2025屆高考物理一輪復習第九章磁場第1講磁場的描述磁吃電流的作用教學案滬科版

PAGE23-第九章磁場[高考備考導航]學問內容學科素養(yǎng)考向指導1.磁場、磁感應強度、磁感線，通電直導線和通電線圈四周的磁場物理觀念(物質觀念、能量觀念)1.考題難度：每年必有考題，試題情景新奇，選擇題難度中等，計算題為壓軸大題。2.?？紵狳c：安培定則的應用、磁場的疊加，安培力、洛倫茲力的應用，帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動問題，帶電粒子在組合場、疊加場中的運動問題，洛倫茲力在現(xiàn)代科技中的應用等。3.常用物理思想方法：模型法、類比法、數(shù)理結合法等。2.安培力、安培力的方向，勻強磁場中的安培力(1)物理觀念(力與運動觀念)(2)科學思維(科學推理)3.洛倫茲力、洛倫茲力的方向，洛倫茲力公式(1)物理觀念(力與運動觀念)(2)科學思維(科學推理)4.帶電粒子在勻強磁場中的運動(1)物理觀念(力與運動觀念)(2)科學思維(科學推理)5.質譜儀和回旋加速器(1)科學思維(科學推理)(2)科學看法與責任第1講磁場的描述磁場對電流的作用學問排查學問點一磁場、磁感應強度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?。築＝eq\f(F,IL)(通電導線垂直于磁場)。(3)方向：小磁針靜止時N極的指向。(4)單位：特斯拉(T)。3.勻強磁場(1)定義：磁感應強度的大小到處相等、方向到處相同的磁場稱為勻強磁場。(2)特點：磁感線為疏密程度相同、方向相同的平行直線。學問點二磁感線電流的磁場1.磁感線及其特點(1)磁感線：在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度的方向一樣。(2)特點①磁感線上某點的切線方向就是該點的磁場方向。②磁感線的疏密定性地表示磁場的強弱。③磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點。④磁感線是假想的曲線，客觀上不存在。2.幾種常見的磁場(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(如圖1所示)圖1(2)電流的磁場直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場特點無磁極、非勻強、且距導線越遠處磁場越弱管內為勻強磁場且磁場最強，管外為非勻強磁場環(huán)形電流的兩側是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠，磁場越弱安培定則(3)勻強磁場在磁場的某些區(qū)域內，磁感線為同向等間距的平行線，如圖2所示。圖2學問點三安培力1.安培力的大小F＝ILBsinθ(其中θ為B與I之間的夾角)(1)磁場和電流垂直時：F＝BIL。(2)磁場和電流平行時：F＝0。2.安培力的方向左手定則推斷：圖3(1)伸出左手，讓拇指與其余四指垂直，并且都在同一個平面內。(2)讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流方向。(3)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。小題速練1.思索推斷(1)垂直磁場放置的線圈面積減小時，穿過線圈的磁通量可能增大。()(2)小磁針N極所指的方向就是該處磁場的方向。()(3)在同一幅圖中，磁感線越密，磁場越強。()(4)將通電導線放入磁場中不受安培力，則該處的磁感應強度為零。()(5)安培力可能做正功，也可能做負功。()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√2.磁場中某區(qū)域的磁感線如圖4所示，則()圖4A.同一通電導線放在a處受力肯定比放在b處受力大B.同一通電導線放在a處受力肯定比放在b處受力小C.a、b兩處的磁感應強度的大小不等，Ba<BbD.a、b兩處的磁感應強度的大小不等，Ba>Bb解析a處的磁感線比b處稀疏，則a點磁感應強度比b點小，所以Ba<Bb，選項C正確，D錯誤；將一小段通電導線放入磁場時，當通電導線垂直磁場時，受到的磁場力最大，平行磁場時受磁場力為零，雖然Ba<Bb，但是無法比較導線所受的磁場力的大小，選項A、B錯誤。答案C3.