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1、2011江苏高考物理小一轮复习（假期之友）-磁场的基本性质【知识梳理】1直线电流的磁场：右手握住直导线，伸直的大拇指方向_与一致，弯曲的四指方向就是_。2通电螺线管的磁场：右手弯曲四指方向跟_一致，伸直的大拇指所指方向为_方向。3磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由_产生的。4磁感应强度：在磁场中垂直磁场方向放置一小段长为的通有电流的导线，磁场对通电导线的_被定义为磁感应强度，其定义式为_。磁感应强度是_，在国际单位制中，磁感应强度的单位是_。5安培力的大小公式为_， 安培力的方向由_判断。6洛伦兹力的大小的公式为_，洛伦兹力的方向由_判断。7左手定则的内容为_。【参考答案】1电
2、流的方向；磁感线的环绕方向2电流方向；通电螺线管内部的磁感线3电荷的运动4磁场力与电流和长度乘积的比值；矢量；T（特）5；左手定则6；左手定则7伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直（或斜着）穿入掌心，四指向正电荷运动的方向（或负电荷运动的反方向），那么，拇指所指的方向就是运动电荷所受洛伦兹力的方向【典型例题】例1：右图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形
3、成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为BkI，比例常量k2.5106T/A。已知两导轨内侧间距l1.5cm，滑块的质量m30g，滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v3.0km/s（此过程视为匀加速运动）。（1）求发射过程中电源提供的电流强度；（2）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大； 答案：（1）8.5105A （2）1.0109W 1.2103V 【全解】 （1）由匀加速运动公式=9105m/s2，由安培力公式和牛顿第二定律，有F=IBl=kI2l，kI2l =ma，
4、因此 =8.5105A，（2）滑块获得的动能是电源输出能量的4%，即 Pt4%=mv2，发射过程中电源供电时间 t =102s，所需电源输出功率为 =1.0109W，由功率P=IU，解得输出电压 =1.2103V。【单元限时练习】一、单项选择题：本题共6小题，每小题只有一个选项符合题意。1根据安培假设的思想，认为磁场是由运动电荷而产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对于地球定向移动的电荷，那么由此可以判断地球应该（ ）A带正电 B带负电 C不带电 D以上三种情况都可以 答案：B 【说明】 根据地球自转和地磁场方向，由安培定则判知。【纠错在线】 本题易在空间方位上判断错
5、误而错选A。2关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的有（ ）A电流元在磁场中受力为，则磁感应强度一定等于B电流元在磁场中受力为，则磁感应强度可能大于或等于C磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大D磁场中某一点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同解析：判断磁感应强度的大小，需在电流受力最大的前提下进行，选项A、B中的力可能小于或等于最大受力，因此磁感强度可能大于或等于。电流元在磁场中的受力与其放置方位有关，因此电流元受力大的地方，磁感强度不一定大。磁场的方向由磁针北极的受力方向决定，与电流元的受力方向不相同。答案：B3长直导线AB水平固定。当给它通以强电流时，在与导线相距x的地方产
6、生的磁场磁感应强度为B，B随x的变化曲线为双曲线的一支，如图所示。另一可自由移动的质量为1.0g，长0.1m的导线CD通以10A的电流后恰悬浮在AB正上方某处，此时，CDAB，若重力加速度取10m/s2，则CD与AB相距（ ）A1cm B2cm C4cm D5cm 答案：D 【说明】 由磁场对电流的作用力F=BIL，又导线平衡，则有F=mg，则得B=1.0102T，再从图线中读得距离x。4在北京地区做如下实验，一个可以在水平面内自由转动的小磁针，在地磁场作用下保持静止。一根长直导线位于小磁针的北方，竖直放置，且通有竖直向上的电流。不考虑地球的地理两极与地磁两极的偏差。已知地磁场的水平分量为B0
7、，长直导线电流磁场在小磁针处的磁感应强度为B，则小磁针的N极将（ ）A向东偏转角度=arctan（B0/B）而静止 B向东偏转角度=arctan（B/B0）而静止C向西偏转角度=arctan（B0/B）而静止 D向西偏转角度=arctan（B/B0）而静止 答案：B 【说明】 位于小磁针的北方长直导线电流在小磁针处产生的磁场水平向东，与向北的地磁场的水平分量合成的方向即为小磁针的最终指向。【纠错在线】 本题易犯空间方位上的错误。5.一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态：当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描
