高考物理第一輪復(fù)習(xí)教案-磁場(chǎng)的描述-磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

2013屆高三物理一輪復(fù)習(xí)專題：第八章磁場(chǎng)第1課時(shí)磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用考點(diǎn)內(nèi)容要求考綱解讀磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線Ⅰ1.磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線、安培力、洛倫茲力的理解及安培定則和左手定則的運(yùn)用，一般以選擇題的形式出現(xiàn)．2．安培力的大小計(jì)算，以及帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的分析與計(jì)算．一般以計(jì)算題的形式出現(xiàn)．3．帶電粒子在分立場(chǎng)、混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題仍是本章考查的重點(diǎn)內(nèi)容，極易成為試卷的壓軸題.通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向Ⅰ安培力、安培力的方向Ⅰ勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力Ⅱ洛倫茲力、洛倫茲力的方向Ⅰ洛倫茲力的公式Ⅱ帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ質(zhì)譜儀和回旋加速器Ⅰ說明：(1)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．(2)洛倫茲力的計(jì)算只限于速度與磁場(chǎng)方向垂直的情形.第1課時(shí)磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用導(dǎo)學(xué)目標(biāo)1.會(huì)用安培定則判斷電流周圍的磁場(chǎng)方向.2.會(huì)計(jì)算電流在磁場(chǎng)中受到的安培力.3.會(huì)用左手定則分析解決通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力及平衡類問題．基礎(chǔ)知識(shí)：（先思考后總結(jié)，自主梳理基礎(chǔ)知識(shí)）一、磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度[基礎(chǔ)導(dǎo)引]判斷下列說法的正誤(1)磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是客觀存在的物質(zhì)． ()(2)在地球北半球，地磁場(chǎng)的方向是向北且斜向下的． ()(3)磁極與磁極、磁極與電流之間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的，而電流與電流之間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的． ()(4)磁場(chǎng)中某點(diǎn)的B的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān)． ()(5)無論在何處，小磁針的指向就是磁場(chǎng)的方向． ()(6)磁場(chǎng)中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大． ()[知識(shí)梳理]1．磁場(chǎng)的特性：磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有__________的作用．2．磁場(chǎng)的方向：小磁針靜止時(shí)________所指的方向．3．磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)物理意義：描述磁場(chǎng)的________________．(2)大?。築＝________(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng))．(3)方向：小磁針靜止時(shí)________的指向．(4)單位：________，簡稱______，符號(hào)：______.4．磁通量(1)概念：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與磁場(chǎng)方向________的面積S和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積．(2)公式：Φ＝________.(3)單位：1Wb＝________.二、磁感線、通電導(dǎo)體周圍的磁場(chǎng)的分布[知識(shí)梳理]1．磁感線：在磁場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線，使曲線上各點(diǎn)的________方向跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一致．2．條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)磁感線分布(如圖1所示)圖13．電流的磁場(chǎng)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)且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)____與____磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)為____磁場(chǎng)且磁場(chǎng)____，管外為______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)____安培定則立體圖橫截面圖4.磁感線的特點(diǎn)(1)磁感線上某點(diǎn)的________方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．(2)磁感線的疏密定性地表示磁場(chǎng)的________，在磁感線較密的地方磁場(chǎng)________；在磁感線較疏的地方磁場(chǎng)較______．(3)磁感線是________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．(4)同一磁場(chǎng)的磁感線不________、不________、不相切．