高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場 第1節(jié) 磁場的描述 磁場對(duì)電流的作用(2021年最新整理)

1、2018版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場 第1節(jié) 磁場的描述 磁場對(duì)電流的作用2018版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場 第1節(jié) 磁場的描述 磁場對(duì)電流的作用 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（2018版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場 第1節(jié) 磁場的描述 磁場對(duì)電流的作用）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時(shí)也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進(jìn)步

2、，以下為2018版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場 第1節(jié) 磁場的描述 磁場對(duì)電流的作用的全部內(nèi)容。20第1節(jié) 磁場的描述 磁場對(duì)電流的作用第八章 磁場全國卷考情分析基礎(chǔ)考點(diǎn)?？伎键c(diǎn)（20132016考情統(tǒng)計(jì)）命題概率常考角度通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向()洛倫茲力、洛倫茲力的方向(）洛倫茲力公式（）以上3個(gè)考點(diǎn)未曾獨(dú)立命題磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線()15卷t18(6分）獨(dú)立命題概率15%（1）電流的磁場及安培定則的應(yīng)用(2)安培力、洛倫茲力的理解及應(yīng)用（3)帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)問題(4)帶電粒子在有界磁場中的多解與臨界問題（5)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)問題(6)洛倫茲力在現(xiàn)代科技中

3、的應(yīng)用安培力、安培力的方向(）15卷t24(12分)綜合命題概率40勻強(qiáng)磁場中的安培力（）14卷t15（6分)獨(dú)立命題概率25%質(zhì)譜儀和回旋加速器()16乙卷t15(6分）綜合命題概率30帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)()16甲卷t18(6分)，16丙卷t18(6分)，15卷t14（6分)，15卷t19（6分)，14卷t16(6分），14卷t20(6分），13卷t18(6分），13卷t17（6分)獨(dú)立命題概率100綜合命題概率100第1節(jié)磁場的描述_磁場對(duì)電流的作用(1）磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況無關(guān)。()（2)磁場中某點(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

4、場力的方向一致.（）（3)垂直磁場放置的線圈面積減小時(shí)，穿過線圈的磁通量可能增大。（)（4）小磁針n極所指的方向就是該處磁場的方向.(）（5)在同一幅圖中，磁感線越密,磁場越強(qiáng)。（）(6)將通電導(dǎo)線放入磁場中，若不受安培力，說明該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。（)（7)安培力可能做正功，也可能做負(fù)功。()1820年,丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為電流的磁效應(yīng)。突破點(diǎn)(一）對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解1理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的三點(diǎn)注意事項(xiàng)（1)磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定,因此不能根據(jù)定義式b認(rèn)為b與f成正比，與il成反比。（2)測量磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)小段通電導(dǎo)線必須垂直磁場放入,如果平行磁場放入，則所受安

5、培力為零，但不能說該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，其方向?yàn)榉湃肫渲械男〈裴榥極的受力方向，也是自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止時(shí)n極的指向。2磁感應(yīng)強(qiáng)度b與電場強(qiáng)度e的比較磁感應(yīng)強(qiáng)度b電場強(qiáng)度e物理意義描述磁場強(qiáng)弱的物理量描述電場強(qiáng)弱的物理量定義式b（l與b垂直）e方向磁感線切線方向,小磁針n極受力方向(靜止時(shí)n極所指方向）電場線切線方向，正電荷受力方向大小決定因素由磁場決定，與電流元無關(guān)由電場決定,與檢驗(yàn)電荷無關(guān)場的疊加合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和合電場強(qiáng)度等于各電場的電場強(qiáng)度的矢量和3地磁場的特點(diǎn)（1)在地理兩極附近磁場最強(qiáng)，赤道處磁場最弱.（2)地磁場的n極在地理南極附近

6、，地磁場的s極在地理北極附近。(3)在赤道平面（地磁場的中性面）附近，距離地球表面相等的各點(diǎn)，地磁場的強(qiáng)弱程度相同，且方向水平。多角練通下列關(guān)于磁場或電場的說法正確的是_.通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定大放在勻強(qiáng)磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小無關(guān)電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強(qiáng)度為零一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用,則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零檢驗(yàn)電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力與檢驗(yàn)電荷本身電荷量的比值表征該點(diǎn)電場的強(qiáng)弱通電導(dǎo)線在磁場中某點(diǎn)受到的磁場力與導(dǎo)線長度和電流乘積的比值表征該

