2015屆高考物理一輪復習考點延伸訓練：第八章《磁場》（含解析）

第八章磁場

(1)從近三年的高考試題考查點分布可以看出，高考

對磁場專題知識的考查頻率很高，其中包括磁場的基

本性質和安培力的應用，洛倫茲力和帶電粒子在磁場

中的運動、帶電粒子在復合場中的運動等，其中復合

場問題的綜合性較強，覆蓋考點較多(一般可綜合考查

重力、電場力、磁場力的分析，各種力做功、能量轉

化的關系，圓周運動、動力學知識以及考生分析問題

的能力和綜合應用能力)，是現今理綜試卷的一個命題

熱點，常以大型計算題出現，并且占有較大的分值。

(2)高考題對安培力的考查以選擇題為主，對帶電

粒子在勻強磁場中的運動或在復合場中的運動的考查

以綜合計算題為主，題目難度中等偏上。

?

2015高考考向前瞻I預計在2015年的高考中，本章知識仍會在大型綜合題中出現，并且

命題背景會更加新穎、前沿，注重實際應用；仍將以帶電粒子在有界磁場中運動的臨界問題、

在復合場中運動的受力和畫偏轉圖分析為主。

第1節(jié)磁場的描述磁場對電流的作用

國I基礎知識,翻新學習相同知雙］不同學法I舊知新學短平快I

知識點一磁場磁感應強度

［想-想］

磁感應強度的定義式Q看的條件是什么？檢驗電流元的受力方向是磁感應強度8的方向

嗎？〃的方向是如何定義的？

提示：磁感應強度的定義式的條件是檢驗電流元/很小，￡很短，且檢驗電

流元/所受力廠的方向，不是磁感應強度8的方向；6的方向為小磁針靜止時北極的指向。

［記一.記］

1.磁場

(1)基本特性：磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有磁場力的作用。

(2)方向：小磁針的N極所受磁場力的方向。

2.磁感應強度

(1)物理意義：描述磁場的強弱和方向。

(2)大小：廬三(通電導線垂直于磁場)。

(3)方向：小磁針靜止時的指向。

⑷單位;特斯拉⑴。

3.勻強磁場

(D定義：磁感應強度的大小處處相等、方向處處相同的磁場稱為勻強磁場。

(2)特點：勻強磁場中的磁感線是疏密程度相同的、方向相同的平行直線。

4.磁通量

(1)概念：在磁感應強度為8的勻強磁場中，與磁場方向垂直的血積S和6的乘積。

(2)公式：但匿

(3)單位：1Wb=ljnnfo

［試一試］

1.(多選)下列說法中正確的是()

A.電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強度為零

B.一小段通電導線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應強度一定為零

C.表征電場中某點電場的強弱，是把一個檢驗電荷放在該點時受到的電場力與檢驗電荷

本身電荷量的比值

D.表征磁場中某點磁場的強弱，是把一小段通電導線放在該點時受到的磁場力與該小段

導線長度和電流乘積的比值

解析：選AC電場和磁場有一個明顯的區(qū)別是：電場對放入其中的電荷有力的作用，而

磁場僅對在磁場中運動且速度方向和磁感應強度方向不平行的帶電粒子有力的作用；磁場對

通電導線有力的作用的條件是磁場方向不能和電流方向平行，因此A對B錯。同理根據電場

強度的定義式￡=夕?？芍狢正確。而同樣用比值定義法定義的磁感應強度則應有明確的說明,

即6=4中/和6的方向必須垂直，故D錯，所以應選A、C。

Ktlash動柒演示.理解更深刻.見課件光盤】I—?