(2024·江蘇單科，1)如圖5所示，兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r。圓形勻強磁場B的邊緣恰好與a線圈重合，則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為()圖5A.1∶1 B.1∶2C.1∶4 D.4∶1解析兩個線圈的半徑雖然不同，但是磁場穿過兩個線圈的有效面積一樣，則穿過兩線圈的磁通量相同，故選項A正確。答案A4.[人教版選修3－1·P94·T1改編]下面的幾個圖顯示了磁場對通電直導線的作用力，其中正確的是()答案C5.(2024·4月浙江選考，5)在磁場中的同一位置放置一條直導線，導線的方向與磁場方向垂直，則下列描述導線受到的安培力F的大小與通過導線的電流I的關系圖象正確的是()解析依據(jù)題意，導線方向與磁場方向垂直，則導線受到的安培力大小與通過導線的電流大小之間的關系滿意F＝ILB，故A正確。答案A安培定則的應用、磁場的疊加1.安培定則的應用：在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場時應分清“因”和“果”。緣由(電流方向)結果(磁場繞向)直線電流的磁場大拇指四指環(huán)形電流及通電螺線管的磁場四指大拇指2.磁場的疊加：磁感應強度為矢量，其合成與分解遵循平行四邊形定則?！镜淅?多選)(2024·全國卷Ⅱ，20)如圖6，紙面內有兩條相互垂直的長直絕緣導線L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點，它們相對于L2對稱。整個系統(tǒng)處于勻強外磁場中，外磁場的磁感應強度大小為B0，方向垂直于紙面對外。已知a、b兩點的磁感應強度大小分別為eq\f(1,3)B0和eq\f(1,2)B0，方向也垂直于紙面對外。則()圖6A.流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為eq\f(7,12)B0B.流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為eq\f(1,12)B0C.流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為eq\f(1,12)B0D.流經(jīng)L2的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為eq\f(7,12)B0解析設L1在a、b兩點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B1，設L2在a、b兩點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B2，依據(jù)安培定則，結合題意B0－(B1＋B2)＝eq\f(1,3)B0，B0＋B2－B1＝eq\f(1,2)B0,聯(lián)立可得B1＝eq\f(7,12)B0，B2＝eq\f(1,12)B0，選項A、C正確。答案AC1.(2024·山東德州模擬)指南針是我國古代的四大獨創(chuàng)之一。當指南針靜止時，其N極指向如圖7中虛線(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極指向北偏東)所示。則以下推斷正確的是()圖7A.可能在指南針上面有一導線東西放置，通有由東向西的電流B.可能在指南針上面有一導線東西放置，通有由西向東的電流C.可能在指南針上面有一導線南北放置，通有由北向南的電流D.可能在指南針上面有一導線南北放置，通有由南向北的電流解析若指南針靜止時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線南北放置，通有由北向南的電流，故C正確。答案C2.(2024·全國卷Ⅲ，18)如圖8，在磁感應強度大小為B0的勻強磁場中，兩長直導線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l。在兩導線中均通有方向垂直于紙面對里的電流I時，紙面內與兩導線距離均為l的a點處的磁感應強度為零，假如讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點處磁感應強度的大小為()圖8A.0 B.eq\f(\r(3),3)B0C.eq\f(2\r(3),3)B0 D.2B0解析如圖甲所示，P、Q中的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小相等，設為B1，由幾何關系可知，B1＝eq\f(\r(3),3)B0。