7、點(diǎn)磁場的強(qiáng)弱地磁場在地球表面附近大小是不變的地磁場的方向與地球表面平行磁場中某點(diǎn)磁場的方向?yàn)榉旁谠擖c(diǎn)的小磁針n極所指的方向地磁場的n極與地理南極完全重合答案:突破點(diǎn)(二）安培定則的應(yīng)用與磁場的疊加1常見磁體的磁感線2電流的磁場及安培定則直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場安培定則立體圖橫截面圖特點(diǎn)無磁極,非勻強(qiáng)，距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱兩側(cè)是n極和s極，與條形磁體的磁場類似,管內(nèi)可看作勻強(qiáng)磁場，管外是非勻強(qiáng)磁場兩側(cè)是n極和s極，圓環(huán)內(nèi)側(cè)，離導(dǎo)線越近，磁場越強(qiáng)；圓環(huán)外側(cè)離圓環(huán)越遠(yuǎn)，磁場越弱3安培定則的應(yīng)用在運(yùn)用安培定則時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”，電流是“因,磁場是“果”，既可以由“因”判斷“果”

8、，也可以由“果”追溯“因”。原因（電流方向）結(jié)果（磁場方向)直線電流的磁場大拇指四指環(huán)形電流的磁場四指大拇指4磁場的疊加磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，合成與分解遵循平行四邊形定則。多角練通1(2017臨沂模擬)如圖所示，圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷,當(dāng)圓環(huán)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，以下說法正確的是()aa、b、c的n極都向紙里轉(zhuǎn)bb的n極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的n極向紙里轉(zhuǎn)cb、c的n極都向紙里轉(zhuǎn),而a的n極向紙外轉(zhuǎn)db的n極向紙里轉(zhuǎn),而a、c的n極向紙外轉(zhuǎn)解析：選b由于圓環(huán)帶負(fù)電荷,故當(dāng)圓環(huán)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，等效電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，由安培定則可判斷環(huán)內(nèi)磁場方向垂直紙面向外，環(huán)外磁場方

9、向垂直紙面向內(nèi)，磁場中某點(diǎn)的磁場方向即是放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)n極的指向,所以b的n極向紙外轉(zhuǎn)，a、c的n極向紙里轉(zhuǎn)。2(多選)（2014海南高考）如圖,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（)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：選ad對(duì)于通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場，根據(jù)其產(chǎn)生磁場的特點(diǎn)及安培定則，可知兩導(dǎo)線在b處產(chǎn)生的磁場等大反向，合磁場為零，b錯(cuò)誤，d正確；兩導(dǎo)線在a、c處

10、產(chǎn)生的磁場都是同向疊加的，但方向相反，c錯(cuò)誤；由于a離導(dǎo)線近，a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度比c處的大，a正確.3(2017德州模擬）指南針是我國古代的四大發(fā)明之一。當(dāng)指南針靜止時(shí)，其n極指向如圖中虛線（南北向)所示，若某一條件下該指南針靜止時(shí)n極指向如圖實(shí)線(n極指向北偏東）所示.則以下判斷正確的是（）a可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通由東向西的電流b可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通由西向東的電流c可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通由北向南的電流d可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置,通由南向北的電流解析：選c若指南針靜止時(shí)n極指向北偏東方向，則有一指向東的磁場，由安培定則知,可能在指南針上面有一導(dǎo)

11、線南北放置，通有由北向南的電流，故c正確。突破點(diǎn)(三）判定安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)1判定導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的基本思路判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢，首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場磁感線分布情況,然后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢的方向。2五種常用判定方法電流元法分割為電流元安培力方向整段導(dǎo)體所受合力方向運(yùn)動(dòng)方向特殊位置法在特殊位置安培力方向運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流小磁針條形磁鐵通電螺線管多個(gè)環(huán)形電流結(jié)論法同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運(yùn)動(dòng)或運(yùn)