磁感線通電直導線和電流的磁場工

知識點二

［記一記］

1.磁感線

(1)磁感線：在磁場中畫出一些有方向的曲線，使曲線上各點的切線方向跟這點的磁感應

強度方向一致。

(2)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場磁感線分布，如圖8-1-1所示。

條形磁鐵結影磁鐵

圖8-1-1

2.地磁場

(1)地磁場的N極在地理南極附近，地磁場的S極在地理北極附近，磁感線分布如圖8—1

—2所示。

圖8-1-2

(2)地磁場6的水平分量(8)總是從地理南極指向地理北極，而豎直分量(A),在南半球

垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。赤道處的地磁場沿水平方向，指向北。

3.電流的磁場

直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場

與條形磁鐵的磁場相似，管環(huán)形電流的兩側是N

無磁極、非勻強且距

特點內為勻強磁場且磁場最強,極和S極，且離圓環(huán)

導線越遠處磁場越弱

管外為非勻強磁場中心越遠，磁場越弱

舍”

17

安培定則共

41/

嚕

立體圖

從

從

遒從

左

右

上a

往

往

往

右

橫截面圖左

下

看

看

看

［試一試］

2.如圖8—1—3所示，甲、乙是直線電流的磁場，丙、丁是環(huán)形電流的磁場，戊、己是

通電螺線管的磁場，試在各圖中補畫出電流方向或磁感線方向。

X

答案:

知識點=磁場對電流的作用——安培力

［想一想］

在某地方，放入一小段通電導體受力為零，此處方一定為零嗎？

提示：當6〃/時，F=0,可見，通電導體受力為零，此處的磁感應強度占不一定為零。

［記-記］

1.安培力的方向

(1)左手定則：伸開左手，讓拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；

讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電遮的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場

中所受安培力的方向。

(2)兩平行的通電直導線間的安培力：同向電流互相吸弓I，異向電流互相排斥。

2.安培力的大小

當磁感應強度8的方向與導線方向成。角時，F=ILBs'n9,這是一般情況下的安培力

的表達式，以下是兩種特殊情況：

(1)當磁場與電流垂直時,安培力最大，月”=旦縣

(2)當磁場與電流業(yè)時，安培力等于零。

物理學史鏈接背背就能撈分

1.1820年，丹麥物理學家奧斯特發(fā)現電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉，稱為電流磁效

應。

2.法國物理學家安培發(fā)現兩根通有同向電流的平行導線相吸，通有反向電流的平行導線

則相斥，并總結出安培定則（右手螺旋定則，用來判斷電流與磁場的相互關系）和左手定則（判

斷通電導線在磁場中受到磁場力的方向）。

［試一試］

3.（2013?江蘇省宜興高級中學質檢）如圖8—1—4所示，長方形線框通有電流/,

放在直線電流附近，以下關于線框四個邊受到安培力的說法正確的是（）

圖8—1—4

A.線框只有兩個邊受力，合力向左

B.線框只有兩個邊受力，合力向右

C.線框四個邊都受力，合力向左

D.線框四個邊都受力，合力向右

解析：選C利用左手定則可判斷出線框四個邊都受力，由于ad邊所在處磁感應強度最

大，所以合力向左，選項C正確。

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考點■|安培定則的應用和磁場的疊加|雌雅

［例1］（2012?全國高考）如圖8-1-5,兩根相互平行的長直導線過紙面上的M、N兩

點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流。a、0、b在以N的連線上，0

為，郵的中點。c、d位于"V的中垂線上，且a、b、c、d到。點的距離均相等。關于以上幾點

處的磁場，下列說法正確的是（）

圖8—1—5

A.。點處的磁感應強度為零

B.a、6兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反

C.c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同

D.a、c兩點處磁感應強度的方向不同

［解析］選C由安培定則可以判斷通電導線產生的磁場的磁感線如圖所示，由磁場的疊

加原理可知C項正確。

［例2］（2013?安徽高考）圖8—1—6中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導線，其

橫截面位于正方形的四個頂點上，導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。點沿垂直于紙面的方向向外運動，它所受洛倫茲力的方向是（）