假如讓P中的電流反向、其他條件不變時，如圖乙所示，由幾何關系可知，a點處磁感應強度的大小B＝eq\r(Beq\o\al(2,0)＋Beq\o\al(2,1))＝eq\f(2\r(3),3)B0，故選項C正確，A、B、D錯誤。答案C安培力的大小和方向1.安培力的方向依據(jù)左手定則推斷。留意安培力既垂直于B，也垂直于I，即垂直于B與I確定的平面。2.安培力公式F＝BIL的應用條件(1)B與L垂直。(2)L是有效長度。①彎曲通電導線的有效長度L等于連接兩端點的直線的長度，相應的電流方向沿兩端點連線由始端流向末端，如圖9所示。圖9②對于隨意形態(tài)的閉合線圈，其有效長度均為零，所以通電后在勻強磁場中受到的安培力的矢量和為零?！镜淅?2024·全國卷Ⅰ，17)如圖10，等邊三角形線框LMN由三根相同的導體棒連接而成，固定于勻強磁場中，線框平面與磁感應強度方向垂直，線框頂點M、N與直流電源兩端相接。已知導體棒MN受到的安培力大小為F，則線框LMN受到的安培力的大小為()圖10A.2F B.1.5FC.0.5F D.0解析設每根導體棒的電阻為R，長度為L，則外電路中，上、下電路電阻之比為R1∶R2＝2R∶R＝2∶1，上、下電路電流之比I1∶I2＝1∶2。如圖所示，由于上面電路MLN通電的導體棒受到的安培力的有效長度也為L，依據(jù)安培力計算公式F＝ILB，可知F′∶F＝I1∶I2＝1∶2，得F′＝eq\f(1,2)F，依據(jù)左手定則可知，兩力方向相同，故線框LMN所受到的安培力大小為F＋F′＝1.5F，選項B正確。答案B1.(2024·上海單科，11)如圖11，一導體棒ab靜止在U形鐵芯的兩臂之間。電鍵閉合后導體棒受到的安培力方向()圖11A.向上 B.向下C.向左 D.向右解析依據(jù)圖中的電流方向，由安培定則知U形鐵芯下端為N極，上端為S極，ab中的電流方向由a→b，由左手定則可知導體棒受到的安培力方向向右，選項D正確。答案D2.(多選)(2024·全國卷Ⅰ，19)如圖12，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反。下列說法正確的是()圖12A.L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1∶1∶eq\r(3)D.L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為eq\r(3)∶eq\r(3)∶1解析同向電流相互吸引，反向電流相互排斥。對L1受力分析，如圖甲所示，可知L1所受磁場力的方向與L2、L3所在的平面平行，故選項A錯誤；對L3受力分析，如圖乙所示，可知L3所受磁場力的方向與L1、L2所在的平面垂直，故選項B正確；設三根導線兩兩之間的相互作用力的大小為F，則L1、L2受到的磁場力的合力大小均等于F，L3受到的磁場力的合力大小為eq\r(3)F，即L1、L2、L3單位長度受到的磁場力之比為1∶1∶eq\r(3)，故選項C正確，D錯誤。答案BC安培力作用下導體運動狀況的判定方法常用的五種方法電流元法分割為電流元eq\o(→,\s\up7(左手定則))安培力方向→整段導體所受合力方向→運動方向特別位置法在特別位置→安培力方向→運動方向等效法結論法同向電流相互吸引，異向電流相互排斥；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探討對象法先分析電流所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力【典例】(多選)(2024·全國卷Ⅱ，21)某同學自制的簡易電動機示意圖如圖13所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉軸。將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉動起來，該同學應將()圖13A.左、右轉軸下側的絕緣漆都刮掉B.左、右轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉C.