12、動(dòng)趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向典例一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的線圈l1和一個(gè)固定的線圈l2互相絕緣垂直放置，且兩個(gè)線圈的圓心重合，如圖所示。當(dāng)兩線圈中通以圖示方向的電流時(shí)，從左向右看,線圈l1將(）a不動(dòng)b順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)c逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) d在紙面內(nèi)平動(dòng)方法規(guī)律（一)由題明3法基礎(chǔ)解法:（電流元法)把線圈l1沿水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸分成上下兩部分，每一部分又可以看成無數(shù)段直線電流元,電流元處在l2產(chǎn)生的磁場中,根據(jù)安培定則可知各電流元所在處的磁場方向向上，由左手定則可得，上半部分電流元所受安培力均指向紙外，下半部分電流元所受

13、安培力均指向紙內(nèi),因此從左向右看線圈l1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).能力解法一：(等效法)把線圈l1等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流i2的中心，小磁針的n極應(yīng)指向該點(diǎn)環(huán)形電流i2的磁場方向，由安培定則知i2產(chǎn)生的磁場方向在其中心處豎直向上，而l1等效成小磁針后，轉(zhuǎn)動(dòng)前，n極指向紙內(nèi)，因此小磁針的n極應(yīng)由指向紙內(nèi)轉(zhuǎn)為向上，所以從左向右看，線圈l1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).能力解法二：（結(jié)論法)環(huán)形電流i1、i2之間不平行，則必有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),直到兩環(huán)形電流同向平行為止。據(jù)此可得，從左向右看，線圈l1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。(二)方法選擇(1)如果通電導(dǎo)體為環(huán)形電流,則選用等效法較簡單.(2）如果只是判斷兩個(gè)通電導(dǎo)體之間的相互作用

14、情況,可選用結(jié)論法。(3)如果通電導(dǎo)體為直導(dǎo)線，則可選用電流元法和特殊位置法。集訓(xùn)沖關(guān)1。如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵n極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心，且垂直于線圈平面，當(dāng)線圈中通入如圖方向的電流后，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是（)a線圈向左運(yùn)動(dòng)b線圈向右運(yùn)動(dòng)c從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) d從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選a將環(huán)形電流等效成一條形磁鐵，根據(jù)異名磁極相互吸引知，線圈將向左運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)a正確。也可將左側(cè)條形磁鐵等效成一環(huán)形電流,根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，反向電流相排斥”，可判斷出線圈向左運(yùn)動(dòng)。故a正確。2(2017成都檢測)一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖所示，如果直

15、導(dǎo)線可以自由地運(yùn)動(dòng)且通以由a到b的電流，則關(guān)于導(dǎo)線ab受磁場力后的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法正確的是（)a從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管b從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管c從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管d從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管解析：選d由安培定則可判定通電螺線管產(chǎn)生的磁場方向，導(dǎo)線等效為oa、ob兩電流元，由左手定則可判定兩電流元所受安培力的方向，oa向紙外ob向紙里，所以從上向下看導(dǎo)線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)過90時(shí)再用左手定則可判定導(dǎo)線所受磁場力向下，即導(dǎo)線在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要靠近螺線管，d對(duì)。3.如圖所示，一通電金屬環(huán)固定在絕緣的水平面上,在其左端放置一可繞中點(diǎn)o自由轉(zhuǎn)動(dòng)且可在水平方向自

16、由移動(dòng)的豎直金屬棒，中點(diǎn)o與金屬環(huán)在同一水平面內(nèi),當(dāng)在金屬環(huán)與金屬棒中通有圖中所示方向的電流時(shí)，則(）a金屬棒始終靜止不動(dòng)b金屬棒的上半部分向紙面外轉(zhuǎn)，下半部分向紙面里轉(zhuǎn)，同時(shí)靠近金屬環(huán)c金屬棒的上半部分向紙面里轉(zhuǎn)，下半部分向紙面外轉(zhuǎn)，同時(shí)靠近金屬環(huán)d金屬棒的上半部分向紙面里轉(zhuǎn)，下半部分向紙面外轉(zhuǎn)，同時(shí)遠(yuǎn)離金屬環(huán)解析：選b由通電金屬環(huán)產(chǎn)生的磁場特點(diǎn)可知，其在金屬棒的上半部分產(chǎn)生有水平向左的磁場分量，由左手定則可判斷金屬棒上半部分受到方向向外的安培力,故向紙面外轉(zhuǎn)；同理可判斷金屬棒的下半部分向紙面里轉(zhuǎn).當(dāng)金屬棒開始轉(zhuǎn)動(dòng)到轉(zhuǎn)至水平面時(shí)，由同向電流相吸，反向電流相斥可知，金屬棒在靠近金屬環(huán),b正確。

