《全品選考復(fù)習(xí)方案》2026版《全品高考》選考復(fù)習(xí)方案物理01第28講磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用【答案】附錄二答案第十一單元磁場(chǎng)第28講磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用考點(diǎn)一【必備知識(shí)】1.(1)力(2)①方向④特斯拉⑤平行四邊形定則2.(1)切線(2)強(qiáng)弱(3)N極S極S極N極(4)相交3.(2)相等相同(3)①南極北極②相等向北【辨別明理】1.×2.√3.×4.×考點(diǎn)二【必備知識(shí)】1.(1)BIl(2)02.(1)垂直(2)電流(3)拇指第十一單元磁場(chǎng)第28講磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用例1C[解析]根據(jù)安培定則可判斷出電流的磁場(chǎng)方向,再根據(jù)小磁針靜止時(shí)N極的指向?yàn)榇艌?chǎng)的方向可知C正確.例2C[解析]由于I1、I2不相等,而兩電流到b、d的距離相等,則它們?cè)谶@兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不等,矢量和不為零,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.根據(jù)安培定則可知,兩電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均豎直向下,在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均豎直向上,則a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下,c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.例3C[解析]如圖甲所示,P、Q中的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,設(shè)為B1,由幾何關(guān)系可知2B1cos30°=B0,解得B1=33B0,若讓P中的電流反向,其他條件不變,如圖乙所示,由矢量合成可知B1'=B1,由幾何關(guān)系可知,a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=B02+B12=2例4B[解析]方法一(電流元法):把線圈L1沿水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸分成上、下兩部分,每一部分又可以看成無數(shù)段直線電流元,電流元處在L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)中,根據(jù)安培定則可知各電流元所在處的磁場(chǎng)方向向上,由左手定則可得,上半部分電流元所受安培力的方向均指向紙外,下半部分電流元所受安培力的方向均指向紙內(nèi),因此從左向右看,線圈L1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).方法二(等效法):把線圈L1等效為小磁針,該小磁針剛好處于環(huán)形電流I2的中心,小磁針的N極應(yīng)指向環(huán)形電流I2在該點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向,由安培定則知I2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向在其中心處豎直向上,而L1等效成小磁針后,轉(zhuǎn)動(dòng)前,N極指向紙內(nèi),因此小磁針的N極應(yīng)由指向紙內(nèi)轉(zhuǎn)為向上,所以從左向右看,線圈L1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).方法三(結(jié)論法):若環(huán)形電流I1、I2不平行,則一定有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),直到兩環(huán)形電流同向平行為止.據(jù)此可得,從左向右看,線圈L1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).此題還可以采用特殊位置法、轉(zhuǎn)換法,請(qǐng)嘗試分析.例5AB[解析]圖甲中導(dǎo)體棒電流方向與磁場(chǎng)方向平行,所受的安培力大小為0,故A正確;圖乙中導(dǎo)體棒所受的安培力大小為F=BIL,故B正確;圖丙中導(dǎo)體棒所受的安培力大小為F=BIL,故C錯(cuò)誤;圖丁中導(dǎo)體棒所受的安培力大小為F=BILsin60°=32BIL,故D錯(cuò)誤例6B[解析]ab棒中電流為bc棒的一半,在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度也為bc棒的一半,根據(jù)F=BIL可知,ab棒受到的安培力大小為F4,A錯(cuò)誤;由對(duì)稱性可知,ac棒受到的安培力大小也為F4,如圖甲所示,根據(jù)力的合成可知,線框整體受到的安培力大小為F合=F+2×F4cos60°=54F,方向垂直于bc向上,B正確;若把連接c點(diǎn)的導(dǎo)線改接到a點(diǎn),則bc棒中電流減半,安培力大小為F2,ab棒中電流加倍,安培力大小為F2,ac棒中電流大小不變,但方向相反,安培力大小仍為F4,ab棒與bc棒受到的安培力的合力大小為2×F2cos30°=32F,方向與ac棒受到的安培力方向垂直,如圖乙所示,根據(jù)力的合成可知,線框整體受到的安培力大小為例7(1)1.0N(2)0.6N方向水平向右(3)1.2N[解析](1)根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得I=ER+r=6故金屬桿ab所受安培力大小為F=BIl=1.0N,方向垂直磁場(chǎng)斜向上.