎo)體棒所受安培力方向選擇觀察方向，分析導(dǎo)體棒受幾個(gè)力的作用，并畫出其平面受力圖解析(1)導(dǎo)體棒受力如圖甲所示，由平

11、衡條件得mgsin BILcos ，解得Btan .(2)如圖乙所示，當(dāng)安培力平行斜面向上，安培力和重力沿斜面的分力平衡時(shí)，安培力最小，有mgsin BIL，解得Bsin .由左手定則可知磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直斜面向上答案(1)tan (2)sin 方向垂直斜面向上求解安培力作用下導(dǎo)體棒平衡問題的基本思路求解關(guān)鍵電磁問題力學(xué)化立體圖形平面化求解極值數(shù)學(xué)化1如圖甲所示，a、b兩平行直導(dǎo)線中通有相同的電流，當(dāng)兩通電導(dǎo)線垂直圓平面放置于圓周上，且兩導(dǎo)線與圓心連線的夾角為60時(shí)，圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.如圖乙所示，c導(dǎo)線中通有與a、b導(dǎo)線完全相同的電流，a、b、c垂直圓平面放置在圓周上，且a、b兩

12、導(dǎo)線與圓心連線的夾角為120，b、c兩導(dǎo)線與圓心連線的夾角為30，則此時(shí)圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(A)AB BB C0 DB2(2017上海楊浦區(qū)模擬)如圖所示，質(zhì)量m0.5 kg的通電導(dǎo)體棒在安培力作用下靜止在傾角為37、寬度L1 m的光滑絕緣框架上，磁場(chǎng)方向垂直于框架平面向下(磁場(chǎng)僅存在于絕緣框架內(nèi))右側(cè)回路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E8 V、內(nèi)阻r1 ，額定功率為8 W、額定電壓為4 V的電動(dòng)機(jī)M正常工作取sin 370.6，cos 370.8，重力加速度大小g10 m/s2，則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(C)A2 T B1.73 T C1.5 T D1 T解析電動(dòng)機(jī)M正常工作時(shí)的電流I12 A，電源

13、內(nèi)阻上的電壓UEU8 V4 V4 V，根據(jù)歐姆定律得干路中的電流I4 A，通過導(dǎo)體棒的電流I2II12 A，導(dǎo)體棒受力平衡，有BI2Lmgsin 37，得B1.5 T，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤3(多選)有一根質(zhì)量為m、長度為d的通有水平向里的電流I的直導(dǎo)體棒，被長度為L的輕質(zhì)絕緣細(xì)線懸掛在天花板上在此空間加上豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，若保持直導(dǎo)體捧中的電流I始終不變，則(BC)A細(xì)線偏離豎直方向的夾角最大為30B細(xì)線偏離豎直方向的夾角最大為60C在導(dǎo)體棒擺動(dòng)過程中細(xì)線上拉力最大為2(1)mgD在導(dǎo)體棒擺動(dòng)過程中細(xì)線上拉力最大為解析導(dǎo)體棒靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角設(shè)為，根據(jù)平

14、衡有BIdmgtan ，解得30，根據(jù)對(duì)稱性(類比重力場(chǎng))可知細(xì)線與豎直方向夾角最大為260，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；類比重力場(chǎng)可知導(dǎo)體棒在經(jīng)過平衡位置時(shí)細(xì)線上拉力最大，設(shè)為Fm，重力和安培力的合力為F，經(jīng)過平衡位置時(shí)速度大小設(shè)為v，應(yīng)用動(dòng)能定理有FL(1cos )mv2，應(yīng)用向心力公式有FmF，解得Fm2(1)mg，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，C正確4(多選)如圖所示，兩根平行長直導(dǎo)線相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定電流a、b、c是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三點(diǎn)，左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為l、l和3l.關(guān)于這三點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列判斷正確的是(AD)Aa處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大Bb、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等

15、Ca、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同Db處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零解析兩根導(dǎo)線在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直紙面向里，在c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直紙面向外，a處距左邊導(dǎo)線為，距右邊導(dǎo)線為，c處距左邊導(dǎo)線為3l，距右邊導(dǎo)線為l，而兩導(dǎo)線中電流大小相等，距離電流越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，故a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；左邊導(dǎo)線在b處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向外，右邊導(dǎo)線在b處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里，兩者與b處距離均為l，故b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)D正確，B錯(cuò)誤例1(8分)如圖所示，導(dǎo)體桿ab的質(zhì)量為m，電阻為R，放置在與水平面夾角為的傾斜金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為d，電阻不計(jì)，系統(tǒng)處在豎直向上的勻