17、突破點(diǎn)（四)安培力作用下的平衡、加速問題1安培力公式fbil中安培力、磁感應(yīng)強(qiáng)度和電流兩兩垂直,且l是通電導(dǎo)線的有效長度.2通電導(dǎo)線在磁場中的平衡和加速問題的分析思路（1)選定研究對(duì)象;(2)變?nèi)S為二維，如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖,其中安培力的方向要注意f安b、f安i；（3)列平衡方程或牛頓第二定律方程進(jìn)行求解。典例（2015全國卷)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)磁場中；磁場的磁感應(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)勢為12 v的電池相連，電路總電阻為 2 。已知開關(guān)斷

18、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fbil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2

19、k(l1l2）mgf由歐姆定律有eir式中，e是電池的電動(dòng)勢,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易錯(cuò)提醒（1）本題中安培力的方向易判斷錯(cuò)誤。（2）開關(guān)閉合后，彈簧的伸長量為（0.50.3）cm，不是0。3 cm或(0.50。3）cm。(3)導(dǎo)體棒所受彈簧的彈力為2kx而不是kx。集訓(xùn)沖關(guān)1（2017安慶模擬）如圖所示,厚度均勻的木板放在水平地面上,木板上放置兩個(gè)相同的條形磁鐵，兩磁鐵的n極正對(duì)。在兩磁鐵豎直對(duì)稱軸上的c點(diǎn)固定一垂直于紙面的長直導(dǎo)線,并通以垂直紙面向里的恒定電流，木板和磁鐵始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則(）a導(dǎo)線

20、受到的安培力豎直向上，木板受到地面的摩擦力水平向右b導(dǎo)線受到的安培力豎直向下，木板受到地面的摩擦力水平向左c導(dǎo)線受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右d導(dǎo)線受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力為零解析:選c做出兩磁鐵的磁場經(jīng)過c點(diǎn)的磁感線，并標(biāo)出兩磁場在c點(diǎn)的磁場方向,由矢量合成可知，合磁場的方向豎直向上，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)線受到的安培力水平向右，a、b錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第三定律可知，木板和磁鐵組成的整體受到通電導(dǎo)線對(duì)它們水平向左的作用力，因此木板受到地面的摩擦力的方向水平向右，c正確，d錯(cuò)誤。2.（2017晉中摸底)如圖所示為電流天平,可以用來測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，它的右

21、臂掛著矩形線圈,匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為l，處于勻強(qiáng)磁場內(nèi)，勻強(qiáng)磁場的方向與線圈平面垂直。當(dāng)線圈中通過電流i時(shí),調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡，然后使電流反向，大小不變，這時(shí)需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再次達(dá)到新的平衡.（1）若線圈串聯(lián)一個(gè)電阻r連接到電壓為u的穩(wěn)定電源上，已知線圈電阻為r，當(dāng)線圈中通過電流i時(shí)，請(qǐng)用題給的物理量符號(hào)表示出電阻r的大小。(2)請(qǐng)用重力加速度g和n、m、l、i導(dǎo)出b的表達(dá)式.解析：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得i=解得r=-r.（2)根據(jù)平衡條件有:mg=2nbil得b=。答案：(1) -r(2) 安培力作用下的功能關(guān)系安培力和重力、彈力、摩擦力一樣，會(huì)使

22、通電導(dǎo)體在磁場中平衡、轉(zhuǎn)動(dòng)、加速，也會(huì)涉及做功問題。解答時(shí)一般要用到動(dòng)能定理、能量守恒定律等。（一)周期性變化的安培力做功問題1(多選）(2014浙江高考)如圖甲所示,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，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?。則金屬棒（）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：選abc由左手定則可知，金屬棒一開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電流反向以后，金屬棒開始做勻減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過