(5)磁感線是假想的曲線，客觀上不存在．eq\x(思考)：磁感線與電場(chǎng)線有什么相同點(diǎn)與不同點(diǎn)．三、安培力的大小和方向[基礎(chǔ)導(dǎo)引]下面的幾個(gè)圖顯示了磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力，其中正確的是 ()[知識(shí)梳理]1．安培力的大小當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向成θ角時(shí)，F(xiàn)＝______，這是一般情況下的安培力的表達(dá)式，以下是兩種特殊情況：(1)當(dāng)磁場(chǎng)與電流________時(shí)，安培力最大，F(xiàn)max＝BIL.(2)當(dāng)磁場(chǎng)與電流________時(shí)，安培力等于零．2．安培力的方向(1)安培力：____________在磁場(chǎng)中受到的力．(2)左手定則：伸開左手，使拇指與其余四指________，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)．讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向________的方向，這時(shí)________所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向．(3)兩平行的通電直導(dǎo)線間的安培力：同向電流互相______，異向電流互相________．eq\x(思考)：在磁場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電流元不受磁場(chǎng)力作用時(shí)，該點(diǎn)B值大小就一定為零嗎？課堂探究（先做后聽共同探究規(guī)律方法）考點(diǎn)一安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)的疊加考點(diǎn)解讀1．高考對(duì)磁場(chǎng)基本知識(shí)的考查，往往同時(shí)考查多個(gè)方面，包括對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念、安培定則的應(yīng)用、磁場(chǎng)的疊加和磁感線的理解．難度以中低檔題為主．解題的關(guān)鍵是復(fù)習(xí)中對(duì)基本概念與知識(shí)的正確理解與記憶．2．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”.原因(電流方向)結(jié)果(磁場(chǎng)繞向)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3.磁場(chǎng)的疊加磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，計(jì)算時(shí)與力的計(jì)算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進(jìn)行合成與分解．特別提醒兩個(gè)電流附近的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是由兩個(gè)電流分別獨(dú)立存在時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加而成的．典例剖析圖2例1(2011·大綱全國卷·15)如圖2，兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別通圖2有方向相反的電流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；b點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是()A．a(chǎn)點(diǎn)B．b點(diǎn)C．c點(diǎn)D．d點(diǎn)思維突破1．牢記判斷電流的磁場(chǎng)的方法——安培定則，并能熟練應(yīng)用，建立磁場(chǎng)的立體分布模型．2．在進(jìn)行磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加時(shí)，應(yīng)注意是哪個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向如何．跟蹤訓(xùn)練1(2011·新課標(biāo)全國卷·14)為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場(chǎng)是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的．在下列四個(gè)圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是()考點(diǎn)二安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的判定考點(diǎn)解讀1．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)是在磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)．2．明確磁場(chǎng)的分布和正確運(yùn)用左手定則進(jìn)行判斷是解題的關(guān)鍵．典例剖析圖3例2如圖3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，磁圖3鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面．當(dāng)線圈內(nèi)通以圖中方向的電流后，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)思維突破判定安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的常用方法跟蹤訓(xùn)練2如圖4所示，圖4條形磁鐵放在光滑斜面上，用平行于斜圖4面的輕彈簧拉住而平衡，A為水平放置的直導(dǎo)線的截面，導(dǎo)線中無電流時(shí)磁鐵對(duì)斜面的壓力為FN1；當(dāng)導(dǎo)線中有垂直紙面向外的電流時(shí)，磁鐵對(duì)斜面的壓力為FN2，則下列關(guān)于壓力和彈簧的伸長量的說法中正確的是()A．FN1<FN2，彈簧的伸長量減小B．FN1＝FN2，彈簧的伸長量減小C．FN1>FN2，彈簧的伸長量增大D．FN1>FN2，彈簧的伸長量減小考點(diǎn)三安培力的綜合應(yīng)用考點(diǎn)解讀1．