產、

圖8—1—6

A.向上B.向下

C.向左D.向右

［解析］選Ba、b、c、"四根導線上電流大小相同，它們在。點形成的磁場的磁感應

強度6大小相同，方向如圖甲所示。0點合磁場方向如圖乙所示，則從。點垂直紙面向外運動

的帶正電的粒子所受洛倫茲力方向據左手定則可以判定向下。選項B正確。

8，

8，F

甲乙

【規(guī)律總結1

1.安培定則的應用

在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應分清“因”和“果”。

~原因（電流方向）~~~結果（磁場繞向）

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

2.磁場的疊加

磁感應強度是矢量，計算時與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進

行合成與分解。

考點二|安培力作用下通電導體的運動|瀛翳

［例3］如圖8-1-7所示,把一重力不計的通電導線水平放置在蹄形磁鐵兩極的正上方,

導線可以自山轉動，當導線通入圖示方向的電流時，導線的運動情況是（從上往下看）（）

2

圖8-1-7

A.順時針方向轉動，同時下降

B.順時針方向轉動，同時上升

C.逆時針方向轉動，同時下降

D.逆時針方向轉動，同時上升

［解析］選A微元法與特殊位置法如圖甲所示，把直線電流等效為無數小段，中間的

點為。點，選擇在0點左側S極右上方的一小段為研究對象，該處的磁場方向指向左下方，

由左手定則判斷，該小段受到的安培力的方向垂直紙面向里，在0點左側的各段電流元都受

到垂直紙面向里的安培力，把各段電流元受到的力合成，則0點左側導線受到垂直紙面向里

的安培力；同理判斷出。點右側的電流受到垂直紙面向外的安培力。因此，由上向下看，導

線沿順時針方向轉動。

0N

甲乙

分析導線轉過90。時的情形。如圖乙所示，導線中的電流向外，由左手定則可知，導線

受到向下的安培力。由以上分析可知，導線在順時針轉動的同時，向下運動。選項A正確。

［例4］一個可以自由運動的線圈4和一個固定的線圈D互相絕緣垂直放置，且兩個線

圈的圓心重合，如圖8-1-8所示。當兩線圈中通以圖示方向的電流時，從左向右看，線圈

匕將（）

A.不動

B.順時針轉動

C.逆時針轉動

D.在紙面內平動

［解析］選B法-（電流元分析法）把線圈匕沿水平轉動軸分成上下兩部分，每一部分

又可以看成無數段直線電流元，電流元處在乙產生的磁場中，根據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