23、一個(gè)周期速度變?yōu)?，然后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng),所以選項(xiàng)a、b正確；安培力fbil，由圖像可知前半個(gè)周期安培力水平向右，后半個(gè)周期安培力水平向左，不斷重復(fù)，選項(xiàng)c正確;一個(gè)周期內(nèi)，金屬棒初、末速度相同,由動(dòng)能定理可知安培力在一個(gè)周期內(nèi)不做功，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。（二）電磁炮中的功能關(guān)系2電磁炮是一種理想的兵器,它的主要原理如圖所示，利用這種裝置可以把質(zhì)量為2.0 g的彈體（包括金屬桿ef的質(zhì)量)加速到6 km/s。若這種裝置的軌道寬2 m，長為100 m，通過的電流為10 a，求軌道間所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和磁場力的最大功率.（軌道摩擦不計(jì)）解析：電磁炮在安培力的作用下，沿軌道做勻加速運(yùn)動(dòng)。因?yàn)橥ㄟ^100

24、 m的位移加速至6 km/s，利用動(dòng)能定理可得f安sek，即bils mv20.代入數(shù)據(jù)可得b18 t.運(yùn)動(dòng)過程中，磁場力的最大功率為pfvmbilvm2.16106 w。答案：18 t2。16106 w（三)安培力作用下的平拋問題3。如圖所示,在水平放置的平行導(dǎo)軌一端架著一根質(zhì)量m=0。04 kg的金屬棒ab，導(dǎo)軌另一端通過開關(guān)與電源相連。該裝置放在高h(yuǎn)20 cm的絕緣墊塊上。當(dāng)有豎直向下的勻強(qiáng)磁場時(shí)，接通開關(guān)金屬棒ab會(huì)被拋到距導(dǎo)軌右端水平位移s100 cm處。試求開關(guān)接通后安培力對(duì)金屬棒做的功。(g取10 m/s2)解析：在接通開關(guān)到金屬棒離開導(dǎo)軌的短暫時(shí)間內(nèi)，安培力對(duì)金屬棒做的功為w，

25、由動(dòng)能定理得：wmv2設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,則豎直方向：hgt2水平方向：svt解得:w0。5 j.答案:0。5 j反思領(lǐng)悟安培力做功的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)（1)安培力做功與路徑有關(guān),這一點(diǎn)與電場力不同。(2）安培力做功的實(shí)質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化。安培力做正功時(shí)，將電源的能量轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能或其他形式的能.安培力做負(fù)功時(shí)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能或其他形式的能.對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培定則1(多選）(2015全國卷）指南針是我國古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針，下列說法正確的是（)a指南針可以僅具有一個(gè)磁極b指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場c指南針的指向會(huì)受到附近鐵塊的干擾d在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線

26、，導(dǎo)線通電時(shí)指南針不偏轉(zhuǎn)解析：選bc指南針是一個(gè)小磁體，具有n、s兩個(gè)磁極，因?yàn)榈卮艌龅淖饔?，指南針的n極指向地理的北極,選項(xiàng)a錯(cuò)誤,選項(xiàng)b正確。因?yàn)橹改厢槺旧硎且粋€(gè)小磁體,所以會(huì)對(duì)附近的鐵塊產(chǎn)生力的作用，同時(shí)指南針也會(huì)受到反作用力，所以會(huì)受鐵塊干擾,選項(xiàng)c正確。在地磁場中，指南針南北指向，當(dāng)直導(dǎo)線在指南針正上方平行于指南針南北放置時(shí),通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在指南針處是東西方向,所以會(huì)使指南針偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)d錯(cuò)誤.2（多選）(2017濰坊模擬）磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，下列說法中正確的是（)aa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小babbba、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小babbc一通電直導(dǎo)線分別放在a、b兩處，所