(2)對(duì)金屬桿ab進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件,在水平方向上有Ff=Fsinθ=1.0×0.6N=0.6N,摩擦力的方向水平向右.(3)對(duì)金屬桿ab進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件,在豎直方向上有FN+Fcosθ=mg解得FN=1.2N根據(jù)牛頓第三定律可得,金屬桿ab對(duì)水平框的壓力大小為FN'=FN=1.2N.例8(1)1.2T(2)1.2m/s2,方向沿導(dǎo)軌向上[解析](1)由安培力公式和平衡條件可得mgsinθ=BILcosθ由閉合電路歐姆定律得I=E聯(lián)立解得B=1.2T(2)由于電阻箱阻值調(diào)小了,故電路中電流變大,安培力變大,由牛頓第二定律有BI'Lcosθ-mgsinθ=ma由閉合電路歐姆定律得I'=E聯(lián)立解得a=1.2m/s2方向沿導(dǎo)軌向上.變式C[解析]當(dāng)電流為I時(shí)有BIL=mgsinθ,當(dāng)電流突然反向時(shí)有BIL+mgsinθ=ma,聯(lián)立得該導(dǎo)體棒的加速度大小為a=2gsinθ,故選C.第28講磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用1.B[解析]根據(jù)安培力公式F=BIL,在長(zhǎng)度不變時(shí),有FI=BL,可知F與I的比值是勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)線長(zhǎng)度的乘積,為定值,且當(dāng)電流為零時(shí),通電導(dǎo)線受到的安培力也應(yīng)該為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;同理,在通電電流不變時(shí),有FL=BI,可知F?L圖像應(yīng)該為過原點(diǎn)的直線,選項(xiàng)C、D2.A[解析]根據(jù)左手定則可知,左側(cè)通電導(dǎo)線所受安培力向下,選項(xiàng)A正確;在a、b兩點(diǎn)磁場(chǎng)方向不同,所以磁感應(yīng)強(qiáng)度不同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;磁感線是封閉的曲線,所以極靴和圓柱內(nèi)都有磁感線,磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;c、d兩點(diǎn)附近的磁感線密集程度不同,磁感線越密集則磁場(chǎng)越強(qiáng),所以c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度更大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.D[解析]根據(jù)右手螺旋定則可知,通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向沿軸線向上,故A錯(cuò)誤;直線電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向沿切線指向外,在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向沿切線指向里,所以a、b兩點(diǎn)合磁場(chǎng)的方向垂直,故B錯(cuò)誤;a、b兩點(diǎn)合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為Ba=Bb=2B,故C錯(cuò)誤,D正確.4.AC[解析]根據(jù)題意,由左手定則可知,通電后線框所受安培力向下,則通電后兩繩拉力變大,故A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)題意可知,ab間折線是直線長(zhǎng)度的2倍,且并聯(lián)接入電路中,則通過直線的電流是折線的2倍,即通過直線的電流為23I,通過折線的電流為13I,三角形線框所受安培力大小為F=BL·23I+BL·13I=BIL,故C5.A[解析]設(shè)每根通電導(dǎo)線單獨(dú)在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,A點(diǎn)導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)閺腛指向D,B點(diǎn)導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)閺腛指向A,C點(diǎn)導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)閺腛指向D,由平行四邊形定則可得B02=B2+(2B)2,解得B=55B0,將C點(diǎn)處的導(dǎo)線撤去后,O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0'=B2+B2=2B=6.A[解析]根據(jù)安培定則可知,兩線圈中心軸線中點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向沿x正方向,A正確