電流元所受安培力均指向紙內，因此從左向右看線圈占將順時針轉動。

法二（等效分析法）把線圈4等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流心的中心，小

磁針的N極應指向該點環(huán)形電流A的磁場方向，由安培定則知心產生的磁場方向在其中心處

豎直向上，而乙等效成小磁針后，轉動前，N極指向紙內，因此小磁針的N極應由指向紙內轉

為向上，所以從左向右看，線圈〃將順時針轉動。

法三（利用結論法）環(huán)形電流1、&之間不平行，則必有相對轉動，直到兩環(huán)形電流同向

平行為止。據此可得，從左向右看，線圈〃將順時針轉動。

I規(guī)律總結1

安培力作用下通電導體的運動方向的判定方法

判定通電導體在安培力作用下的運動或運動趨勢，首先必須弄清楚導體所在位置的磁場

分布情況，然后利用左手定則準確判定導體的受力情況，進而確定導體的運動方向或運動趨

勢的方向。現對五種常用的方法列表如下：

電流元把整段彎曲導線分為多段直線電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，

法然后判斷整段導線所受合力的方向，從而確定導線運動方向

特殊位通電導線轉動到某個便于分析的特殊位置時，判斷其所受安培力的方向，從而確

置法定其運動方向

環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個環(huán)形電流，反

等效法

過來等效也成立。等效后再確定相互作用情況

兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉動趨勢，同向電流互相吸引，異向電流

結論法

互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉到平行且電流方向相同的趨勢

轉換研定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢的問題，可先分析電流在磁

究對象體磁場中所受的安培力，然后山牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，

法從而確定磁體所受合力及運動方向

考點三I與安培力有關的力學綜合問題愕舞舞

1.安培力的大小

安培力常用公式廠=6"，要求兩兩垂直，應用時要滿足：

(1)6與/垂直；

(2)￡是有效長度，即垂直磁感應強度方向的長度。

XXXXXXXX

xjr?xx困x

x[xjx&Kx(xix

XXYx

圖8-1-9

如彎曲導線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度(如圖8-1-9所示)，相應的電流

方向沿L由始端流向末端。因為任意形狀的閉合線圈，其有效長度為零，所以閉合線圈通電

后在勻強磁場中，受到的安培力的矢量和為零。

2.通電導線在磁場中的平衡和加速問題的分析思路

(D選定研究對象；

(2)變三維為二維，如側視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖，其中安培力

的方向要注意尸發(fā)F—I；

(3)列平衡方程或牛頓第二定律的方程式進行求解。

3.安培力做功的特點和實質

(1)安培力做功與路徑有關，不像重力、電場力做功與路徑無關。

(2)安培力做功的實質：起能量轉化的作用。

①安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通電導線后轉化為導線的動能或轉化為其他形

式的能。

②安培力做負功：是將其他形式的能轉化為電能后儲存起來或轉化為其他形式的能。

[例5](2014?北京朝陽質檢)某同學自制一電流表，其原理如圖8-1-10所示。質量

為勿的均勻細金屬桿版V與一豎直懸掛的絕緣輕彈簧相連，彈簧的勁度系數為“，在矩形區(qū)域

內有勻強磁場，磁感應強度大小為8,方向垂直紙面向外。/V的右端連接一絕緣輕指針,

可指示出標尺上的刻度。物V的長度大于勖，當"V中沒有電流通過且處于靜止時，網/與矩形

區(qū)域的助邊重合，且指針指在標尺的零刻度；當如'中有電流時，指針示數可表示電流強度。

仞V始終在紙面內且保持水平，重力加速度為g。

?/〃〃/〃〃/〃/〃

圖8-1-10

(1)當電流表的示數為零時，求彈簧的伸長量；

(2)為使電流表正常工作，判斷金屬桿物￥中電流的方向：

⑶若磁場邊界助的長度為人兒的長度為叢此電流表的量程是多少？

［審題指導］

第一步：抓關鍵點

關鍵點獲取信息

剛￥的長度大于ab金屬桿在磁場中的有效長度等于磁場邊界ab的長度

,加中沒有電流通過且處于靜止金屬桿的重力和彈簧彈力平衡

第二步：找突破口

(1)要求彈簧的伸長量，只要對金屬桿楸’受力分析，結合平衡條件和胡克定律列方程求

解即可。

(2)要求金屬桿物V中電流的方向，根據左手定則直接判斷即可。

(3)分析電流最大時金屬桿,柄的位置一對桿網，受力分析f結合平衡條件和胡克定律列方

程求解。

［解析］(1)設當電流表示數為零時，彈簧的伸長量為Xx,則有儂椒&x=學

⑵根據左手定則，金屬桿中的電流方向為：.吐4

⑶設電流表滿偏時通過，V的電流為人,則有：

BImL\+mg=k［L>+△x)

M丁kL

故Im-

DL\

［答案］(譚⑵,i(3嘿

材對制篋

如圖8—1—11所示，光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分，。點為圓弧的圓心。兩

金屬軌道之間的寬度為0.5m,勻強磁場方向如圖所示，大小為0.5T,.質量為0.05kg、長

為0.5m的金屬細桿置于金屬軌道上的M點。當在金屬細桿內通以電流強度為2A的恒定電

流時，金屬細桿可以沿軌道向右由靜止開始運動。已知，解m,貝H)

li

IM'N?

圖8-1-11

A.金屬細桿開始運動時的加速度大小為5m/s2

B.金屬細桿運動到P點時的速度大小為5m/s

C.金屬細桿運動到尸點時的向心加速度大小為10m/s2

D.金屬細桿運動到尸點時對每一條軌道的作用力大小為0.75N

解析：選D金屬細桿在水平方向受到安培力作用，安培力大小6玄=6〃=0.5X2X0.5N

=0.5N,金屬細桿開始運動時的加速度大小為a=2=iom/T,選項A錯誤；對金屬細桿從

m

材點到戶點的運動過程，安培力做功/支=尸安?（朗V+例=1J,重力做功發(fā)=一加ON=-

0.5J,由動能定理得/交+佻=；加/,解得金屬細桿運動到夕點時的速度大小為廣弧m/s,

選項B錯誤；金屬細桿運動到。點時的加速度可分解為水平方向的向心加速度和豎直方向的

2

加速度，水平方向的向心加速度大小為a'=-=20m/s2,選項C錯誤；在夕點金屬細桿受到

r

一

軌道水平向左的作用力凡水平向右的安培力廠安，由牛頓第二定律得?/安=——，解得Q

r

1.5N,每一條軌道對金屬細桿的作用力大小為0.75N,由牛頓第三定律可知金屬細桿運動到

夕點時對每一條軌道的作用力大小為0.75N,選項D正確。

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“抽象問題簡單化”系列之（六）

?-------?將立體圖轉換成平面圖解決與安培力有關的綜合問題

［典例］（2014?泉州模擬）如圖8-1-12所示，兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m,