安培力的綜合應(yīng)用，一般有兩種情形，一是安培力作用下導(dǎo)體的平衡和加速；二是與安培力有關(guān)的功能關(guān)系問題．安培力的綜合應(yīng)用是高考的熱點(diǎn)，題型有選擇題，也有綜合性的計(jì)算題．2．處理這類問題，需弄清楚電流所在處的磁場(chǎng)分布情況．要做好受力分析，搞清物體的受力情況，然后利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律或者功能關(guān)系求解，在受力分析時(shí)，有時(shí)要把立體圖轉(zhuǎn)換成平面圖，轉(zhuǎn)換時(shí)要標(biāo)明B的方向，以有利于確定安培力的方向．3．安培力大小的計(jì)算公式F＝ILB是在磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I垂直情況下的結(jié)果；式中L是有效長度，對(duì)通電直導(dǎo)線，是導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的那段長度；對(duì)彎曲導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線所在平面與磁場(chǎng)方向垂直，且磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，L等于彎曲導(dǎo)線兩端點(diǎn)連接直線的長度，如圖5所示，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端．圖5典例剖析圖6如圖6所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.40m，金屬導(dǎo)圖6軌所在的平面與水平面夾角θ＝37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E＝4.5V、內(nèi)阻r＝0.50Ω的直流電源．現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m＝0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止．導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0＝2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10m/s2.已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：(1)通過導(dǎo)體棒的電流；(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大??；(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力．思維突破求解通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的力學(xué)問題的方法：(1)選定研究對(duì)象；(2)變?nèi)S為二維，畫出平面受力分析圖，判斷安培力的方向時(shí)切忌跟著感覺走，要用左手定則來判斷，注意F安⊥B、F安⊥I；(3)根據(jù)力的平衡條件、牛頓第二定律列方程式進(jìn)行求解．圖7跟蹤訓(xùn)練3傾角為α的導(dǎo)電軌道間接有電源，軌道上放有一根靜止圖7的金屬桿ab.現(xiàn)垂直軌道平面向上加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖7所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增加的過程中，ab桿受到的靜摩擦力()A．逐漸增大B．逐漸減小C．先增大后減小D．先減小后增大易錯(cuò)易混辨析11.導(dǎo)體變速運(yùn)動(dòng)時(shí)的安培力分析圖8例4(2010·四川理綜·20)如圖8所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌固定圖8在一絕緣斜面上，兩相同的金屬導(dǎo)體棒a、b垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F作用在a的中點(diǎn)，使其向上運(yùn)動(dòng)．若b始終保持靜止，則它所受摩擦力可能()A．變?yōu)?B．先減小后不變C．等于FD．先增大再減小解析a棒向上運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv，則a、b棒受到的安培力大小F安＝IlB＝eq\f(B2l2v,2R).對(duì)a棒根據(jù)牛頓第二定律有F－mgsinθ－μmgcosθ－eq\f(B2l2v,2R)＝ma，由于速度v增大，所以加速度a減?。?dāng)加速度a＝0時(shí)，v達(dá)到最大值vm，即a棒先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，然后以vm做勻速直線運(yùn)動(dòng)．對(duì)b棒根據(jù)平衡條件有mgsinθ＝Ffb＋eq\f(B2l2v,2R)，當(dāng)v增大時(shí)，F(xiàn)fb減小；當(dāng)vm＝eq\f(mgsinθ·2R,B2l2)時(shí)，F(xiàn)fb＝0；當(dāng)v＝vm時(shí)，若棒b所受摩擦力仍沿斜面向上，則有Ffb先減小后不變．A、B正確．答案AB正本清源本題的易錯(cuò)點(diǎn)在于有同學(xué)認(rèn)為棒b所受的摩擦力一定是先減小后增大，最后不變.這是沒有結(jié)合棒a的運(yùn)動(dòng)情況而對(duì)b所受摩擦力作出分析.因?yàn)榘鬭的最終速度大小未知，所以就存在當(dāng)棒a的速度達(dá)到最大速度時(shí)，棒b所受的摩擦力還可能沿斜面向上，在這種情況下，棒b所受摩擦力就是一直減小最后不變，即B選項(xiàng)；而如果當(dāng)棒a的速度達(dá)到最大速度時(shí)，棒b所受的摩擦力恰好減小到0，這就是A選項(xiàng).圖9跟蹤訓(xùn)練4如圖9所示，光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部圖9分，O點(diǎn)為圓弧的圓心．兩金屬軌道之間的寬度為0.5m，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向如圖，大小為0.5T．質(zhì)量為0.05kg、長為0.5m的金屬細(xì)桿置于金屬軌道上的M點(diǎn)．當(dāng)在金屬細(xì)桿內(nèi)通以電流強(qiáng)度為2A的恒定電流時(shí)，金屬細(xì)桿可以沿桿向右由靜止開始運(yùn)動(dòng)．已知MN＝OP＝1m，則()A．