磁場對通電導線的作用力-高二物理新教材基礎+鞏固+提升三級跳(人教版2019選修第二冊)

新教材基礎鞏固提升三級跳第一章安培力與洛倫茲力1.1磁場對通電導線的作用力基礎知識知識點梳理：知識點一、安培力的方向1、安培力：通電導線在磁場中受的力。2、左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，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。3、安培力方向與磁場方向、電流方向的關系：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B與I所決定的平面。知識點二、安培力的大小1、垂直于磁場B放置、長為L的通電導線，當通過的電流為I時，所受安培力為。2、當磁感應強度B的方向與導線方向成角時，公式。知識點三、磁電式電流表1、原理：安培力與電流的關系。通電線圈在磁場中受到安培力而偏轉(zhuǎn)，線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大，被測電流就越大，根據(jù)線圈偏轉(zhuǎn)的方向，可以知道被測電流的方向。2、構(gòu)造：磁鐵、線圈、螺旋彈簧、指針、極靴。3、特點：極靴與圓柱間的磁場沿半徑方向，線圈轉(zhuǎn)動時，安培力的大小不受磁場影響，電流所受安培力的方向總與線圈平面垂直。線圈平面與磁場方向平行，如圖所示。4、優(yōu)點：靈敏度高，可以測出很弱的電流。缺點：線圈導線很細，允許通過的電流很弱。知識點考點：一、安培力的方向1、安培力F、磁感應強度B、電流I的方向關系（1）已知I、B的方向，可用左手定則確定F的方向；（2）已知F、B的方向，導線位置確定時，可確定I的方向；（3）已知F、I的方向，不能唯一確定B的方向。2、左手定則與安培定則的比較比較項目安培定則左手定則作用判斷電流產(chǎn)生的磁場方向判斷電流在磁場中的受力方向因果關系“電流”是“因”，“磁場”是“果”“磁場”和“電流”都是“因”，“受力”是“果”內(nèi)容具體情況直線電流環(huán)形電流或通電螺線管電流在磁場中用手右手左手具體操作拇指所指方向為電流方向四指彎曲的方向指向電流的環(huán)繞方向拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；磁感線穿過掌心，四指指向電流的方向結(jié)果四指彎曲的方向表示磁感線的方向拇指所指的方向表示軸線上的磁感線方向拇指所指的方向表示電流所受安培力的方向預習基礎：一、判斷題1．依據(jù)下面情境，判斷下列說法對錯。條形磁體的磁場分布如圖所示。（1）磁場是客觀存在的，磁感線實際上是不存在的，磁感線上各點的切線方向表示該點的磁場方向。()（2）磁場中某點磁感應強度的方向，跟放在該點的試探電流元所受安培力的方向一致。()（3）在如圖所示的磁場中磁感線越密集的地方，磁感應強度越大。()（4）相鄰兩條磁感線之間的空白區(qū)域磁感應強度為零。()（5）將通電導線放入磁場中，若不受安培力，說明該處磁感應強度為零。()二、填空題2．實驗發(fā)現(xiàn)，垂直放在磁場中的通電導線所受到的磁場力的大小，還與________________和________________有關。3．洛倫茲通過實驗測定了磁場對電流的作用。()4．如圖所示為“旋轉(zhuǎn)液體的實驗”裝置。盛有液體的玻璃容器放入蹄形磁鐵中，蹄形磁鐵內(nèi)的磁場視為勻強磁場，磁感應強度B=0.2T，容器內(nèi)側(cè)邊緣和中心分別通過電極與電源的正極、負極相連接。玻璃容器的橫截面的半徑a=0.05m，電源的電動勢E=6V，內(nèi)阻r=2Ω，限流電阻R0=8Ω，閉合開關液體開始旋轉(zhuǎn)，經(jīng)足夠長時間后，電壓表的示數(shù)恒為4V，則由上往下看，液體________旋轉(zhuǎn)（填“順時針”或“逆時針”），液體所受的安培力大小為_____________N。5．將小磁針放入磁場中，小磁針的_________極受力方向即為該點處磁場方向；將一根長0.2m的導線，通以3A的電流后垂直于磁場方向放入磁感應強度為0.1T的磁場中，它受到磁場的作用力大小是_________N。6．如圖，為了研究磁體S極附近Q點的磁場強弱，在該處垂直于磁場方向放置“很短”的一小段通電導線，設導線中的電流為I，導線的長為l，受到的磁場力為F。若改變I或l，則比值將______（選填“發(fā)生變化”或“保持不變”）。試問通電導線為什么要取得“很短”？______。鞏固所學三、單選題7．如圖所示，將六分之一圓弧導線固定于方向垂直紙面向外、磁感應強度大小為B的勻強磁場中，圓弧導線兩端點A、C連線豎直。若給導線通以方向由A到C、大小為I的恒定電流，圓弧的半徑為R，則導線受到的安培力的大小和方向是（