8、述导线状态的四个图示中正确的是 （ ）dyszplg答：Ddyszplg解：匀强磁场竖直向上、和导线平行，导线受到安培力为0，A错；匀强磁场水平向右，根据左手定则可知导线受到安培力向里，B错；匀强磁场垂直纸面向外，由左手定则可知导线受到安培力水平向右，C错、D对。dyszplg6、如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd135。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力 （ ）bacdIA方向沿纸面向上，大小为B方向沿纸面向上，大小为C方向沿纸面向下，大小
9、为D方向沿纸面向下，大小为答：A解：本题考查安培力的大小与方向的判断。该导线可以用a和d之间的直导线长为来等效代替，根据，可知大小为，方向根据左手定则，A正确。二、多项选择题：本题共4小题，每小题有多个选项符合题意。7通电矩形导线框与无限长通电导线在同一平面内，电流方向如图所示，边与平行，关于的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（ ）A线框有两条边所受的安培力方向相同B线框有两条边所受的安培力大小相等C线框所受安培力的合力向左D线框所受安培力的合力向右答案：BC解析：通电矩形线框在长直导线形成的磁场中，受到磁场力的作用，对于和边，在磁场中位置相同，但电流方向相反，所以它们受的磁场大小相同，方向
10、相反，合力为零，而对于和边所处位置不同，近且由左手定则知受力向左；远且受力向右，所以、边受合力方向向左，故B、C选项正确。8如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时磁针的S极向纸内偏转这带电粒子束可能是 ( )A向右飞行的正离子束B向左飞行的正离子束C向右飞行的负离子束D向左飞行的负离子束答案：BC 分析：小磁针N极指向是磁针所在处磁场的方向，再用安培定则判断带电粒子束的电性及流向（正离子束流向视为电流方向）答案为B，C9如图所示，连接平行金属板P1和P2（板面垂直于纸面）的导线的一部分CD和另一连接电池的回路的一部分GH平行，CD和GH均在纸面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直
11、纸面向里当一束等离子体射入两金属板之间时，CD段导线将受到力的作用 A等离子体从右方射入时，CD受力的方向背离GHB等离子体从右方射入时，CD受力的方向指向GHC等离子体从左方射入时，CD受力的方向背离GHD等离子体从左方射入时，CD受力的方向指向GH答案为AD说明 解析 等离子体（即高温下电离的气体含有大量的带正电和带负电的微粒，总体来说是中性）垂直磁场射入将受f洛而偏转正、负离子分别来到上、下两金属板，产生电势差，在CD导线上形成电流ICD又和IGH通过磁场相互作用10.如图所示，在倾角为30的光滑绝缘斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为M的直导体杆。若要使在杆中通以垂直于纸面向里的电流
12、I时，杆仍能静止在斜面上，就应再加一匀强磁场，此磁场的磁感应强度的大小和方向可能是 ( )(A)，方向垂直于斜面向上(B)，方向垂直于斜面向下(C)，方向竖直向下(D)，方向水平向左答案:B、C、D说明由物体的平衡条件求解。三、本题共2小题，把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。11如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个边长为L的正方形金属线框。金属线框的下边放在磁感强度为B的匀强磁场中。当线框中的电流为I时，弹簧保持为原长，线框恰好平衡。现断开电路，使线框中的电流为零，线框开始向下运动。当线框向下运动到最低点时，弹簧的弹性势能增加了E。则线框下降的距离x_。 答案： 【说明】 当线框中通有电流I
13、时，弹簧保持为原长，且线框恰好平衡，则有mg=BIL，断开电路线框向下运动到最低点过程中，由机械能守恒得mgx=E联立即得。12磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为，式中B是磁感强度，是磁导率，在空气中为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离，并测出拉力F，如图所示。因为所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B_。 答案： 【说明】 根据题中信息“磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为”，可求得间隙中磁场的能量为，又由功能关系得，所做的功等于间隙中磁场的能量，即，综合即得。四、本题共4题，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。BvAL13如图所示，AB为一水平放置的绝缘平板，虚线L右边存在着垂直纸面向里的匀
