高考物理母題解讀(九)磁場母題1磁場的描述安培定則

#高考題千變?nèi)f化，但萬變不離其宗。千變?nèi)f化的新穎高考題都可以看作是由母題衍生而來。研究高考母題，掌握母題解法規(guī)律，使學(xué)生觸類旁通，舉一反三，可使學(xué)生從題海中跳出來，輕松備考，事半功倍。母題1、磁場的描述安培定則【解法歸納】引入磁感應(yīng)強度描述磁場的強弱，引入磁感線形象化的描述磁場。磁感線密的地方表示該處磁感應(yīng)強度大，磁場強；磁感線疏的地方表示該處磁感應(yīng)強度小，磁場弱；磁感線是閉合曲線。磁感線永不相交。磁體、電流的磁場都產(chǎn)生于電荷的運動。電流的磁場方向用安培定則判斷。描述磁場強弱的物理量磁感應(yīng)強度是矢量，矢量疊加遵循平行四邊形定則。解答磁場疊加類試題依據(jù)各磁場的方向，運用平行四邊形定則進行合成。典例；（2012?全國理綜）如圖，兩根互相平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點，且與直面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、o、b在M、N的連線上，o為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到o點的距離均相等。關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是TOC\o"1-5"\h\zA.。點處的磁感應(yīng)強度為零 ? 1 bB.%、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反 ?-C.c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同 ， , ND.a、c兩點處磁感應(yīng)強度的方向不同【答案案CD【解析。由安培定則和磁場疊加原理可判斷出口點處的磁感應(yīng)強度方向向下，一定不為為零，選項以錯誤；小b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，選項B錯誤：ad兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，選項C正確：小c兩點處磁感應(yīng)強度的方向不同，選項D正確口【考點定位】此題考查安培定則和磁場疊加原理。【針對訓(xùn)練題精選解析】1（2007廣東理科基礎(chǔ)）.磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的。對磁場認識正確的是A.磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況B.磁感線總是由N極出發(fā)指向S極C.某點磁場的方向與放在該點小磁針靜止時N極所指方向一致D.若在某區(qū)域內(nèi)通電導(dǎo)線不受磁場力的作用，則該區(qū)域的磁感應(yīng)強度一定為零【解析】磁感線是為了描述磁場在磁場畫出的假想曲線，磁感線上某點的切線方向表示該點的磁感應(yīng)強度方向，磁感線永不相交，選項A錯誤；磁感線是閉合曲線，在磁體外部由％極出發(fā)指向5■極，在磁體內(nèi)部由5■極指向斗極，選項m錯誤;某點磁場的方向與放在該點小磁針靜止時N極所指方向一致，選項C正確三若通電導(dǎo)線平行磁場方向放入磁場，則通電導(dǎo)線不受磁場力的作用，則該區(qū)域的磁感應(yīng)強度不為零，選項口錯誤.【答案】；C1點評】.題考查有關(guān)磁場的基酬知識.TOC\o"1-5"\h\z2：Qtni全國理綜)如圖，兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別逋有方向相反的電流A和且心反；1b,匚、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點，且w.b,c與兩導(dǎo)線共面?b點在兩導(dǎo)線之間，b.d的連線 月與導(dǎo)線所在平面垂直。磁感應(yīng)強度可能為零的點 '是A.c點B.b點C.匚點D.d點 尸3【解析1：兩導(dǎo)線在日、匚兩點產(chǎn)生的磁場方向相a?因; 9 ：反，兩導(dǎo)線在匕點產(chǎn)生的磁場方向相同，合磁感* 3應(yīng)強度不可能為零：兩導(dǎo)線在匕點產(chǎn)生的磁場方向有一定夾角，合磁感應(yīng)強度不可能為零三兩導(dǎo)線在日.匚兩點產(chǎn)生的磁場方向相反，且心通所以合窿感應(yīng)強度可能為零的是匚點，選項匚正確口【答案】：c【知識拓展］無限長通電導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度與導(dǎo)線中的電流大小成正比，與到導(dǎo)線的距離成反比。3(2007上海物理第7題)取兩個完全相同的長導(dǎo)線，用其中一根繞成如圖3(a)所示的螺線管，當(dāng)該螺線管中通以電流強度為I的電流時，測得螺線管內(nèi)中部.的磁感應(yīng)強度大小為B，若將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如圖(b)所示的螺線管，并通以電流強度也為I的電流時，則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強度大小為()(A)0。 (B)0.5B。 (C)B。 (D)2B?！窘馕觥繉⒘硪桓L導(dǎo)線對折后繞成如圖(b)所示的螺線管，并通以電流強度也為I的電流時，兩個導(dǎo)線在螺線管內(nèi)中部產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相同方向相反，所以在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強度大小為零?！敬鸢浮緼4(2007上海物理第1A題).磁場對放入其中的長為1、電流強度為I、方向與磁場垂直的通電導(dǎo)線有力F的作用，可以用磁感應(yīng)強度B描述磁場的力的性質(zhì)，磁感應(yīng)強度的大小B=，在物理學(xué)中，用類似方法描述物質(zhì)基本性質(zhì)的物理量還有等?！窘馕觥浚焊鶕?jù)磁感應(yīng)強度的定義或安培力公式可以得出在物理學(xué)中1用類似方法描述物質(zhì)基本性質(zhì)的物理量還有電場強度E=F/q.［答案］/電場強度5.(2011新課標(biāo)理綜第14題)為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的，在下列四個圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是叫^＞東叫^＞東【解析】：在地理北極附近是地磁場的S極，由安培定則可知正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是圖B?！