16、強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電池內(nèi)阻不計(jì)問：(1)若導(dǎo)軌光滑，電源電動(dòng)勢(shì)E為多大才能使導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上？(2)若桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且不通電時(shí)導(dǎo)體桿不能靜止在導(dǎo)軌上，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，要使桿靜止在導(dǎo)軌上，電源電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為多大？答題送檢來自閱卷名師報(bào)告錯(cuò)誤致錯(cuò)原因扣分(2)通電導(dǎo)線在安培力作用下的平衡問題中，因安培力的變化，可能導(dǎo)致摩擦力方向和大小的變化，應(yīng)充分考慮，嚴(yán)密分析，特別要善于正確地進(jìn)行受力分析，將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖分析桿靜止在導(dǎo)軌上時(shí)，只考慮了桿所受摩擦力，沿導(dǎo)軌向上，而忽視了沿導(dǎo)軌向下的情形導(dǎo)致漏解.4規(guī)范答題 解析 (1)從b向a看可以畫出如圖甲所示的平面圖F安m

17、gtan ，F(xiàn)安BId，EIR，由以上各式可得E.(2)當(dāng)導(dǎo)軌不光滑時(shí)，摩擦力有兩種可能：一種是沿斜面向上，受力情況如圖乙所示，采用正交分解法mgsin FfF安cos ，F(xiàn)Nmgcos F安sin ，F(xiàn)fFN，F(xiàn)安BId，EIR，由以上各式可得E.另一種情況是摩擦力沿斜面向下，同理可得E，綜上所述，電源電動(dòng)勢(shì)的取值范圍是EEE.答案(1)(4分)(2)E(4分)例2(6分)長10 cm的通電直導(dǎo)線，通以1 A的電流，在磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向都一樣的空間(勻強(qiáng)磁場(chǎng))中某處受到的磁場(chǎng)力為0.4 N，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A等于4TB大于或等于4 TC小于或等于4 TD上述說法都錯(cuò)誤答題送檢來自閱卷名

18、師報(bào)告錯(cuò)誤致錯(cuò)原因扣分A將磁場(chǎng)力與電場(chǎng)力視為等同，忽視了磁場(chǎng)力的產(chǎn)生、大小與電流跟磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān)，思維嚴(yán)密性欠佳只有當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，才能直接應(yīng)用公式B，在這一點(diǎn)上磁場(chǎng)與電場(chǎng)是不一樣的6規(guī)范答題 解析 題目中沒有給出導(dǎo)線如何放置，若導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，則由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式得出BT4 T；若導(dǎo)線放置時(shí)沒與磁場(chǎng)垂直，此時(shí)受到的磁場(chǎng)力為0.4 N，則若讓此導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，受到的磁場(chǎng)力將大于0.4 N，根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B可知此處磁感應(yīng)強(qiáng)度將大于4 T，所以選項(xiàng)B正確答案B1(多選)如圖所示，平行于紙面水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B11 T位于紙面內(nèi)的細(xì)直導(dǎo)線，長L1 m，通有I1 A的恒定

19、電流當(dāng)導(dǎo)線與B1成60角時(shí)，發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零，則該區(qū)域同時(shí)存在的另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的可能值是(BCD)A T B T C1 T D T解析當(dāng)導(dǎo)線與B1成60角時(shí)，發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零，說明該區(qū)域同時(shí)存在的另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2與B1的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿導(dǎo)線方向，根據(jù)矢量合成的三角形定則，可知B2B1sin 60 T，所以B2的值不可能為T，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B、C、D正確2如圖所示，O為圓心，和是半徑分別為ON、OM的同心圓弧，在O處垂直紙面有一載流直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向外用一根導(dǎo)線圍成如圖中KLMN所示的回路，當(dāng)回路中沿圖示方向通過電流時(shí)(電源未在圖中畫出)，此時(shí)回路(D)A

20、將向左平動(dòng)B將向右平動(dòng)C將在紙面內(nèi)繞通過O點(diǎn)并垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)D KL邊垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)，MN邊垂直紙面向里運(yùn)動(dòng)解析可以先畫出電流I1的磁場(chǎng)分布圖，再分析回路的每個(gè)邊的受力情況，容易知道選項(xiàng)D正確3(多選)如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，放置一根長為L、質(zhì)量為m、通入電流為I的導(dǎo)線，若使導(dǎo)線靜止，應(yīng)該在斜面上施加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向?yàn)?AC)AB，方向垂直斜面向下BB，方向垂直斜面向上CB，方向豎直向下DB，方向水平向右解析根據(jù)電流方向和各選項(xiàng)所給定磁場(chǎng)方向的關(guān)系，可以確定通電導(dǎo)線所受安培力分別如答圖所示又因?yàn)閷?dǎo)線還受重力mg和支持力FN，根據(jù)力的平衡知，只有甲、丙兩種情況是可能