左轉軸上側的絕緣漆刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉D.左轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉解析若將左、右轉軸下側的絕緣漆都刮掉，這樣當線圈在圖示位置時，線圈的上下邊受到水平方向的安培力而轉動，轉過一周后再次受到同樣的安培力而使其連續(xù)轉動，選項A正確；若將左、右轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，則當線圈在圖示位置時，線圈的上下邊受到安培力而轉動，轉過半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止轉動，選項B錯誤；左轉軸上側的絕緣漆刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉，電路不能接通，故不能轉起來，選項C錯誤；若將左轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉，這樣當線圈在圖示位置時，線圈的上下邊受到安培力而轉動，轉過半周后電路不導通，轉過一周后再次受到同樣的安培力而使其連續(xù)轉動，選項D正確。答案AD1.教學中常用如圖14甲所示的裝置演示通電導體在磁場中受力的狀況?，F(xiàn)將圖中的蹄形磁鐵改用圖乙所示的電磁鐵代替，則合上開關時，以下推斷正確的是()圖14A.電磁鐵上端為N極，下端為S極，導體棒ab向左運動B.電磁鐵上端為N極，下端為S極，導體棒ab向右運動C.電磁鐵上端為S極，下端為N極，導體棒ab向右運動D.電磁鐵上端為S極，下端為N極，導體棒ab向左運動解析由右手螺旋定則及左手定則，易推斷出選項A正確。答案A2.(多選)如圖15甲所示是磁電式電流表的結構，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場勻稱輻向分布，線圈中a、b兩條導線長均為l，通以圖乙方向的電流I，兩條導線所在處的磁感應強度大小均為B。則()圖15A.該磁場是勻強磁場B.線圈平面總與磁場方向垂直C.線圈將順時針轉動D.a、b導線受到的安培力大小總為BIl解析勻強磁場的磁感應強度應大小到處相等，方向到處相同，由圖乙可知，A項錯誤；在圖乙的位置，a受向上的安培力，b受向下的安培力，線圈順時針轉動，C項正確；由此可知B項錯誤；由于磁感應強度大小不變，電流大小不變，則安培力大小始終為BIl，D項正確。答案CD安培力作用下通電導體的平衡問題或加速問題解題思路(1)選定探討對象。(2)受力分析時，變立體圖為平面圖，如側視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖，安培力的方向F安⊥B、F安⊥I。如圖16所示：圖16(3)列平衡方程或牛頓其次定律方程進行求解?！镜淅?多選)(2024·江蘇卷，7)如圖17所示，在光滑的水平桌面上，a和b是兩條固定的平行長直導線，通過的電流強度相等。矩形線框位于兩條導線的正中間，通有順時針方向的電流，在a、b產(chǎn)生的磁場作用下靜止。則a、b的電流方向可能是()圖17A.均向左 B.均向右C.a的向左，b的向右 D.a的向右，b的向左解析如圖甲所示，當a、b中電流方向均向左時，矩形線框靠近導線的兩邊所受安培力方向相同，使線框向導線b移動。同理可知，a、b中電流均向右時，線框向導線a移動，選項A、B錯誤；甲乙如圖乙所示，電流方向a的向左，b的向右時，a、b中電流I′在線框所在處產(chǎn)生的磁場方向如圖所示，導線AB、CD所在處的磁感應強度相同，但所受安培力大小相等、方向相反。線框靜止。同理可知，電流方向a的向右，b的向左時，線框也能靜止，C、D正確。答案CD1.(多選)阿明有一個磁浮玩偶，其原理是利用電磁鐵產(chǎn)生磁性，讓具有磁性的玩偶穩(wěn)定地飄浮起來，其構造如圖18所示。若圖中電源的電壓固定，可變電阻為一可以隨意變更電阻大小的裝置，則下列敘述正確的是()圖18A.電路中的電源必需是溝通電源B.電路中的a端點須連接直流電源的負極C.若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，可增加玩偶飄浮的最大高度D.