27、受的安培力大小一定有fafbd一通電直導(dǎo)線分別放在a、b兩處，所受的安培力大小可能有fafb解析：選ad磁感線越密，磁場越強(qiáng)，故a正確，b錯(cuò)誤;通電導(dǎo)線放在a、b兩處，但沒有說明導(dǎo)線的方向與磁場的方向的關(guān)系,其所受安培力的大小關(guān)系不確定，故c錯(cuò)誤,d正確.3.電視機(jī)顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如圖所示，某時(shí)刻電流方向如圖所示。則環(huán)心o處的磁場方向（)a向下b向上c垂直紙面向里d垂直紙面向外解析：選a對(duì)于左右兩個(gè)螺線管，由安培定則可以判斷出上方均為磁場北極,下方均為磁場南極，所以環(huán)心o處的磁場方向向下,即a選項(xiàng)正確.4（多選）(2016海南高考）如圖（a）所示，揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場中，當(dāng)音頻電流信

28、號(hào)通過線圈時(shí)，線圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng)，發(fā)出聲音。俯視圖(b）表示處于輻射狀磁場中的線圈（線圈平面即紙面）,磁場方向如圖中箭頭所示。在圖(b）中(）a當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí),線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里b當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外c當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里d當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外解析:選bc將環(huán)形導(dǎo)線分割成無限個(gè)小段，每一小段看成直導(dǎo)線，則根據(jù)左手定則，當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外，故選項(xiàng)a錯(cuò)誤，選項(xiàng)b正確；當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里，故選項(xiàng)c正

29、確，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。5（2017武漢模擬）如圖所示，“”表示電流方向垂直紙面向里，“”表示電流方向垂直紙面向外。兩根通電長直導(dǎo)線a、b平行且水平放置，a、b中的電流強(qiáng)度分別為i和2i,此時(shí)a受到的安培力大小為f。當(dāng)在a、b的上方再放置一根與a、b平行的通電長直導(dǎo)線c后，a受到的磁場力大小仍為f，圖中a、b、c三者間距相等，此時(shí)b受到的安培力大小為（）afb。fc2f d.f解析：選d由右手定則可知，b在a處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下,設(shè)為b1，由左手定則可知，a受到的安培力f1（f1f)的方向?yàn)樗较蜃?如圖所示,由牛頓第三定律可知，b受到的安培力大小也為f，方向水平向右。放入c后,c在a處產(chǎn)生磁場的

30、磁感應(yīng)強(qiáng)度b2方向垂直于a、c的連線斜向上，對(duì)a的安培力f2方向指向c，因?yàn)閍受到的合安培力大小為f，且f1與f2的夾角為120，所以f1f2f.c在a和b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，因此b受到的安培力為2f，方向由c指向b；b受到的兩個(gè)安培力之間的夾角為60，由余弦定理得b受到的合安培力大小為fbf，d正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：判定安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)6（多選）在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極b，沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極a，把a(bǔ)、b分別與電源的兩極相連,然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體，現(xiàn)把玻璃皿放在如圖所示的磁場中,液體就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來。若從上向下看，下列判斷正確的是(）aa接電源正極，b接電源負(fù)極，液

31、體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)ba接電源負(fù)極，b接電源正極,液體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)ca、b與50 hz的交流電源相接，液體不會(huì)持續(xù)旋轉(zhuǎn)d僅磁場的n、s極互換后，重做該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)液體旋轉(zhuǎn)方向不變解析：選ac若a接電源正極，b接電源負(fù)極，在電源外部電流由正極流向負(fù)極,因此電流由邊緣流向中心,玻璃皿所在處的磁場豎直向下，由左手定則可知，導(dǎo)電液體受到的磁場力沿順時(shí)針方向，因此液體沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),故a正確；同理,若b接電源正極，a接電源負(fù)極，根據(jù)左手定則可知，液體沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn);a、b與50 hz的交流電源相接，液體受到的安培力變化頻繁,因而液體沒有明顯的持續(xù)旋轉(zhuǎn),故c正確;若磁場的n、s極互換后，重做該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)液體旋轉(zhuǎn)方向變

32、化,故d錯(cuò)誤.7（2017武漢調(diào)研)1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。在奧斯特實(shí)驗(yàn)中,將直導(dǎo)線沿南北方向水平放置,指針靠近直導(dǎo)線，下列結(jié)論正確的是（)a把小磁針放在導(dǎo)線的延長線上，通電后,小磁針會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)b把小磁針平行地放在導(dǎo)線的下方，在導(dǎo)線與小磁針之間放置一塊鋁板,通電后，小磁針不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)c把小磁針平行地放在導(dǎo)線的下方，給導(dǎo)線通以恒定電流，然后逐漸增大導(dǎo)線與小磁針之間的距離，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度會(huì)逐漸減小d把黃銅針(用黃銅制成的指針）平行地放在導(dǎo)線的下方,通電后，黃銅針會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選c由題意知，若把小磁針放在導(dǎo)線的延長線上，通電后，由于在導(dǎo)線的延長線處產(chǎn)生的磁場比較弱,小磁針受到的磁場力