21、的，甲中Fmgsin ，則B，丙中Fmgtan ，則B.故選項(xiàng)A、C正確，B、D錯(cuò)誤1.(2017遼寧沈陽模擬)(多選)如圖所示，質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒MN電阻為R，初始時(shí)靜止于電阻不計(jì)的光滑的水平金屬軌道上，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其方向與軌道平面成角斜向上方，開關(guān)閉合后導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)，則(BD)A導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)B開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為C開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為D開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN的加速度為解析磁場(chǎng)方向與導(dǎo)體棒垂直，導(dǎo)體棒所受安培力FBIL，方向垂直于磁場(chǎng)方向與電流方向所確定的平面斜向下，其有水平向右的分量，導(dǎo)體棒將向右運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A、C

22、錯(cuò)誤，B正確導(dǎo)體棒所受的合力F合Fcos(90)Fsin ，由a得a，選項(xiàng)D正確2(多選)如圖所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置，間距為L，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.垂直于導(dǎo)軌水平對(duì)稱放置一根均勻金屬棒從t0時(shí)刻起，棒上有如圖乙所示的持續(xù)交變電流I，周期為T，最大值為Im，圖甲中I所示方向?yàn)殡娏髡较騽t金屬棒(ABC)A一直向右移動(dòng)B速度隨時(shí)間周期性變化C受到的安培力隨時(shí)間周期性變化D受到的安培力在一個(gè)周期內(nèi)做正功解析根據(jù)題意得出vt圖象如圖所示，金屬棒一直向右運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確速度隨時(shí)間做周期性變化，選項(xiàng)B正確據(jù)F安BIL及左手定則可判定，F(xiàn)安大小不變，方向做周期性變化，則選項(xiàng)C正

23、確F安在前半周期做正功，后半周期做負(fù)功，則選項(xiàng)D錯(cuò)誤3音圈電機(jī)是一種應(yīng)用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特殊電動(dòng)機(jī)如圖所示是某音圈電機(jī)的原理示意圖，它由一對(duì)正對(duì)的磁極和一個(gè)正方形剛性線圈構(gòu)成，線圈邊長為L，匝數(shù)為n，磁極正對(duì)區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于線圈平面豎直向下，大小為B，區(qū)域外的磁場(chǎng)忽略不計(jì)線圈左邊始終在磁場(chǎng)外，右邊始終在磁場(chǎng)內(nèi)，前后兩邊在磁場(chǎng)內(nèi)的長度始終相等某時(shí)刻線圈中電流從P流向Q，大小為I.(1)求此時(shí)線圈所受安培力的大小和方向；(2)若此時(shí)線圈水平向右運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，求安培力的功率解析(1)由安培力表達(dá)式FBIL可知，線圈所受的安培力FnBIL.由左手定則可判斷安培力方向水平向右(2)

24、由功率公式PFv可知，安培力的功率PnBILv.答案(1)nBIL水平向右(2)nBILv4如圖，一長為10 cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1 T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣金屬棒通過開關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12 V的電池相連，電路總電阻為2 .已知開關(guān)斷開時(shí)兩彈簧的伸長量為0.5 cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時(shí)相比均改變了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量解析依題意，開關(guān)閉合后，電流方向從b到a，由左手定則可知，金屬棒所受的安

25、培力方向豎直向下開關(guān)斷開時(shí)，兩彈簧各自相對(duì)于其原長伸長了l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡條件得2kl1mg，式中，m為金屬棒的質(zhì)量，k是彈簧的勁度系數(shù)，g是重力加速度的大小開關(guān)閉合后，金屬棒所受安培力的大小為FIBL，式中，I是回路電流，L是金屬棒的長度兩彈簧各自再伸長了l20.3 cm，由胡克定律和力的平衡條件得2k(l1l2)mgF，由歐姆定律有EIR, 式中，E是電池的電動(dòng)勢(shì)，R是電路總電阻聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得m0.01 kg.答案安培力的方向豎直向下，金屬棒的質(zhì)量為0.01 kg課時(shí)達(dá)標(biāo)第24講解密考綱主要考查對(duì)磁場(chǎng)的理解、磁場(chǎng)的疊加、安培力的方向和決定安培力大小的因素1如圖

26、所示是磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線，則(B)Aa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，BaBbBa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，BaBbC同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大D同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小解析根據(jù)磁感線的疏密程度可以判斷出a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，BaBb，即選項(xiàng)B正確；同一通電導(dǎo)線放在a處受力的情況大小不確定，因?yàn)榉湃霑r(shí)的位置(即放入時(shí)與磁感線所成的方向)不確定，則其受安培力的大小就不確定2已知地磁場(chǎng)的水平分量為B，利用這一值可以測(cè)定某一弱磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，如圖所示為測(cè)定通電線圈中央一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)方法：先將未通電線圈平面固定于南北方向豎直平面內(nèi)，中