若將可變電阻的阻值調大，可減小玩偶飄浮的最大高度解析當電磁鐵上端為N極時，可使玩偶飄浮起來，由安培定則可知，a端應是電源的正極，選項A、B錯誤；若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，電磁鐵磁性增加，可增加玩偶飄浮的最大高度，選項C正確；若將可變電阻的阻值調大，線圈中電流減小，磁性減弱，玩偶飄浮的最大高度減小，選項D正確。答案CD2.利用如圖19所示的試驗裝置可以測量磁感應強度B。用絕緣輕質絲線把底部長為L、電阻為R、質量為m的“U”形線框固定在力敏傳感器的掛鉤上，并用輕質導線連接線框與電源，導線的電阻忽視不計。當外界拉力F作用于力敏傳感器的掛鉤上時，數(shù)字電壓表會有示數(shù)U，且數(shù)字電壓表上的示數(shù)U與所加拉力F成正比，即U＝KF，式中K為比例系數(shù)。當線框接入恒定電壓為E1時，電壓表的示數(shù)為U1；接入恒定電壓為E2時(電流方向不變)，電壓表示數(shù)為U2。則磁感應強度B的大小為()圖19A.B＝eq\f(R（U1－U2）,K（E1－E2）L) B.B＝eq\f(R（U1－U2）,K（E2＋E1）L)C.B＝eq\f(R（U1＋U2）,K（E2－E1）L) D.B＝eq\f(R（U1＋U2）,K（E2＋E1）L)解析當通上電流后，對線框受力分析得出F＝mg＋BIL，由于數(shù)字電壓表上的讀數(shù)U與所加外力成正比，即U＝KF，式中K為比例系數(shù)，有ΔU＝KBΔIL＝KB(I1－I2)L，即U1－U2＝KBeq\f(E1－E2,R)L，整理得B＝eq\f(R（U1－U2）,K（E1－E2）L)，故選項A正確。答案A3.(2024·青島檢測)一通電直導體棒用兩根絕緣輕質細線懸掛在天花板上，靜止在水平位置(如正面圖)?，F(xiàn)在通電導體棒所處位置加上勻強磁場，使導體棒能夠靜止在偏離豎直方向θ角(如側面圖)的位置。假如所加磁場的強弱不同，則磁場方向的范圍是(以下選項中各圖均是在側面圖的平面內畫出的，磁感應強度的大小未按比例畫)()圖20解析要使導體棒能夠靜止在偏離豎直方向θ角(如側面圖)的位置，則安培力的范圍是由豎直向上順時針轉到沿細線向下，可以豎直向上，但不能沿細線向下。再由左手定則可知磁感應強度的方向是由水平向右順時針轉到垂直于細線向下，但不能沿垂直于細線向下。所以C圖正確。答案C活頁作業(yè)(時間：40分鐘)基礎鞏固練1.[人教版選修3－1·P94·T3改編]如圖1所示，用天平測量勻強磁場的磁感應強度。下列各選項所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長MN相等，將它們分別掛在天平的右臂下方。線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)。若磁場發(fā)生微小變更，天平最簡單失去平衡的是()圖1解析由安培力F＝BIL可知，線圈在磁場中的有效長度越大，天平越簡單失去平衡，故A正確。答案A2.中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也?！边M一步探討表明，地球四周地磁場的磁感線分布示意如圖2。結合上述材料，下列說法不正確的是()圖2A.地理南、北極與地磁場的南、北極不重合B.地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極旁邊C.地球表面隨意位置的地磁場方向都與地面平行D.地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用解析地球為一巨大的磁體，地磁場的南、北極在地理上的北極和南極旁邊，兩極并不重合；且地球內部也存在磁場，只有赤道上空磁場的方向才與地面平行；對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子的速度方向與地磁場方向不會平行，肯定受到地磁場力的作用，故C項說法不正確。答案C3.(2024·?？谀M)如圖3所示，一個邊長為L的正方形金屬框豎直放置，各邊電阻相同，金屬框放置在磁感應強度大小為B、方向垂直于金屬框平面對里的勻強磁場中。若A、B兩端與導線相連，由A到B通以如圖所示方向的電流(由A點流入，從B點流出)，流過AB邊的電流為I，則金屬框受到的安培力大小和方向分別為()圖3A.2BIL豎直向下 B.eq\f(4,3)BIL豎直向上C.BIL豎直向上 D.eq\f(3,4)BIL豎直向下解析由題圖可知，電流由A點流入，從B點流出，則有A→B和A→D→C→B的電流，而A→D→C→B的電流產(chǎn)生的安培力可等效成DC邊受到的安培力，由于流過AB邊的電流為I，依據(jù)電路并聯(lián)特點，流過DC邊的電流為eq\f(1,3)I，因此金屬框受到的合安培力為eq\f(4,3)BIL，依據(jù)左手定則，方向豎直向上，故選項B正確。