;兩線圈之間的電流方向相同,各選取其中互相平行的一小段進(jìn)行研究,可近似看成直導(dǎo)線,假設(shè)兩段互相平行的直導(dǎo)線電流方向向上,根據(jù)安培定則和左手定則,左側(cè)導(dǎo)線在右側(cè)導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的安培力向右,右側(cè)導(dǎo)線在左側(cè)導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的安培力向左,兩段直導(dǎo)線相互吸引,故可推出兩線圈之間相互吸引,B錯(cuò)誤;若僅將左側(cè)線圈的電流I反向,右側(cè)不變,根據(jù)安培定則,左側(cè)線圈中心軸線中點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向沿x負(fù)方向,右側(cè)線圈中心軸線中點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向沿x正方向,則兩線圈中心軸線中點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相互抵消,等于零,C錯(cuò)誤;根據(jù)地磁場(chǎng)的特點(diǎn),在赤道上磁場(chǎng)方向指向北,將該線圈置于赤道上時(shí),可將+x指向南方,以抵消地磁場(chǎng)的影響,制造無磁場(chǎng)區(qū),D錯(cuò)誤.7.A[解析]設(shè)物體的質(zhì)量為M,導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m,細(xì)繩的拉力大小為FT,根據(jù)題意由牛頓第二定律可知,FT-Mg=Ma,BIL-FT=ma,解得a=BLM+mI-MgM+m,結(jié)合題圖乙可知,當(dāng)a1=3m/s2,I1=4A,當(dāng)I0=1A時(shí),a0=0,則有BI0L-Mg=0,得M=BI0Lg=0.1kg,由a1=BLM+mI1-MgM+m可得8.D[解析]對(duì)a點(diǎn)的磁場(chǎng)分析如圖甲所示,設(shè)P和Q在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,當(dāng)P和Q中的電流都垂直于紙面向里時(shí),根據(jù)安培定則可知,P在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)槠叫杏赑Q向右偏下30°,Q在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)槠叫杏赑Q向右偏上30°,由矢量的平行四邊形法則可知兩者在a點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B'=3B,方向平行于PQ向右,所以勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向?yàn)槠叫杏赑Q向左;因a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為零,故3B=B0,解得B=33B0,故A、B錯(cuò)誤;將P中的電流方向反向,P、Q在PQ連線中點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小相等,方向垂直PQ向上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于PQ向左,所以PQ連線中點(diǎn)磁場(chǎng)方向?yàn)樾弊笊戏?故C錯(cuò)誤;將Q中的電流方向反向時(shí),P在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)槠叫杏赑Q向左偏下30°,Q在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)槠叫杏赑Q向右偏下30°,如圖乙所示,根據(jù)平行四邊形定則得b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bb=B2+B02=239.D[解析]磁感應(yīng)強(qiáng)度方向處處都垂直指向OO',對(duì)導(dǎo)線受力分析,可知安培力的方向一定與拉力方向垂直,當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖甲右側(cè)位置時(shí),根據(jù)三力平衡的知識(shí)和左手定則,可知導(dǎo)線中電流方向?yàn)橛蒑指向N,A錯(cuò)誤;平衡時(shí)有tanθ=BIlFT,sinθ=BIlmg,FT=mgcosθ,故sinθ與電流I成正比,由于導(dǎo)線所在的位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小相等,所以當(dāng)電流I增大時(shí),安培力變大,所以平衡后,θ角變大,拉力變小,B、C錯(cuò)誤10.