金屬導軌所在的平面與水平面夾角。=37°,在導軌所在平面內，分布著磁感應強度6=0.50

T,方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場，金屬導軌的端接有電動勢￡=4.5V、內阻尸0.50

Q的直流電源?，F把一個質量勿=0.04kg的導體棒/放在金屬導軌上，導體棒恰好靜止。

導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻面=2.5。，金

屬導軌電阻不計,g取10m/s%已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:

H

、b

圖8-1-12

(1)通過導體棒的電流；

⑵導體棒受到的安培力的大?。?/p>

⑶導體棒受到的摩擦力。

轉換對象立體圖f平面圖

在三維空間對物體受力分析時，無法準確畫出其受力情況，在解決此類問題時，

思路立現可將三維立體圖轉化為二維平面圖，即通過畫俯視圖、剖面圖或側視圖等，可

較清晰地明確物體受力情況，畫出受力分析圖

［解析］(D導體棒、金屬導軌和直流電源構成閉合電路，根據閉合電路歐姆定律有:

E

人行=L5卜

圖8-1-13

(2)導體棒受到的安培力：尸安=6〃=0.3N。

(3)導體棒所受重力沿導軌所在平面向下的分力￡=^sin37°=0.24N,由于E小于安

培力，故導體棒受沿導軌所在平面向下的摩擦力￡,如圖8—1—13所示，根據共點力平衡條

件磔sin37°+￡=產安，解得：￡=0.06N,

［答案］(1)1.5A(2)0.3N(3)0.06N,方向沿導軌向下

［題后悟道］解決此類問題，首先將此立體圖轉化為平面圖(剖面圖)，金屬桿用圓代替,

電流方向用“X”與“?”表示，然后畫出磁場方向，分析物體的受力，畫出物體受力的平

面圖，列方程求解。

材對制篋

(2014?山東名校質檢)如圖8-1-14所示，一質量為0的導體棒4V兩端分別放在兩個

固定的光滑圓形導軌上，兩導軌平行且間距為￡,導軌處在豎直方向的勻強磁場中，當導體棒

中通?自右向左的電流/時，導體棒靜止在與豎直方向成37°角的導軌上，取sin37°=0.6,

cos37°=0.8,求：

（1）磁場的磁感應強度6：

（2）每個圓導軌對導體棒的支持力大小區(qū)。

解析：（1）從左向右看，受力分析如圖所示。山平衡條件得：tan37°

—Fn/mg,Fit=BIL,

解得：6=篙

（2）設兩導軌對導體棒支持力為2K,則有2Acos37°=儂，解得尺=

5

郎。

即每個圓導軌對導體棒的支持力大小為

O

答案：（1）^/⑵晟儂

曷培優(yōu)訓練知能握升

?應用落實城中提能步步為營步步臬

［隨堂對點訓練］

1.（2014?淮安模擬）19世紀法國學者安培提出了著名的分子電流假說。他認為，在原子、

分子等物質微粒內部，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部電子

的繞核運動形成的），分子電流使每個物質微粒都成為微小的磁體，它的兩側相當于兩個磁極。

圖8-1-16中將分子電流（圖8-1-15中箭頭表示電子運動方向）等效為小磁體的圖示中正

確的是（）

a

-：?-t—

7

圖8-1-15

SO-NN-OSN,

ABCD

圖8-1-16

解析：選B山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。

2.將一個質量很小的金屬圓環(huán)用細線吊起來，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線與