答案B4.法拉第電動機原理如圖4所示。條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中心，N極向上。一根金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連。電源負極與金屬桿上端相連，與電源正極連接的導線插入水銀中。從上往下看，金屬桿()圖4A.向左搖擺 B.向右搖擺C.順時針轉動 D.逆時針轉動解析從上往下看，依據(jù)左手定則可推斷出，金屬桿所受的安培力將會使其逆時針轉動，選項D正確。答案D5.(2024·11月浙江選考)電流天平是一種測量磁場力的裝置，如圖5所示。兩相距很近的通電平行線圈Ⅰ和Ⅱ，線圈Ⅰ固定，線圈Ⅱ置于天平托盤上。當兩線圈均無電流通過時，天平示數(shù)恰好為零。下列說法正確的是()圖5A.當天平示數(shù)為負時，兩線圈電流方向相同B.當天平示數(shù)為正時，兩線圈電流方向相同C.線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力大于線圈Ⅱ對線圈Ⅰ的作用力D.線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力與托盤對線圈Ⅱ的作用力是一對相互作用力解析當線圈中通有同向電流時相互吸引，通有反向電流時相互排斥，故當天平示數(shù)為負數(shù)時，表示相互吸引，所以為同向電流，當天平示數(shù)為正時，表示相互排斥，為反向電流，選項A正確，B錯誤；依據(jù)作用力與反作用力可知線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力等于線圈Ⅱ對線圈Ⅰ的作用力，線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力與托盤對線圈Ⅱ的作用力都作用在線圈Ⅱ上，它們不是一對相互作用力，選項C、D錯誤。答案A6.為了降低潛艇噪音可用電磁推動器替代螺旋槳。如圖6為直線通道推動器示意圖。推動器前后表面導電，上下表面絕緣，規(guī)格為：a×b×c＝0.5m×0.4m×0.3m。空間內存在由超導線圈產(chǎn)生的勻強磁場，其磁感應強度B＝10.0T、方向豎直向下，若在推動器前后方向通以電流I＝1.0×103A，方向如圖。則下列推斷正確的是()圖6A.推動器對潛艇供應向左的驅動力，大小為4.0×103NB.推動器對潛艇供應向右的驅動力，大小為4.0×103NC.推動器對潛艇供應向左的驅動力，大小為3.0×103ND.推動器對潛艇供應向右的驅動力，大小為3.0×103N解析磁場方向向下，電流方向向里，依據(jù)左手定則，則安培力方向向左，依據(jù)安培力公式F＝BIL＝4.0×103N，綜上所述，故A正確，B、C、D錯誤。答案A7.(2024·重慶模擬)勻稱帶正電的薄圓盤的右側，用絕緣細線A、B掛一根水平通電直導線ab，電流方向由a到b，導線平行于圓盤平面?，F(xiàn)圓盤繞過圓心的水平軸沿如圖7所示方向勻速轉動(電荷隨著圓盤一起轉動，可視為形成了一圈一圈的環(huán)形電流)，細線仍舊豎直，與圓盤靜止時相比，下列說法正確的是()圖7A.細線上的張力變大B.細線上的張力變小C.細線上的張力不變D.若變更圓盤轉動方向，細線上的張力變大解析圓盤繞過圓心的水平軸沿如圖所示方向勻速轉動，產(chǎn)生環(huán)形電流，在導體棒ab處會產(chǎn)生磁場，依據(jù)右手螺旋定則可知，磁場垂直于ab向右，依據(jù)左手定則可知，受到的安培力豎直向下，依據(jù)共點力平衡可知，細線所受到的張力變大，故選項A正確。答案A8.在磁感應強度為B0、方向豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根長通電直導線，電流的方向垂直于紙面對里。