(1)0.75T(2)0.6T垂直于斜面向上(3)211T≤B[解析](1)導(dǎo)體棒處于平衡狀態(tài),有BIL=mgtanθ解得B=0.75T(2)當(dāng)安培力沿斜面向上時(shí),安培力最小,磁感應(yīng)強(qiáng)度也最小,此時(shí)有BIL=mgsinθ解得B=0.6T由左手定則可知,此時(shí)磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上(3)當(dāng)導(dǎo)體棒剛好要沿斜面下滑時(shí),安培力最小,磁感應(yīng)強(qiáng)度也最小,此時(shí)有mgsinθ=B1ILcosθ+μ(mgcosθ+B1ILsinθ)解得B1=211當(dāng)導(dǎo)體棒剛好要沿斜面上滑時(shí),安培力最大,磁感應(yīng)強(qiáng)度也最大,此時(shí)有mgsinθ+μ(mgcosθ+B2ILsinθ)=B2ILcosθ解得B2=2T所以磁感應(yīng)強(qiáng)度B的范圍為211T≤B11.A[解析]用測(cè)量?jī)x在金屬管線附近的水平地面上找到磁感應(yīng)強(qiáng)度最強(qiáng)的某點(diǎn),記為a,說明a點(diǎn)離金屬管線最近;找到與a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的若干點(diǎn),將這些點(diǎn)連成直線EF,說明這些點(diǎn)均離金屬管線最近,因此通電的金屬管線平行于EF;畫出左視圖,如圖所示,b、c間距為L(zhǎng),且磁場(chǎng)方向與地面夾角為45°,故金屬管線在EF正下方,深度為12L,選項(xiàng)A正確12.AD[解析]根據(jù)“同向電流相互吸引,異向電流相互排斥”可知,通電導(dǎo)線I1和通電導(dǎo)線I2相互吸引,通電導(dǎo)線I3和通電導(dǎo)線I4相互排斥,故A正確,B錯(cuò)誤;由對(duì)稱性可知,四根通電導(dǎo)線在正方體中心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,即B1=B2=B3=B4=B0,從右往左看得到的截面圖如圖甲所示,結(jié)合安培定則作出正方體中心處各磁場(chǎng)的方向,由矢量疊加原理可知,正方體中心處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B合=B2+B3=2B0,根據(jù)題意電流I1在正方體中心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,即B0=kI22L=2kIL,電流I1在上表面中心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1'=kIL2=2kIL=2B0,電流I2在上表面中心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2'=B1'=2B0,由幾何關(guān)系得sinθ=L2L2+L22=15,電流I3在上表面中心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B3'=kIL2+L22=25B0,電流I4在上表面中心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B4'=B3'=25B0,由矢量疊加原理可知,上表面中心處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B合'=B3'第十一單元磁場(chǎng)課程標(biāo)準(zhǔn)核心考點(diǎn)1.了解我國(guó)古代對(duì)磁現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用及其對(duì)人類文明的影響2.通過實(shí)驗(yàn),了解磁場(chǎng).知道磁場(chǎng)是一種物質(zhì),體會(huì)場(chǎng)的統(tǒng)一性與多樣性.知道磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量.能用磁感線描述磁場(chǎng),體會(huì)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用3.知道電流的磁場(chǎng).會(huì)判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍的磁場(chǎng)方向4.通過實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)安培力.能判斷安培力的方向,會(huì)計(jì)算安培力的大小.了解安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用5.通過實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)洛倫茲力.能判斷洛倫茲力的方向,會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小.能用洛倫茲力分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng).了解帶電粒子的磁偏轉(zhuǎn)原理及其應(yīng)用磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向安培力、安培力的方向洛倫茲力、洛倫茲力的方向洛倫茲力公式帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)質(zhì)譜儀和回旋加速器第28講磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用考點(diǎn)一安培定則磁場(chǎng)的疊加1.磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)磁場(chǎng)的基本性質(zhì)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)磁感應(yīng)強(qiáng)度①物理意義:描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和.