圓環(huán)在同?個平面內，且通過圓環(huán)中心，如圖8—1—17所示，當圓環(huán)中通以順時針方向的電

流時，從上往下看（）

圖8-1-17

A.圓環(huán)順時針轉動，靠近磁鐵

B.圓環(huán)順時針轉動，遠離磁鐵

C.圓環(huán)逆時針轉動，靠近磁鐵

D.圓環(huán)逆時針轉動，遠離磁鐵

解析：選C該通電圓環(huán)相當于一個垂直于紙面的小磁針，N極在內，S極在外，根據同

極相互排斥，異極相互吸引，可得C項正確。

3.如圖8—1—18,長為2/的直導線折成邊長相等，夾角為60°的V形，并置于與其所

在平面相垂直的勻強磁場中，磁感應強度為民當在該導線中通以電流大小為/的電流時，該

V形通電導線受到的安培力大小為（）

XXxX

x\xBx/X

Xx

XXXx

圖8-1-18

A.0B.0.56〃

C.BI1D.2BI1

解析：選CV形導線通入電流/時每條邊受到的安培力大小均為BI1,方向分別垂直于

導線斜向上，再由平行四邊形定則可得其合力少="7,答案為C。

4.（2012?天津高考）如圖8-1-19所示，金屬棒腑兩端由等長的輕質細線水平懸掛，

處于豎直向上的勻強磁場中，棒中通以由"向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為

明如果僅改變下列某一個條件，6角的相應變化情況是（）

圖8-1-19

A.棒中的電流變大，e角變大

B.兩懸線等長變短，二角變小

C.金屬棒質量變大，，角變大

D.磁感應強度變大，夕角變小

解析：選A棒中電流變大，金屬棒所受安培力變大，0角變大，選項A正確：兩懸線

等長變短，，角不變，選項B錯誤：金屬棒質量變大，，角變小，選項C錯誤；磁感應強度

變大，金屬棒所受安培力變大，〃角變大，選項D錯誤。

5.（2013?上海市奉賢區(qū)期末）如圖8-1-20所示線框a歷d在豎直面內，可以繞固定的

00'軸轉動。現通以aA曲電流，要使它受到磁場力后，成邊向紙外轉動，cd邊向紙里轉動,

則所加的磁場方向可能是（）

圖8-1-20

A.垂直紙面向外

B.豎直向上

C.豎直向下

D.在例'上方垂直紙面向里，在00'下方垂直紙面向外

解析：選B根據左手定則，要使它受到磁場力后，劭邊向紙外轉動，cd邊向紙里轉動,

則所加的磁場方向可能是豎直向上，選項B正確。

［課時跟蹤檢測］

一、單項選擇題

1.（2014?深圳期末）指南針是我國古代的四大發(fā)明之一。當指南針靜止時，其N極指向

如圖1虛線（南北向）所示，若某一條件下該指南針靜止時N極指向如圖實線（N極北偏東向）

所示。則以下判斷正確的是（）

北：

西…*N）N……東

觸

圖1

A.可能在指南針上面有一導線東西放置，通有東向西的電流

B.可能在指南針上面有一導線東西放置，通有西向東的電流

C.可能在指南針上面有一導線南北放置，通有北向南的電流

D.可能在指南針上面有一導線南北放置，通有南向北的電流

解析：選C若某一條件下該指南針靜止時N極指向題圖實線（N極北偏東向）所示，則有

-指向東方的磁場，由安培定則，可能在指南針上面有一導線南北放置，通有北向南的電流,

選項C正確。

2.（2014?龍巖質檢）已知龍巖市區(qū)地磁場的磁感應強度B約為4.0X10-5T,其水平分

量約為3.0X10T底若龍巖市區(qū)一高層建筑安裝了高50m的豎直金屬桿作為避雷針，在某

次雷雨天氣中，當帶有正電的烏云經過避雷針的上方時，經避雷針開始放電，某一時刻的放

電電流為1.0X105A,此時金屬桿受到地磁場對它的安培力方向和大小分別為（）

A.方向向東，大小約為150N

B.方向向東，大小約為200N

C.方向向西，大小約為150N

D.方向向西，大小約為200N

解析：選A由安培力公式，金屬桿受到地磁場對它的安培力大小為尸=6〃=3.0X10-

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X1.0X10X50N=150NO由左手定則可判斷出安培力方向為方向向東,選項A正確。