金屬細(xì)桿開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為5m/s2B．金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度大小為5m/sC．金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小10m/s2D．金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)對(duì)每一條軌道的作用力大小為0.75N分組訓(xùn)練：（即學(xué)即練提升能力）A組安培力的基本應(yīng)用圖101.如圖10，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)圖10中，且與磁場(chǎng)方向(垂直于紙面向里)垂直．線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示．導(dǎo)線段abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力()A．方向沿紙面向上，大小為(eq\r(2)＋1)ILBB．方向沿紙面向上，大小為(eq\r(2)－1)ILBC．方向沿紙面向下，大小為(eq\r(2)＋1)ILBD．方向沿紙面向下，大小為(eq\r(2)－1)ILB2．在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖11所示．過c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向 ()圖11A．與ab邊平行，豎直向上B．與ab邊平行，豎直向下C．與ab邊垂直，指向左邊D．與ab邊垂直，指向右邊B組磁場(chǎng)的疊加及導(dǎo)體在安培力作用下運(yùn)動(dòng)情況的判定圖123.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12所示為測(cè)定通電線圈中央一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)方法：①先將未通電線圈平面固定于南北方向豎直平面內(nèi)，中央放一枚小磁針，N極指向北方；②給線圈通電，此時(shí)小磁針N極指北偏東θ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 ()圖12A．順時(shí)針；eq\f(B,cosθ)B．順時(shí)針；eq\f(B,sinθ)C．逆時(shí)針；eq\f(B,cosθ)D．逆時(shí)針；eq\f(B,sinθ)4.如圖13所示，兩個(gè)完全相同且相互絕緣、正交的金屬環(huán)，可沿軸線OO′自由轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)通以圖示方向電流，沿OO′看去會(huì)發(fā)現(xiàn)()A．A環(huán)、B環(huán)均不轉(zhuǎn)動(dòng)B．A環(huán)將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，B環(huán)也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩環(huán)相對(duì)不動(dòng)圖13C．A環(huán)將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，B環(huán)也順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩環(huán)相對(duì)不動(dòng)圖13D．A環(huán)將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，B環(huán)將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者吸引靠攏C組安培力作用下導(dǎo)體的平衡5．質(zhì)量為m的通電細(xì)桿置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為L，桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，有電流通過桿，桿恰好靜止于導(dǎo)軌上．如下列選項(xiàng)所示(截面圖)，桿與導(dǎo)軌間的摩擦力一定不為零的是 ()6.如圖14所示，光滑導(dǎo)軌與水平面成α角，導(dǎo)軌寬為L.勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.金屬桿長也為L，質(zhì)量為m，水平放在導(dǎo)圖14軌上．當(dāng)回路總電流為I1時(shí)，金屬桿正好能靜止．求：圖14(1)B至少多大？這時(shí)B的方向如何？(2)若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上，應(yīng)把回路總電流I2調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止？第1課時(shí)磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用(限時(shí)：60分鐘)一、選擇題1．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說法中正確的是()A．根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度定義B＝eq\f(F,IL)，磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F成正比，與I成反比B．磁感應(yīng)強(qiáng)度B是標(biāo)量，沒有方向C．磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，方向與F的方向相反D．在確定的磁場(chǎng)中，同一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是確定的，不同點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能不同，磁感線密集的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度B大些，磁感線稀疏的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度B小些2．下列各圖中，用帶箭頭的細(xì)實(shí)線標(biāo)出了通電直導(dǎo)線周圍磁感線的分布情況，其中正確的是()3.在磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線，如圖1所示，則()A．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba＞Bb圖1B．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba＜Bb圖1C．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處受力小圖24.兩根長直導(dǎo)線a、b平行放置，如圖2所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖2圖，圖中O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線ab的中點(diǎn)，M、N為ab的中垂線上的兩點(diǎn)且與a、b等距，兩導(dǎo)線中通有等大、同向的恒定電流，已知直線電流在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小跟該點(diǎn)到通電導(dǎo)線的距離r成反比，則下列說法中正確的是()A．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同B．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反C．在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零D．若在N點(diǎn)放一小磁針，靜止時(shí)其北極沿ON指向O點(diǎn)5.(2011·新課標(biāo)全國卷·18)電磁軌道炮工作原理如圖3所示．待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接圖3觸．電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流圖3回．軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(chǎng)(可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng))，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比．通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出．現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的辦法是()A．只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍B．只將電流I增加至原來的2倍C．只將彈體質(zhì)量減至原來的一半D．將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其他量不變6．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4所示．下列哪種情況將會(huì)發(fā)生()圖4A．因L2不受磁場(chǎng)力的作用，故L2不動(dòng)圖4B．因L2上、下兩部分所受的磁場(chǎng)力平衡，故L2不動(dòng)C．L2繞軸O按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)D．L2繞軸O按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)圖57.某專家設(shè)計(jì)了一種新型電磁船，它不需螺旋槳推進(jìn)器，航行圖5時(shí)平穩(wěn)而無聲，時(shí)速可達(dá)100英里．這種船的船體上安裝一組強(qiáng)大的超導(dǎo)線圈，在兩側(cè)船舷裝上一對(duì)電池，導(dǎo)電的海水在磁場(chǎng)力作用下即會(huì)推動(dòng)船舶前進(jìn)．如圖5所示是超導(dǎo)電磁船的簡化原理圖，AB和CD是與電池相連的導(dǎo)體，磁場(chǎng)由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生．以下說法正確的是()A．船體向左運(yùn)動(dòng)B．船體向右運(yùn)動(dòng)C．無法斷定船體向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)D．這種新型電磁船會(huì)由于良好的動(dòng)力性能而提高船速圖68.如圖6所示，用粗細(xì)均勻的電阻絲折成平面梯形框架，ab、圖6cd邊均與ad邊成60°角，ab＝bc＝cd＝L，長度為L的電阻絲電阻為r，框架與一電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則框架受到的安培力的合力大小為()A．0B.eq\f(5BEL,11r)C.eq\f(10BEL,11r)D.eq\f(BEL,r)圖79.均勻直角金屬桿aOb可繞水平光滑軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，圖7Oa<Ob.現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B并通以電流I，若撤去外力后恰能使直角金屬桿Ob部分保持水平，如圖7所示．則()A．電流I一定從a點(diǎn)流入才能使桿保持平衡B．電流I從b點(diǎn)流入也可能使桿保持平衡C．直角金屬桿受到的彈力一定豎直向上D．直角金屬桿受到安培力與重力的合力為零圖810．物理學(xué)家法拉第在研究電磁學(xué)時(shí)，親手做過許多實(shí)驗(yàn)．如圖8圖8所示的實(shí)驗(yàn)就是著名的電磁旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，這種現(xiàn)象是：如果載流導(dǎo)線附近只有磁鐵的一個(gè)極，磁鐵就會(huì)圍繞導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)；反之，載流導(dǎo)線也會(huì)圍繞單獨(dú)的某一磁極旋轉(zhuǎn)．這一裝置實(shí)際上就成為最早的電動(dòng)機(jī)．圖中A是可動(dòng)磁鐵，B是固定導(dǎo)線，C是可動(dòng)導(dǎo)線，D是固定磁鐵．圖中黑色部分表示汞(磁鐵和導(dǎo)線的下半部分都浸沒在汞中)，下部接在電源上．這時(shí)自上向下看，A和C的轉(zhuǎn)動(dòng)方向分別是()A．A順時(shí)針，C逆時(shí)針B．A逆時(shí)針，C順時(shí)針C．A逆時(shí)針，C逆時(shí)針D．A順時(shí)針，C順時(shí)針二、非選擇題圖911.