②定義式:B=FIl(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng))③方向:小磁針靜止時(shí)N極所指的方向.④單位:,符號(hào)為T.

⑤矢量:合成時(shí)遵循.

2.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)磁感線的疏密程度定性地表示磁場(chǎng)的.

(3)磁感線是閉合曲線,沒有起點(diǎn)和終點(diǎn),在磁體外部,從指向;在磁體內(nèi)部,由指向.

(4)同一磁場(chǎng)的磁感線不中斷、不、不相切.

(5)磁感線是假想的曲線,客觀上并不存在.3.幾種常見的磁場(chǎng)(1)條形磁體和蹄形磁體的磁場(chǎng)(如圖所示)(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向,磁感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線.

(3)地磁場(chǎng)①地磁的N極在地理附近,S極在地理附近,磁感線分布如圖所示.

②在赤道平面上,距離地球表面高度相等的各點(diǎn),磁感應(yīng)強(qiáng)度,且方向水平.

③地磁場(chǎng)在南半球有豎直向上的分量,在北半球有豎直向下的分量.【辨別明理】1.磁場(chǎng)是客觀存在的一種物質(zhì),磁感線也是真實(shí)存在的.()2.磁場(chǎng)中的一小段通電導(dǎo)線在某處受力為零時(shí),此處磁感應(yīng)強(qiáng)度B不一定為零.()3.由定義式B=FIl可知,電流I越大,導(dǎo)線l越長(zhǎng),某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B就越小.()4.北京地面附近的地磁場(chǎng)方向是水平向北的.()考向一電流的磁場(chǎng)與安培定則安培定則縱截面圖磁感線磁場(chǎng)特點(diǎn)直線電流的磁場(chǎng)無磁極、非勻強(qiáng)磁場(chǎng),距導(dǎo)線越遠(yuǎn)則磁場(chǎng)越弱環(huán)形電流的磁場(chǎng)環(huán)形電流的兩側(cè)分別是N極和S極,且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)則磁場(chǎng)越弱通電螺線管的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似,管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)例1如圖所示,直導(dǎo)線AB、通電螺線管E、電磁體D三者相距較遠(yuǎn),其磁場(chǎng)互不影響,當(dāng)開關(guān)S閉合后,小磁針N極(黑色一端)指示磁場(chǎng)方向正確的是()A.a B.b C.c D.d

考向二磁場(chǎng)的疊加例2[2020·浙江7月選考]特高壓直流輸電是國(guó)家重點(diǎn)能源工程.如圖所示,兩根等高、相互平行的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相同的電流I1和I2,I1>I2.a、b、c三點(diǎn)連線與兩根導(dǎo)線等高并垂直,b點(diǎn)位于兩根導(dǎo)線間的中點(diǎn),a、c兩點(diǎn)與b點(diǎn)距離相等,d點(diǎn)位于b點(diǎn)正下方.不考慮地磁場(chǎng)的影響,則()A.b點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0B.d點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0C.a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下D.c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下例3如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩長(zhǎng)直導(dǎo)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(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí),紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零.若讓P中的電流反向,其他條件不變,則a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.0B.33BC.233D.2B0【技法點(diǎn)撥】磁場(chǎng)疊加問題的解題思路(1)確定磁場(chǎng)場(chǎng)源,如通電導(dǎo)線.(2)定位空間中需要求解磁場(chǎng)的點(diǎn),利用安培定則判定各個(gè)場(chǎng)源在這一點(diǎn)上產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向.如圖所示為M、N在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度BM、BN.(3)應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行合成,如圖中的B為合磁場(chǎng).考點(diǎn)二安培力的分析與計(jì)算1.安培力的大小F=IlBsinθ(其中θ為B與I之間的夾角,如圖所示)(1)磁場(chǎng)方向和電流方向垂直時(shí):F=.

(2)磁場(chǎng)方向和電流方向平行時(shí):F=.

2.安培力的方向用左手定則判斷:(1)如圖所示,伸開左手,使拇指與其余四個(gè)手指,并且

都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi);(2)讓磁感線從掌心垂直進(jìn)入,并使四指指向的方向;

(3)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.