3.（2014?北京海淀測試）如圖2是“探究影響通電導體在磁場中受力因素”的實驗示意

圖。三塊相同馬蹄形磁鐵并列放置在水平桌面匕導體棒用圖中輕而柔軟的細導線1、2、3、

4懸掛起來，它們之中的任意兩根與導體棒和電源構成回路。認為導體棒所在位置附近為勻強

磁場，最初導線1、4接在直流電源上，電源沒有在圖中畫出。關于接通電源時可能出現的實

驗現象，下列敘述正確的是（）

A.改變電流方向同時改變磁場方向，導體棒擺動方向將會改變

B.僅改變電流方向或者僅改變磁場方向，導體棒擺動方向一定改變

C.增大電流同時改變接入導體棒上的細導線，接通電源時，導體棒擺動幅度一定增大

D.僅拿掉中間的磁鐵，導體棒擺動幅度不變

解析：選B由左手定則可知，僅改變電流方向或者僅改變磁場方向，尸的方向一定改變，

即導體棒擺動方向一定改變，而兩者同時改變時，尸方向不變，則導體棒擺動方向不變，故B

正確，A錯誤；由尸=6〃可知，當/增大，但/減小時，尸大小不一定改變，C錯誤；僅拿掉

中間的磁鐵，意味著導體棒受力長度減小，則戶應減小，則導體棒擺動幅度一定改變，D錯誤。

4.（2013?上海高考）如圖3,通電導線網，與單匝矩形線圈aAd共面，位置靠近數且相

互絕緣。當網/中電流突然減小時，線圈所受安培力的合力方向（）

圖3

A.向左

B.向右

C.垂直紙面向外

D.垂直紙面向里

IM

解析：選B因為導線，臟靠近以，由圖可知，線圈中等效合磁場為垂直紙g_J______

??XXX

面向里，當網,中電流減小時，由楞次定律可知感應電流的磁場阻礙磁通量的減

??XXX

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小，故線圈向右運動，所受安培力的合力向右，故只有B項正確。\N

5.如圖4,兩根相互平行的長直導線分別通有方向相反的電流/和A且a、b、c、

d為導線某一橫截面所在平面內的四點，且a、b、。與兩導線共面；方點在兩導線之間，b、d

的連線與導線所在平面垂直。磁感應強度可能為零的點是（）

0,?h；b?卜；°

圖4

A.a點B.6點

C.c點D.d點

解析：選C根據安培定則可知/和心電流分別在a處產生的磁場方向為垂直ac連線向

上和向下，由于且/電流與a點的距離比心電流與a點距離要小，故員＞＞反“貝ija處

磁感應強度不可能為零，A錯；兩電流在b處產生的磁場方向均垂直ac連線向下，故B錯；

力和A電流分別在c處產生的磁場方向為垂直ac連線向下和向上，且上電流與c點的距離比

“電流與c點距離要大，故6I,與82。有可能等大反向，C對；兩電流在d處產生的磁場方向

一定成某一夾角，且夾角一定不為180°,I）錯。

二、多項選擇題

6.（2014?江西省重點中學聯考?）如圖5所示，一個半徑為"的導電圓環(huán)與一個軸向時稱

的發(fā)散磁場處處正交，環(huán)上各點的磁感應強度，大小相等，方向均與環(huán)面軸線方向成〃角（環(huán)

面軸線為豎直方向）。若導線環(huán)上載有如圖所示的恒定電流/,則下列說法正確的是（）

A.導電圓環(huán)有收縮的趨勢

B.導電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上

C.導電圓環(huán)所受安培力的大小為2所

D.導電圓環(huán)所受安培力的大小為2n8決in0

解析：選ABD若導線環(huán)上載有如圖所示的恒定電流/,由左手定則可得導線環(huán)上各小段

所受安培力斜向內，導電圓環(huán)有收縮的趨勢，導電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上，導電圓環(huán)