27、央放一枚小磁針，N極指向北方；給線圈通電，此時(shí)小磁針N極指北偏東角后靜止，由此可以確定線圈中電流方向(由東向西看)與線圈中央的合磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為(C)A順時(shí)針B順時(shí)針C逆時(shí)針D逆時(shí)針解析通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向東，由安培定則可知電流沿逆時(shí)針方向(由東向西看)；磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，根據(jù)其疊加原理可得BBcos (B為合磁感應(yīng)強(qiáng)度)，所以B.選項(xiàng)C正確3如圖所示，一個(gè)邊長l、三邊電阻相同的正三角形金屬框放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中若通以圖示方向的電流(從A點(diǎn)流入，從C點(diǎn)流出)，電流為I，則金屬框受到的磁場(chǎng)力為(B)A0BIlBCIlBD2IlB解析可以把正三角形金屬框看作兩根導(dǎo)線并聯(lián)，且兩根導(dǎo)線

28、中的總電流等于I，由安培力公式可知，金屬框受到的磁場(chǎng)力為IlB，選項(xiàng)B正確4圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的4個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示，一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是(B)A向上B向下C向左D向右解析根據(jù)右手螺旋定則，可判斷a、b、c、d四根導(dǎo)線中的電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如圖所示，a、b、c、d四根導(dǎo)線上電流大小相同，故O點(diǎn)的合磁場(chǎng)方向向左根據(jù)左手定則，可判斷該粒子所受洛倫茲力方向向下，故選項(xiàng)B正確5(多選)圖中裝置可演示磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行

29、金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿當(dāng)電磁鐵線圈兩端a、b，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí)，L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)下列說法正確的是(BD)A若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng)B若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng)C若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動(dòng)D若a接負(fù)極，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動(dòng)解析若a接正極，b接負(fù)極，則電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，若e接正極，f接負(fù)極，由左手定則可判斷金屬桿所受安培力方向向左，故向左滑動(dòng)；若e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確若a接負(fù)極，b接正極，則電磁鐵產(chǎn)生的

30、磁場(chǎng)方向向下；若e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確6(多選)如圖所示，質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O，并處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時(shí)，懸線與豎直方向夾角為.則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為(BC)Az正向，tan By正向，Cz負(fù)向，tan D沿懸線向上，sin 解析受力平面圖如圖，對(duì)于選項(xiàng)A，安培力水平向內(nèi)，三個(gè)合力不可能為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)于選項(xiàng)B，安培力豎直向上，當(dāng)安培力BILmg時(shí)，可以平衡，此時(shí)B，選項(xiàng)B正確；對(duì)于選項(xiàng)C，安培力水平向外，三力平衡時(shí)安培力BILmgtan ，此時(shí)Btan ，選項(xiàng)C正確；對(duì)于選項(xiàng)D，安培力

31、垂直于懸線的方向向內(nèi)，三力不可能平衡，選項(xiàng)D錯(cuò)誤7圖甲是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)示意圖，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻輻向分布的，線圈中a、b兩條導(dǎo)線的長均為l，通有方向如圖乙所示的電流I，兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.則(D)A該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)B線圈平面總與磁場(chǎng)方向垂直C線圈將沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)Da、b導(dǎo)線受到的安培力的大小總為IlB解析該磁場(chǎng)是均勻輻向分布的，不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在圖示位置，a、b導(dǎo)線受到的安培力方向分別為向上、向下，大小均為IlB，合力為2BIl，線圈將沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確8已知通電長直導(dǎo)線周圍某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B

32、k，即磁感應(yīng)強(qiáng)度B與導(dǎo)線中的電流I成正比、與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離r成反比如圖所示，兩根平行長直導(dǎo)線相距為R，通以大小、方向均相同的電流規(guī)定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正，在0R區(qū)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨r變化的圖線可能是(C)解析根據(jù)安培定則可知兩根平行長直導(dǎo)線上的電流在兩根導(dǎo)線間產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相反，又由Bk可知，在其連線的中點(diǎn)即r處，兩根導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；在0范圍內(nèi)，左邊導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生的垂直紙面向里的磁場(chǎng)要強(qiáng)于右邊導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生的垂直紙面向外的磁場(chǎng)，則合場(chǎng)強(qiáng)的方向垂直紙面向里，為正值，同理靠近右邊導(dǎo)線處，合磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，為負(fù)值，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤9分別置于a、b兩處的長直導(dǎo)線垂直紙面放置，通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，a、b、c、d在一條直線上，且accbbd.已知c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2.若將b處導(dǎo)線的電流切斷，則(A)Ac點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽1，d點(diǎn)的磁感應(yīng)