）A．，水平向左 B．，水平向右C．，水平向左 D．，水平向右8．如圖所示，紙面內(nèi)A、B兩點間連接有四段導線ACB、ADB、AEB、AFB，四段導線的粗細相同、材料相同，勻強磁場垂直于紙面向里?，F(xiàn)給MN兩端加上電壓，則下列說法正確的是（）A．四段導線中通過的電流相同B．ADB段受到的安培力最大C．AEB段受到的安培力最小D．四段導線受到的安培力的大小相等9．有一間距為L=0.5m的光滑金屬導軌傾斜放置，與水平面成θ=37°角。在導軌上垂直放置一根金屬棒，接通如圖所示的電源，電流強度為I=0.6A。若磁感應強度大小為B=1T、方向垂直斜面向上，金屬棒恰好靜止，取g=10m/s2，則（）A．金屬棒的質(zhì)量為0.05kgB．金屬棒的質(zhì)量為0.1kgC．其他條件不變，若磁場方向變?yōu)樨Q直向上，則金屬棒的機械能增大D．其他條件不變，若磁場方向變?yōu)樨Q直向上，則金屬棒的加速度大小為2.4m/s210．如圖甲所示為“海影號”電磁推進實驗艦艇，艦艇下部的大洞使海水前后貫通。艦艇沿海平面截面圖如圖乙所示，其與海水接觸的兩側(cè)壁M和N分別連接艦艇內(nèi)電源的正極和負極，使得M、N間海水內(nèi)電流方向為，此時加一定方向的磁場，可使得M、N間海水受到磁場力作用而被推出，艦艇因此向右前進，則所加磁場的方向應為（）A．水平向左 B．水平向右C．垂直紙面向外 D．垂直紙面向里11．如圖所示，間距為L的足夠長平行光滑導軌所在平面與水平面之間的夾角為，勻強磁場的方向是豎直方向，磁感應強度大小為B。將一根長為L、質(zhì)量為m的導體棒垂直放置在導軌上，導體棒中通以方向從a向b的電流，此時金屬棒靜止在軌道上，則下列說法正確的是（）A．勻強磁場的方向豎直向下B．導體棒所受安培力方向豎直向上C．導體棒中電流大小為D．其他條件不變，僅電流方向突然反向，則金屬棒可能繼續(xù)保持靜止四、多選題12．在某一勻強磁場中，長0.2m的一根直導線，通以3A的電流，與磁場垂直放置時受到的安培力是6×10－2N，則A．勻強磁場的磁感應強度大小為10－3TB．勻強磁場的磁感應強度大小為10－1TC．如果該導線的電流減小一半，則該導線受到的安培力大小為3×10－2ND．如果該導線的電流為0，則該導線受處的位置的磁感應強度大小為0T13．家用照明電路中的兩根導線是相互平行的，當用電器正常工作時，兩根導線中有如圖所示的大小、方向周期性變化的電流，關于兩根導線之間的作用力，下列說法正確的是（）A．兩根導線之間始終沒有作用力B．兩根導線之間有時有作用力，有時沒有C．火線中電流產(chǎn)生的磁場會對零線產(chǎn)生力的作用，但火線不會受到力的作用D．零線對火線有作用力時，火線對零線也一定有作用力能力提升五、實驗題14．如圖為研究磁場對通電導線的作用力的實驗，問：（1）若閉合開關，導體棒AB受到的安培力方向_____（“向左”或“向右”）（2）如果向右滑動“滑動變阻器”觸頭，導體棒AB受到安培力方向_____（“反向”或“不變”），安培力大小_____（“變大”、“不變”或“變小”）六、解答題15．如圖，在一個范圍足夠大、磁感應強度B=0.4T的水平勻強磁場中，且使金屬棒與磁場方向垂直。已知金屬棒長L=0.2m，若棒中通有I=2.0A向左的電流，求此時金屬棒受到的安培力F的大小。16．一段長為L的通電導線位于某勻強磁場中，通過它的電流大小為I，它受到的磁場力大小為F。該勻強磁場的磁感應強度的大小一定等于嗎？如果不等于，它可能比大還是比?。繛槭裁?？17．如圖所示是實驗室里用來測量磁場力的一種儀器——電流天平，某同學在實驗室里，用電流天平測算通電螺線管中的磁感應強度，他測得的數(shù)據(jù)記錄如下所示，請你算出通電螺線管中的磁感應強度B。已知：CD段導線長度：4×10－2m天平平衡時鉤碼重力：4×10－5N通過導線的電流：0.5A參考答案：1．

正確

錯誤

正確

錯誤

錯誤【來源】2023版32一輪復習第九章第1講磁場磁場對電流的作用【詳解】（1）磁場是客觀存在的，磁感線實際上是不存在的，磁感線上各點的切線方向表示該點的磁場方向，（1）正確。（2）磁感應強度是磁場本身的性質(zhì)，磁場中某點磁感應強度的大小與方向，跟放在該點的試探電流元無關，與所受磁場力無關，（2）錯誤。（3）磁感線越密集的地方，磁感應強度越大，（3）正確。（4）相鄰兩條磁感線之間的空白區(qū)域沒有畫出磁感線，但磁感應強度不為0，（4）錯誤。（5）將通電導線放入磁場中，若不受安培力，可能是因為電流方向平行于磁場方向，不能說明該處磁感應強度為零。（5）錯誤。2．