所受安培力的大小為2"6〃?sin0,選項A、B、D正確，C錯誤。

7.（2012?海南高考）圖6中裝置可演示磁場對通電導線的作用。電磁鐵上下兩磁極之間

某冰平面內固定兩條平行金屬導軌，入是置于導軌上并與導軌垂直的金屬桿。當電磁鐵線圈

兩端a、方和導軌兩端e、『分別接到兩個不同的直流電源上時，/便在導軌上滑動。下列說法

正確的是（）

圖6

A.若a接正極，6接負極,e接正極，/接負極，則/向右滑動

B.若a接正極，6接負極，e接負極，/1接正極，則上向右滑動

C.若a接負極,6接正極，e接正極，/接負極，則上向左滑動

D.若a接負極，6接正極，e接負極，/接正極，則/向左滑動

解析:選BD若a接正極，6接負極，則電磁鐵產生的磁場方向向匕若e接正極，f接

負極，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；若e接負極，『接正極，

則上向右滑動，A錯誤，B正確。若a接負極，。接正極，則電磁鐵產生的磁場方向向下，若

e接正極，f接負極，則上向右滑動，C錯誤，D正確。

8.如圖7所示，在傾角為。的光滑斜面上，垂直斜面放置一根長為工、質量為位的直導

體棒，當通以圖示方向電流/時，欲使導體棒靜止在斜面上，可加一平行于紙面的勻強磁場,

當外加勻強磁場的磁感應強度6的方向由垂直斜面向上沿逆時針方向轉至水平向左的過程中，

下列說法中正確的是（）

圖7

A.此過程中磁感應強度6逐漸增大

B.此過程中磁感應強度6先減小后增大

C.此過程中磁感應強度8的最小值為鋁產

D.此過程中磁感應強度6的最大值為經粵上

解析：選AC導體棒受重力、支持力、安培力作用而處于平衡狀態(tài)，當

外加勻強磁場的磁感應強度B的方向由垂直斜面向上沿逆時針方向轉至水平

向左的過程中，安培力由沿斜面向上轉至豎直向上，導體棒受力的動態(tài)變化

如圖所示，則由圖知安培力逐漸增大，即此過程中磁感應強度6逐漸增大，A

對、B錯；剛開始安培力廠最小，有sina/所以此過程中磁感應強度6mg

的最小值為空子上，C對；最后安培力最大，有不=/砥，即此過程中磁感應強度6的最大值

為號，D錯。

三、非選擇題

9.如圖8所示，物V是?根長為/=10cm,質量加=50g的金屬棒，用兩根長度也為/的

細軟導線將導體棒，郵水平吊起，使導體棒處在屋T的豎直向上的勻強磁場中，未通電流

時，細導線在豎直方向，通入恒定電流后，金屬棒向外偏轉的最大偏角。=37°,求金屬棒

中恒定電流的大小。

解析：金屬棒向外偏轉的過程中，受重力哨、導線拉力再、安培力尸共

三個力的作用，其中導線的拉力不做功，由動能定理得：跖十%=0

其中脩=&sin0=5Z/sin0,

%=一儂/(I-COS夕)

.口…」,zmg1-cos370

也屬棒中的電波為1=57sin370

解得：1=5k

答案：5A

10.水平放置的光滑金屬導軌寬￡=0.2m,接有電源電動勢E=3V,電源內阻及導軌電

阻不計。勻強磁場豎直向下穿過導軌，磁感應強度8=1To導體棒a6的電阻46C,質量

應=10g,垂直放在導軌上并接觸良好，求合上開關的瞬間。

XxaxXX

J_XXXXX

X

fxXXXXKB

XXX^XXX

圖9

(1)金屬棒受到安培力的大小和方向;

⑵金屬棒的加速度。

解析：(1)閉合電鍵的瞬間，回路中的電流

E3

/=刀=々A=0.5A

R6

加棒所受安培力

/安=6〃=0.1N

由左手定則知方向水平向右

(2)由牛頓第二定律知

a=-=10m/s2

m

方向水平向右

答案：(1)0.1N水平向右(2)10m/s2方向水平向右

11.(2014?太原五中測試)粗細均勻的直導線網」的兩端懸掛在兩根相同的輕質彈簧下邊,

"V恰好在水平位置(如圖10)(,已知"V的質量m=10g,"V的長度/=49cm,沿水平方向與

(1)要使兩根彈簧能處于自然狀態(tài)，既不被拉長，也不被壓縮，屈，中應沿什么方向、通過

多大的電流？

(2)若導線中有從"到"方向的、大小為0.2A的電流通過時，兩根彈簧均被拉長了Xx

=1mm,求彈簧的勁度系數。

(3)當由川到M方向通過0.2A的電流時，兩根彈簧被拉長多少？

解析：(D只有.，呢受到的安培力方向豎直向上且等于網,'的重力時，兩根彈簧才能處于自

然狀態(tài)