10.1磁場(chǎng)的描述

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用一、磁感應(yīng)強(qiáng)度

磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度：描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。磁感線：①磁感線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。②磁感線的疏密定性地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。③磁感線是閉合曲線，沒(méi)有起點(diǎn)和終點(diǎn)。磁鐵外部:N→S，內(nèi)部:S→N④磁感線是假想的曲線，客觀上并不存在。一、磁感應(yīng)強(qiáng)度

磁場(chǎng)常見電流磁場(chǎng)——安培定則一、磁感應(yīng)強(qiáng)度

磁場(chǎng)地球本身是一個(gè)大磁體N極位于地理南極附近S極位于地理北極附近。二、安培力安培力的大小BθI安培力的方向(左手定則)掌心：磁感線垂直進(jìn)入，四指：電流方向大拇指所：安培力的方向B⊥I

F=BILB//I

F=0F=ILB⊥=ILBsinθ

F⊥BF⊥IF⊥B與I決定的平面。二、安培力通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度①當(dāng)通電導(dǎo)線彎曲時(shí)，l是導(dǎo)線兩端的有效直線長(zhǎng)度(如圖所示)。②閉合線圈，有效長(zhǎng)度為零，安培力的矢量和為零?？键c(diǎn)一：安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)的疊加(2021·浙江1月選考)如圖所示是通有恒定電流的環(huán)形線圈和螺線管的磁感線分布圖。若通電螺線管是密繞的，下列說(shuō)法正確的是()A．電流越大，內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)B．螺線管越長(zhǎng)，內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)C．螺線管直徑越大，內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)D．磁感線畫得越密，內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)B考點(diǎn)一：安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)的疊加(2021·全國(guó)甲卷)兩足夠長(zhǎng)直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，EO與O′Q在一條直線上，PO′與OF在一條直線上，兩導(dǎo)線相互絕緣，通有相等的電流I，電流方向如圖所示。若一根無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通過(guò)電流I時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、N兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為 (

)A．B、0B．0、2BC．2B、2BD．B、BB考點(diǎn)一：安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)的疊加(多選)如圖所示，六根直導(dǎo)線均勻分布在圓心為O的圓周上，導(dǎo)線中均通有方向垂直紙面向里、大小相同的電流。若將其中一根導(dǎo)線中的電流反向，圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0；若將其中兩根導(dǎo)線中的電流反向，圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能為 (

)BC考點(diǎn)二：安培力大小和方向同向電流相互吸引。反向電流相互排斥。abcd兩不平行的電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且方向相同且相互吸引的趨勢(shì)ab固定，cd自由活動(dòng)考點(diǎn)二：安培力大小和方向(2021·廣東高考)截面為正方形的絕緣彈性長(zhǎng)管中心有一固定長(zhǎng)直導(dǎo)線，長(zhǎng)管外表面固定著對(duì)稱分布的四根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線，若中心直導(dǎo)線通入電流I1，四根平行直導(dǎo)線均通入電流I2，I1?I2，電流方向如圖所示，下列截面圖中可能正確表示通電后長(zhǎng)管發(fā)生形變的是 (

)C考點(diǎn)二：安培力大小和方向(2019·全國(guó)卷Ⅰ)如圖，等邊三角形線框LMN由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線框頂點(diǎn)M、N與直流電源兩端相接。已知導(dǎo)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 (

)A．2F

B．1.5FC．0.5F

D．0B[等效法]如圖所示，在固定放置的條形磁鐵S極附近懸掛一個(gè)金屬線圈，線圈與水平磁鐵位于同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)在線圈中通入沿圖示方向流動(dòng)的電流時(shí)，將會(huì)看到 (

)A．線圈向左平移B．線圈向右平移C．從上往下看，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵D．從上往下看，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵考點(diǎn)三：安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷C考點(diǎn)三：安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷[電流元法和結(jié)論法的組合]一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運(yùn)動(dòng)且通以由a到b的電流，則關(guān)于導(dǎo)線ab受安培力后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是(

)A．從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管B．從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管C．從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管D．從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管D考點(diǎn)三：安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷[轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法](多選)如圖所示，臺(tái)秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來(lái)，此時(shí)臺(tái)秤讀數(shù)為F1，現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一導(dǎo)體棒，當(dāng)導(dǎo)體棒中通以方向如圖所示的電流后，臺(tái)秤讀數(shù)為F2，則以下說(shuō)法正確的是(

)A．彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng)B．彈簧長(zhǎng)度將變短C．F1＞F2

D．F1＜F2BC考點(diǎn)三：安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷電流元法分割為電流元→安培力方向→整段導(dǎo)體所受合力方向→運(yùn)動(dòng)方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流→小磁針，通電螺線管→條形磁鐵結(jié)論法同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的問(wèn)題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向考點(diǎn)四：安培力下導(dǎo)體平衡問(wèn)題三維圖→二維平面圖考點(diǎn)四：安培力下導(dǎo)體平衡問(wèn)題如圖所示，金屬桿MN用兩根絕緣細(xì)線懸于天花板的O、O′點(diǎn)，桿中通有垂直于紙面向里的恒定電流，空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，桿靜止時(shí)處于水平，懸線與豎直方向的夾角為θ。若將磁場(chǎng)在豎直面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)過(guò)90°，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度大小來(lái)保持懸線與豎直方向的夾角不變，則在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的變化情況是(

)A．一直減小

B．一直增大C．先減小后增大

D．先增大后減小C考點(diǎn)四：安培力下導(dǎo)體平衡問(wèn)題D考點(diǎn)五：安培力作用下電力綜合問(wèn)題(多選)如圖所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置，間距為L(zhǎng)，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。垂直于導(dǎo)軌水平對(duì)稱放置一根均勻金屬棒。從t＝0時(shí)刻起，棒上有如圖2所示的持續(xù)交變電流I，周期為T，最大值為Im，圖1中I所示方向?yàn)殡娏髡较?，則金屬棒 (

)A．一直向右移動(dòng)B．速度隨時(shí)間周期性變化C．受到的安培力隨時(shí)間周期性變化

D．受到的安培力在一個(gè)周期內(nèi)做正功ABC考點(diǎn)五：安培力作用下電力綜合問(wèn)題AD考點(diǎn)五：安培力作用下電力綜合問(wèn)題“電磁炮”是利用電磁力對(duì)彈體加速的新型武器，具有速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)?！半姶排凇钡脑斫Y(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。光滑水平加速導(dǎo)軌電阻不計(jì)，軌道寬L＝0.2m。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1×102T?！半姶排凇睆楏w總質(zhì)量m＝0.2kg，其中彈體在軌道間的電阻R＝0.4Ω。可控電源的內(nèi)阻r＝0.6Ω，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí)，電源為加速?gòu)楏w提供的電流I＝4×103A，不計(jì)空氣阻力。求：(1)彈體所受安培力大??；(2)彈體從靜止加速到4km/s