通電電流強度

放入磁場中導線的長度【來源】華東師大版高二上第十章磁場C磁感應強度磁通量基礎鞏固拓展練習【詳解】[1][2]由安培力公式可知，通電導線所受到的磁場力的大小不僅與磁感應強度有關，還與通電電流強度和放入磁場中導線的長度有關。3．錯誤【來源】河北省邯山區(qū)第一中學2021-2022學年高二上學期四調(diào)考試物理試題【詳解】安培通過實驗測定了磁場對電流的作用，故題干說法錯誤。4．

逆時針

##0.002【來源】福建省廈門市同安第一中學2021-2022學年高二下學期期中物理試題【詳解】[1]由圖可知電流從液體邊緣流向中心，且磁感應強度豎直向上，根據(jù)左手定則可知由上往下看，液體逆時針旋轉(zhuǎn)。[2]根據(jù)閉合電路歐姆定律可知通過液體的電流大小為液體所受的安培力大小為5．

N

0.06【來源】湖南省2022年普通高中學業(yè)水平合格性考試物理模擬試卷（二）【詳解】[1]在磁場中，小磁針N極受力的方向就是該點磁場的方向[2]根據(jù)可得導線所受磁場的作用力大小6．

保持不變

為了研究磁場中較精確地屬于某一點的磁場強弱【來源】2020-2022三年上海高考物理一模匯編之《磁場》【詳解】[1]由F=BIl可得Q點的磁場強度是磁場本身的屬性，與通電導線長度、導線中電流大小無關，改變I或l，則比值將保持不變。[2]為了研究磁場中較精確地屬于某一點的磁場強弱，通電導線要取得“很短”。7．A【來源】江蘇省鹽城市某校2021-2022學年高二下學期期中物理試題【詳解】根據(jù)幾何知識可得導線在磁場中受安培力的有效長度為導線受到的安培力的大小為根據(jù)左手定則可知安培力的方向為水平向左，故選A。8．B【來源】廣東省潮州市饒平縣第二中學2021-2022學年高二下學期月考物理試題（二）【詳解】A．根據(jù)易知導線越長，電阻越大。根據(jù)可得，ACB導線電流最小，ADB導線電流最大。故A錯誤；BCD．四段導線的有效長度都相同，由ADB段受到的安培力最大，ACB段受到的安培力最小。故B正確；CD錯誤。故選B。9．A【來源】10.1磁場對電流的作用-2023年高考物理一輪復習提升核心素養(yǎng)【詳解】AB．由于金屬棒靜止，根據(jù)受力平衡可得解得故A正確，B錯誤；CD．其他條件不變，若磁場方向變?yōu)樨Q直向上，則安培力的大小不變，方向變?yōu)樗较蛴遥虼私饘侔羰艿降暮贤饬楣室虼私饘侔粞匦泵嫦蛳伦鰟蚣铀龠\動，安培力做負功，故金屬棒的機械能減少，故CD錯誤。故選A。10．C【來源】遼寧省葫蘆島市興城市中學等四校2022-2023學年高二上學期12月聯(lián)考物理試題【詳解】根據(jù)題意可知，艦艇向右前進，則海水受到向左的安培力，由左手定則可知，所加磁場的方向應為垂直紙面向外。故選C。11．A【來源】遼寧省鐵嶺市昌圖縣第一中學2022-2023學年高二上學期12月月考物理試題【詳解】AB．如果磁場方向豎直向上，由左手定則可知，安培力水平向右，導體棒所受合力不可能為零，導體棒不可能靜止，則磁場方向豎直向下，故A正確，B錯誤：C．磁場的方向為豎直向下時，導體棒受到水平向左的安培力作用，同時還受豎直向下的重力和垂直于導軌向上的支持力作用，三力合力可以為零，由力的平衡有F=BIL=mgtan解得故C錯誤；D．其他條件不變，僅電流方向突然反向，則安培力水平向右，導體棒所受合力不可能為零，導體棒不可能靜止，故D錯誤。故選A。12．BC【來源】江蘇省沭陽縣修遠中學2018-2019學年高二上學期第一次月考物理試題【分析】本題考查學生對磁場性質(zhì)的理解，并要求學生會計算磁感應強度的大?。驹斀狻浚?）當導線垂直磁場放置時，則其所受安培力大小為，故，故A錯誤，B正確；（2）在保持其它條件不變的情況下，由可知，若導線中的電流減小一半，則該導線受到的安培力大小也減為原來的一半，即3×10－2N，C正確．（3）磁場是客觀存在的，與導線有無電流無關，磁場的強弱只與磁場本身的性質(zhì)有關．D錯誤．故本題正確答案選BC．【點睛】根據(jù)可以計算磁感應強度的大小；磁場的強弱只與磁場本身的性質(zhì)有關，而與通電導線有無電流沒有任何關系．13．BD【來源】第十三章課