考向一安培力作用下定性分析導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況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?小磁針條形磁鐵?通電螺線管?多個(gè)環(huán)形電流結(jié)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(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的磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的問題,可先分析電流在磁體的磁場(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的磁場(chǎng)的作用力,從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向例4[2024·臺(tái)州模擬]一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1和一個(gè)固定的線圈L2互相絕緣垂直放置,且兩個(gè)線圈的圓心重合,如圖所示.當(dāng)兩線圈中通以圖示方向的電流時(shí),從左向右看,線圈L1將()A.不動(dòng)B.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D.在紙面內(nèi)平動(dòng)考向二安培力的計(jì)算用公式F=BIL計(jì)算安培力大小時(shí)應(yīng)注意(1)B與I垂直.(2)L是有效長(zhǎng)度.①公式F=BIL中L指的是有效長(zhǎng)度.當(dāng)B與I垂直時(shí),F最大;當(dāng)B與I平行時(shí),F=0.②彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于在垂直于磁場(chǎng)平面內(nèi)的投影兩端點(diǎn)所連線段的長(zhǎng)度(如圖所示),相應(yīng)的電流方向則由始端流向末端.例5(多選)[2024·嘉興模擬]如圖所示的四幅圖中,導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度均為L(zhǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,在各導(dǎo)體棒中通有相同大小的電流I.則下列選項(xiàng)正確的是()A.圖甲中導(dǎo)體棒所受的安培力大小為0B.圖乙中導(dǎo)體棒所受的安培力大小為BILC.圖丙中導(dǎo)體棒所受的安培力大小為32D.圖丁中導(dǎo)體棒所受的安培力大小為33例6等邊三角形導(dǎo)線框abc由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成,過ab邊和ac邊中點(diǎn)的虛線下方存在著垂直于導(dǎo)線框平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示.線框頂點(diǎn)b、c與直流電源兩端相連,已知導(dǎo)體棒bc受到的安培力大小為F,下列說法正確的是()A.導(dǎo)體棒ab受到的安培力大小為FB.線框abc受到的安培力大小為54C.若把連接c點(diǎn)的導(dǎo)線改接到a點(diǎn),則導(dǎo)體棒bc受到的安培力保持不變D.若把連接c點(diǎn)的導(dǎo)線改接到a點(diǎn),則線框abc受到的安培力大小保持不變考點(diǎn)三安培力作用下的平衡和加速問題解決與安培力相關(guān)的力學(xué)問題的一般步驟:(1)選定研究對(duì)象.(2)受力分析時(shí),變立體圖為平面圖,如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等,并畫出平面受力分析圖,安培力F安⊥B、F安⊥I.常見情景如圖所示:(3)列平衡方程進(jìn)行求解.考向一安培力作用下導(dǎo)體的平衡問題例7如圖所示,水平金屬U形框的寬度為l=1.0m,固定在水平面上,左端接一電動(dòng)勢(shì)為E=6V、內(nèi)阻r=1Ω的電源,框上放有質(zhì)量為m=0.2kg的金屬桿ab,金屬桿接入電路的有效電阻為R=5Ω.框所在區(qū)域加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向與水平面成θ=37°斜向上,金屬桿處于靜止?fàn)顟B(tài),其余電阻不計(jì),重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)金屬桿ab受到的安培力大小;(2)金屬桿ab受到的摩擦力大小和方向;(3)金屬桿ab對(duì)水平框的壓力大小.考向二安培力作用下導(dǎo)體的加速問題例8如圖所示,間距為L(zhǎng)=0.5m的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ=37°角,質(zhì)量為m=0.1kg、長(zhǎng)也為L(zhǎng)=0.5m的金屬桿ab水平放置在導(dǎo)軌上,金屬桿與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.電源電動(dòng)勢(shì)E=3V、內(nèi)阻r=0.5Ω,金屬桿電阻為R1=1Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì).空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出),當(dāng)電阻箱的電阻調(diào)為R=0.9Ω時(shí),金屬桿恰好能靜止.重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(2)保持其他條件不變,當(dāng)電阻箱的電阻調(diào)為R'=0.5Ω時(shí),閉合開關(guān)S,同時(shí)由靜止釋放金屬桿,求此時(shí)金屬桿的加速度.變式[2024·紹興模擬]如圖所示,通電直導(dǎo)體棒放在傾角為θ的光滑斜面上,并處在垂直斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)電流為I時(shí),導(dǎo)體棒恰好處于平衡狀態(tài),若電流突然反向(電流大小不變),則該導(dǎo)體棒的加速度大小為(已知重力加速度為g)()A.12gsinB.gsinθC.2gsinθD.3gsinθ第28講磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用(限時(shí)40分鐘)1.