如圖8所示，A、B、C、D是以直導線為圓心的同一圓周上等分的四點，A、C連線方向水平，在這四點中()圖8A.B、D兩點的磁感應強度大小相等B.A、B兩點的磁感應強度大小相等C.C點的磁感應強度的值最大D.B點的磁感應強度的值最大解析依據(jù)安培定則可得通電直導線在A、B、C、D四點產(chǎn)生的磁感應強度大小相等，設為B1，而通電直導線在B點產(chǎn)生的磁感應強度方向為水平向左，在D點產(chǎn)生的磁感應強度方向為水平向右，則B、D兩點的磁感應強度大小為B＝eq\r(Beq\o\al(2,1)＋Beq\o\al(2,0))，大小相等，選項A正確；通電直導線在A點產(chǎn)生的磁感應強度方向為豎直向上，則A點的磁感應強度為BA＝B1＋B0，選項B錯誤；通電直導線在C點產(chǎn)生的磁感應強度方向為豎直向下，則C點的磁感應強度大小為BC＝|B1－B0|，C點的磁感應強度的值最小，選項C錯誤；由以上分析可知A點的磁感應強度的值最大，選項D錯誤。答案A綜合提能練9.(2024·鄭州模擬)如圖9所示，兩根無限長導線均通以恒定電流I，兩根導線的直線部分和坐標軸特別接近，彎曲部分是以坐標原點O為圓心的、半徑相同的一段圓弧，規(guī)定垂直于紙面對里的方向為磁感應強度的正方向，已知直線部分在原點O處不形成磁場，此時兩根導線在坐標原點處的磁感應強度為B，下列四個選項中均有四根同樣的、通以恒定電流I的無限長導線，O處磁感應強度也為B的是()圖9解析由磁場的疊加可知A圖中四根導線在O處的合磁感應強度為B；B圖中四根導線在O處的合磁感應強度為2B；C圖中O處的合磁感應強度為－2B；D圖中，O處的合磁感應強度為－B。故A正確。答案A10.(多選)如圖10所示，兩根光滑平行導軌水平放置，間距為L，其間有豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為B。垂直于導軌水平對稱放置一根勻稱金屬棒。從t＝0時刻起，棒上有如圖11所示的持續(xù)交變電流I，周期為T，最大值為Im，圖10中I所示方向為電流正方向。則金屬棒()A.始終向右移動B.速度隨時間周期性變更C.受到的安培力隨時間周期性變更D.受到的安培力在一個周期內做正功解析由左手定則可知，金屬棒一起先向右做勻加速運動，當電流反向以后，金屬棒起先做勻減速運動，經(jīng)過一個周期速度變?yōu)?，然后重復上述運動，所以選項A、B正確；安培力F＝BIL，由圖象可知前半個周期安培力水平向右，后半個周期安培力水平向左，不斷重復，選項C正確；一個周期內，金屬棒初、末速度相同，由動能定理可知安培力在一個周期內不做功，選項D錯誤。答案ABC11.(2024·浙江杭州模擬)如圖12所示，一根所受重力為G＝0.1N、長為L＝1m、質量分布勻稱的導體ab，在其中點彎成60°角，將此導體放入勻強磁場中，導體兩端a、b懸掛于兩相同的絕緣彈簧下端，彈簧均處于豎直狀態(tài)，當導體中通入I＝1A的電流時，兩根彈簧比原長各縮短了Δx＝0.01m，已知勻強磁場的方向垂直紙面對外，磁感應強度的大小B＝0.4T，則()圖12A.導體中電流的方向為a→bB.每根彈簧的彈力大小為0.5NC.彈簧的勁度系數(shù)為5N/mD.若導體中不通入電流，則彈簧比原長伸長了0.02m解析由題意可知通電后彈簧比原長縮短了，說明安培力方向向上，由左手定則可知，電流方向為b→a，故A錯誤；通電后，ab導體的有效長度l＝eq\f(1,2)L＝0.5m，受到的安培力為F＝BIl＝0.2N，F(xiàn)－2F彈＝G，F(xiàn)彈＝eq\f(F－G,2)＝eq\f(0.2－0.1,2)N＝0.05N，故B錯誤；依據(jù)F彈＝kΔx，解得k＝eq\f(F彈,Δx)＝eq\f(0.05,0.01)N/m＝5N/m，故C正確；若導體中不通入電流，則有2kx＝G，彈簧的伸長量x＝eq\f(G,2k)＝eq\f(0.1,2×5)m＝0.01m，故D錯誤。答案C12.(多選)(2024·河北五個一名校二模)已知通電長直導線在四周空間中某點處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小為B＝keq\f(I,r)，其中k為常量、I為直導線中的電流、r為該點到長直導線的距離。如圖13所示，a、b兩根通電長直導線經(jīng)過圓心為O的圓上同始終徑的兩端，兩根直導線中的電流大小相等，a中電流方向垂直圓所在平面對里，b中電流方向垂直圓所在平面對外，此時圓心O處的磁感應強度大小為B，則()圖13A.圓心O處的磁感應強度的方向垂直于ab連線向上B.若在圓心處放置一通有垂直于紙面對里電流的直導線c，則此時c受到的安培力方向平行于ab指向aC.若只將直導線b沿圓周繞O點順時針轉動120°，其他條件不變，則O處的磁感應強度大小變