在傾角θ＝30°的斜面上，固定一金屬框架，寬l＝0.25m，接入電圖9動(dòng)勢(shì)E＝12V、內(nèi)阻不計(jì)的電源．在框架上放有一根水平的、質(zhì)量m＝0.2kg的金屬棒ab，它與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(\r(3),6)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T的垂直框面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(如圖9所示)．當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)時(shí)，可使金屬棒靜止在框架上？(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，框架與棒的電阻不計(jì)，g＝10m/s2)圖1012．如圖10所示，PQ和EF為水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，間距圖10為L＝1.0m，導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為m＝20g，棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)輕滑輪與物體c相連，物體c的質(zhì)量M＝30g．在垂直導(dǎo)軌平面方向存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向豎直向上，重力加速度g取10m/s2.若導(dǎo)軌是粗糙的，且導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力為導(dǎo)體棒ab重力的0.5倍，若要保持物體c靜止不動(dòng)，應(yīng)該在棒中通入多大的電流？電流的方向如何？答案基礎(chǔ)再現(xiàn)一、基礎(chǔ)導(dǎo)引(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√知識(shí)梳理1.磁場(chǎng)力2.N極3.(1)強(qiáng)弱和方向(2)eq\f(F,IL)(3)N極(4)特斯拉特T4.(1)垂直(2)BS(3)1T·m2二、知識(shí)梳理1.切線3.越弱條形勻強(qiáng)最強(qiáng)非勻強(qiáng)越弱4.(1)切線(2)強(qiáng)弱較強(qiáng)弱(3)閉合(4)中斷相交思考：相同點(diǎn)：(1)都是假想曲線．(2)疏密表示強(qiáng)弱，切線表示方向．(3)都有不相交、不相切、不中斷的特點(diǎn)．不同點(diǎn)：電場(chǎng)線不閉合，磁感線為閉合曲線．三、基礎(chǔ)導(dǎo)引C知識(shí)梳理1.BILsinθ(1)垂直(2)平行2.(1)通電導(dǎo)線(2)垂直電流拇指(3)吸引排斥思考：不一定．當(dāng)B∥I時(shí)，F(xiàn)安＝0.課堂探究例1C[由于I1>I2，且離導(dǎo)線越遠(yuǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)越弱，在a點(diǎn)I1產(chǎn)生的磁場(chǎng)比I2產(chǎn)生的磁場(chǎng)要強(qiáng)，A錯(cuò)，同理，C對(duì)．I1與I2在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同，合成后不可能為零，B錯(cuò)．d點(diǎn)兩電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)B1、B2不共線，合磁場(chǎng)不可能為0，D錯(cuò)．]跟蹤訓(xùn)練1B例2A[甲解法一電流元法．首先將圓形線圈分成很多小段，每一段可看作一直線電流元，取其中上、下兩小段分析，其截面圖和受安培力情況如圖甲所示．根據(jù)對(duì)稱性可知，線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運(yùn)動(dòng)．只有選項(xiàng)A正確．解法二等效法．將環(huán)形電流等效成小磁針，如乙圖乙所示，據(jù)異名磁極相吸引知，線圈將向左運(yùn)動(dòng)，選A.也可將左側(cè)條形磁鐵等效成環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，異向電流相排斥”．也可判斷出線圈向左運(yùn)動(dòng)，選A.]跟蹤訓(xùn)練2C例3(1)1.5A(2)0.30N(3)0.06N跟蹤訓(xùn)練3D跟蹤訓(xùn)練4D[金屬細(xì)桿在水平方向受到安培力作用，安培力大小F安＝BIL＝0.5×2×0.5N＝0.5N，金屬細(xì)桿開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為a＝eq\f(F安,m)＝10m/s2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)金屬細(xì)桿從M點(diǎn)到P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程，安培力做功W安＝F安·(MN＋OP)＝1J，重力做功WG＝－mg·ON＝－0.5J，由動(dòng)能定理得W安＋WG＝eq\f(1,2)mv2，解得金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度大小為v＝eq\r(20)m/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度可分解為水平方向的向心加速度和豎直方向的加速度，水平方向的向心加速度大小為a′＝eq\f(v2,r)＝20m/s2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在P點(diǎn)金屬細(xì)桿受到軌道水平向左的作用力F，水平向右的安培力F安，由牛頓第二定律得F－F安＝eq\f(mv2,r)，解得F＝1.5N，每一條軌道對(duì)金屬細(xì)桿的作用力大小為0.75N，由牛頓第三定律可知金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)對(duì)每一條軌道的作用力大小為0.75N，選項(xiàng)D正確．]分組訓(xùn)練1．A2．C[根據(jù)直線電流的安培定則，a、b在c處所激發(fā)的磁場(chǎng)方向分別如圖中Ba、Bb所示，應(yīng)用平行四邊形定則可知c導(dǎo)線所在處的合磁場(chǎng)方向如圖所示．根據(jù)左手定則可知安培力F安的方向與a、b連線垂直，指向左邊．]3．C