[2022·浙江1月選考]利用如圖所示裝置探究勻強(qiáng)磁場(chǎng)中影響通電導(dǎo)線受力的因素,導(dǎo)線垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向放置.先保持導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度L不變,改變電流I的大小,然后保持電流I不變,改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度L,得到導(dǎo)線受到的安培力F分別與I和L的關(guān)系圖像,則正確的是()2.[2024·浙江1月選考]磁電式電表原理示意圖如圖所示,兩磁極裝有極靴,極靴中間還有一個(gè)用軟鐵制成的圓柱.極靴與圓柱間的磁場(chǎng)都沿半徑方向,兩者之間有可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈.a、b、c和d為磁場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn).下列說法正確的是()A.圖示左側(cè)通電導(dǎo)線受到安培力向下B.a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同C.圓柱內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度處處為零D.c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等3.[2024·溫州模擬]通電螺線管的電流方向如圖所示,內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)可認(rèn)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.在螺線管的中軸線上有一沿軸線向上的很長(zhǎng)的直線電流,以中軸線上一點(diǎn)O點(diǎn)為圓心垂直于軸線的平面內(nèi)有一圓,圓直徑上有a、b兩點(diǎn),直線電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B,下列說法正確的是()A.通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向沿軸線向下B.a、b兩點(diǎn)合磁場(chǎng)的方向相反C.a、b兩點(diǎn)合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為0D.a、b兩點(diǎn)合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2B4.(多選)[2024·麗水模擬]將粗細(xì)均勻、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形銅線框用兩根不可伸長(zhǎng)的絕緣線a、b懸掛于天花板上,置于垂直線框平面向外的大小為B的磁場(chǎng)中,現(xiàn)用細(xì)導(dǎo)線給三角形線框通有大小為I的電流,則()A.通電后兩繩拉力變大B.通電后兩繩拉力變小C.三角形線框所受安培力大小為BILD.三角形線框所受安培力大小為2BIL5.[2024·杭州模擬]如圖所示,三根長(zhǎng)直導(dǎo)線通有大小相同的電流,分別放在正方形ABCD的三個(gè)頂點(diǎn),其中A、B處導(dǎo)線電流方向垂直紙面向外,C處導(dǎo)線電流方向垂直紙面向里,此時(shí)正方形中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.若將C處的導(dǎo)線撤去,則O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.105B0 B.25C.B0 D.2B06.[2024·紹興模擬]亥姆霍茲線圈是德國(guó)物理學(xué)家赫爾曼·馮·亥姆霍茲發(fā)明的一種制造小范圍區(qū)域均勻磁場(chǎng)的器件,是物理實(shí)驗(yàn)常使用的器件.如圖所示,該線圈由一對(duì)平行的完全相同的圓形線圈制成,設(shè)兩線圈通過的恒定電流均為逆時(shí)針方向(右視圖,即從右向左看),當(dāng)兩線圈的距離等于線圈半徑R時(shí),兩線圈中心軸線中點(diǎn)處附近為勻強(qiáng)磁場(chǎng),該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與所加的電流和匝數(shù)的乘積成正比,下列說法中正確的是()A.兩線圈中心軸線中點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向沿x正方向B.兩線圈之間相互排斥C.若僅將左側(cè)線圈的電流I反向,右側(cè)不變,則兩線圈中心軸線中點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度與原來等大反向D.將該線圈置于赤道上時(shí),可將+x指向北方,以抵消地磁場(chǎng)的影響制造無磁場(chǎng)區(qū)7.如圖甲所示,PQ和MN為水平平行放置的兩光滑金屬導(dǎo)軌,兩導(dǎo)軌相距L=1m,導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒的中點(diǎn)用細(xì)繩通過光滑輕滑輪與物體相連,細(xì)繩一部分與導(dǎo)軌共面且平行,另一部分與導(dǎo)軌所在平面垂直,物體放在水平面上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T,方向豎直向下,開始時(shí)繩子剛好繃直,現(xiàn)給導(dǎo)體棒中通入電流,使導(dǎo)體棒向左做加速運(yùn)動(dòng),物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小與導(dǎo)體棒中通入的電流大小關(guān)系如圖乙所示,重力加速度大小g取10m/s2.則物體和導(dǎo)體棒的質(zhì)量分別為()A.0.1kg0.9kg B.0.9kg0.1kgC.0.1kg1.0kg D.1.0kg0.1kg8.[2024·衢州模擬]如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(圖中未畫出),相距為l的兩長(zhǎng)直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置.兩導(dǎo)線均通有方向垂直于紙面向里、大小相等的電流時(shí),紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零.b點(diǎn)與a點(diǎn)關(guān)于PQ連線對(duì)稱.下列說法正確的