敬鸢浮浚築【點評】此題考查地磁場和安培定則。環(huán)形電流可等效為小磁針，地球的磁場可等效為一條形磁鐵。6.（2012年2月西安五校聯(lián)考）在地磁場作用下處于水平靜止的小磁針上方，平行于小磁針?biāo)椒胖靡恢睂?dǎo)線，當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流時，小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。當(dāng)通過該導(dǎo)線電流為I時，小磁針偏轉(zhuǎn)了30°,問當(dāng)發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了45°，通過該導(dǎo)線電流為（已知直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度與通過直導(dǎo)線的電流成正比）（）A.2I B.3IC.<3I D.無法確定6.答案；C解析:通電電流產(chǎn)生的磁場與地磁場垂直，設(shè)通過該導(dǎo)線電流為，時產(chǎn)生的磁場為"地磁場為不，小磁針偏轉(zhuǎn)了mr,則有匕泡口吆向四爐小磁針偏轉(zhuǎn)了4叫則有招門45三a鋁口：解得比=75史。由直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度與通過直導(dǎo)線的電流成正比可知，選項C正確口（2012年3月河南焦作一模）歐姆在探索導(dǎo)體的導(dǎo)電規(guī)律的時候，沒有電流表，他利用小磁針的偏轉(zhuǎn)檢測電流，具體的做法是：在地磁場的作用下，處于水平靜止的小磁針上方，平行于小磁針?biāo)椒胖靡恢睂?dǎo)線，當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流的時候，小磁針就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當(dāng)通過該導(dǎo)線的電流為I時，發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了30°,由于直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比，當(dāng)他發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了60°時，通過該直導(dǎo)線的電流為A.3IB..2IC.33I D..I7.答案；J解析；設(shè)地磁場的磁感應(yīng)強度為現(xiàn)，當(dāng)通過該導(dǎo)線的電流為時，發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了前二設(shè)電流為I的導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度為電，則有tan300=02/Bo；小磁針偏轉(zhuǎn)了6T時，設(shè)通過該直導(dǎo)線的電流為匕產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度為電，則有匕話口。二比/%;聯(lián)立解得比二弓根據(jù)直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比可得，/二打，選項口正確。8.（2012年5月陜西寶雞三模）19世紀(jì)法國學(xué)者安培提出了著名的分子電流假說.他認為，在原子.分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流—-分子電流（分子電流實際上是由原子內(nèi)部電子的繞核運動形成的），分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極.下面將分子電流（箭頭表示電子運動方向）等效為小磁體的圖示中正確的是8.答案：B解析：由安培定則可判斷出分子電流等效為小磁體的圖示中正確的是B。9.（2012年4月上海虹口二模）如圖所示，電流從注點分兩路通過對稱的半圓支路匯合于8點，在圓環(huán)中心。處的磁感應(yīng)強度（A）方向垂直于紙面向外（B）方向垂直于紙而向里（C）大小為零無法確定9,答案:C解析：根據(jù)對稱性，由安培定則可判斷出在圓環(huán)中心。處的磁感應(yīng)強度大小為零，選項C正確口10.（2012上海長寧區(qū)期末）如圖所示，兩根水平放置且相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流與兩導(dǎo)線垂直的一平面內(nèi)有a、b、 nc、d四點，a、b、c在兩導(dǎo)線的水平連線上且間距相等，b是兩導(dǎo)線連線中點，h、d連線與兩導(dǎo)線連線垂直?則（「） ■區(qū)■o■（A）I,受到的磁場力水平向左 a7/bVC（B）I：與I2產(chǎn)生的磁場有可能相同 女'h（C）b、d兩點磁感應(yīng)強度的方向必定豎直向下（D）a點和c點位置的磁感應(yīng)強度不可能都為零10.答案：D解析：根據(jù)通有反向電流的兩長直導(dǎo)線相互排斥，I2受到的磁場力水平向右，選項A錯誤；I1與I2產(chǎn)生的磁場不可能相同，選項B錯誤；由安培定則可判斷出b點磁感應(yīng)強度的方向必定豎直向下，而d點磁感應(yīng)強度的方向可能不是豎直向下，選項C錯誤；a點和c點位置的磁感應(yīng)強度不可能都為零，選項D正確。11（2012河北衡水第四次調(diào)研）如圖6所示,平行于紙面水平向右的勻強磁場,磁感應(yīng)強度耳=1T。.位于紙面內(nèi)的細直導(dǎo)線，長L=1m,通有I=1A的恒定電流。.當(dāng)導(dǎo)線與耳成60°夾角時,發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零。.則該區(qū)域同時存在的另一勻強磁場的磁感應(yīng)強度B2的可能值（）A.1A.1T2B.當(dāng)TC.1TD.<3T11一答案：BCD解析：當(dāng)導(dǎo)線與3成6T夾角時發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零，說明該區(qū)域同時存在的另一句強磁場的磁感應(yīng)強度注與E1合磁場的磁感應(yīng)強度方向沿導(dǎo)線方向。該區(qū)域同時存在的另一句強磁場的磁感應(yīng)強度士的不可能值為（I,選項ECD正確。12.19世紀(jì)20年代，以賽貝克為代表的科學(xué)家已經(jīng)認識到溫度差引起電流。安