33、比較弱，故它基本不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，則a錯(cuò)誤;若把小磁針平行地放在導(dǎo)線的下方，在導(dǎo)線與小磁針之間放置一塊鋁板，通電后，小磁針仍然會(huì)受到磁場力，故它會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，則b錯(cuò)誤；若把小磁針平行地放在導(dǎo)線的下方，給導(dǎo)線通以恒定電流，然后逐漸增大導(dǎo)線與小磁針之間的距離，通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場將逐漸減弱,小磁針受到的磁場力也逐漸減小，故小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度會(huì)逐漸減小,則c正確；若把黃銅針平行地放在導(dǎo)線的下方，通電后，因黃銅針沒有磁性，故黃銅針不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，則d錯(cuò)誤.8。（2017泰州模擬)通有電流的導(dǎo)線l1、l2處在同一平面（紙面）內(nèi)，l1是固定的，l2可繞垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸o轉(zhuǎn)動(dòng)（o為l2的中心)，各自的電流方向如圖所示。下列哪種情

34、況將會(huì)發(fā)生(）a因l2不受磁場力的作用,故l2不動(dòng)b因l2上、下兩部分所受的磁場力平衡,故l2不動(dòng)cl2繞軸o按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)dl2繞軸o按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)解析:選d由右手螺旋定則可知導(dǎo)線l1上方的磁場的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，且離導(dǎo)線l1越遠(yuǎn)的地方,磁場越弱，導(dǎo)線l2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于o點(diǎn)的下方磁場較強(qiáng),則安培力較大，因此l2繞固定轉(zhuǎn)軸o按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng).故d正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：安培力作用下的平衡和加速問題9.質(zhì)量為m、長為l的直導(dǎo)體棒放置于四分之一光滑圓軌道上，整個(gè)裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中,直導(dǎo)體棒中通有恒定電流,平衡時(shí)導(dǎo)體棒與圓弧圓心的連線與豎直方向成

35、60角，其截面圖如圖所示，則下列關(guān)于導(dǎo)體棒中電流的分析正確的是()a導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外，大小為b導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外，大小為c導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為d導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為解析:選c平衡時(shí)導(dǎo)體棒受到豎直向下的重力、斜向左上方的彈力和水平向右的安培力,重力和安培力的合力大小與彈力大小相等，方向相反，由平衡條件，有tan 60,得導(dǎo)體棒中電流i。再由左手定則，可知導(dǎo)體棒中電流的方向應(yīng)垂直紙面向里,故c正確。10。（多選)（2016廣州三模)如圖所示，質(zhì)量為m、長度為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

36、線與豎直方向夾角為。磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為()az正向,tan by正向，cz負(fù)向，tan d沿懸線向上，sin 解析：選bc本題要注意在受力分析時(shí)把立體圖變成側(cè)視平面圖,然后通過平衡狀態(tài)的受力分析來確定b的方向和大小。若b沿z正向，則從o向o看，導(dǎo)線受到的安培力filb，方向水平向左，如圖甲所示,導(dǎo)線無法平衡，a錯(cuò)誤。若b沿y正向,導(dǎo)線受到的安培力豎直向上，如圖乙所示。當(dāng)ft0,且滿足ilbmg，即b時(shí)，導(dǎo)線可以平衡，b正確。若b沿z負(fù)向，導(dǎo)線受到的安培力水平向右,如圖丙所示。若滿足ftsin ilb,ftcos mg，即b，導(dǎo)線可以平衡,c正確.若b沿懸線向上，導(dǎo)線受到的安培力垂直于導(dǎo)線指向左下方，如圖丁所示，導(dǎo)線無法平衡，d錯(cuò)誤。考點(diǎn)綜合訓(xùn)練11(20