《重庆市铜梁县高考物理二轮总复习专题十三磁场及其对电流的作用增分策略练习（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重庆市铜梁县高考物理二轮总复习专题十三磁场及其对电流的作用增分策略练习（含解析）（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十三 磁场及其对电流的作用考纲解读章内容考试要求说明必考加试磁场磁现象和磁场bb1.不要求计算导线与磁场不垂直时的安培力2利用安培力公式，综合其他力学规律，求解力学与电学综合的问题只限于所受各力在一条直线或相互垂直的情形磁感应强度cc几种常见的磁场bb通电导线在磁场中受到的力cd一、磁现象和磁场1磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引图12奥斯特实验(如图1所示)：(1)通电直导线沿南北方向放置在小磁针的上方(2)意义：说明通电导体周围存在着磁场，发现了电流的磁效应，首先揭示了电与磁之间是有联系的3磁场(1)磁场：存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质磁体与磁体之间
2、、磁体和通电导体之间、通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的(2)基本性质：对放入其中的磁体或通电导体有力的作用(3)地磁场：地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近二、磁感应强度安培定则1磁感应强度(1)定义式：B(通电导体垂直于磁场)(2)方向：小磁针静止时N极的指向(3)单位：特斯拉，简称特(T)，1 T1 .(4)磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的2磁感线(1)引入：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致(2)特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是
3、闭合的曲线(3)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图2所示)图23常见电流的磁场通电直导线通电螺线管环形电流安培定则三、安培力1安培力的方向(1)左手定则：伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向(2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥2匀强磁场中安培力的大小(1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，FmaxBIL.(2)当磁场与电流平行时，安培力等于零1下列四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是()A B C D答案C解析由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，正
4、确，错误，和为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出正确，错误故正确选项为C.2(2016台州模拟)磁场中某区域的磁感线如图3所示，则()图3Aa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbBa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbC同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小答案B解析在磁场中，磁感线疏密程度表示磁场的强弱，故BaBb，B正确，A错误；同一通电导线如果都垂直放入磁场中，则在a处受力一定比在b处受力小，但如果导线与磁场平行放置，受力均为零，C、D错误3为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电
5、流I引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()答案B解析地磁场从地理的南极附近出来，进入地理的北极附近，除两极外，地表上空的磁场都具有向北的磁场分量根据安培定则，环形电流外部磁场方向向北可知，B正确A图在地表上空产生的磁场方向向南，故A错误C、D两图在地表上空产生的磁场方向沿东西方向，故C、D错误4(2015浙江1月学考28)小刘同学用铁钉与漆包线绕成电磁铁，当接通电路后，放在其上方的小磁针N极立即转向左侧，如图4所示则此时()图4A导线A端接电池正极B铁钉左端为电磁铁的N极C铁钉内磁场方向向右D漆包线内电流由A流向B答案C解析小磁针静止时N极指向为该处磁场方向，根据通电螺线
6、管磁场分布知，铁钉右端为电磁铁的N极，铁钉左端为电磁铁的S极，再根据安培定则知C项正确5把长L0.25 m的导体棒置于磁感应强度B1.0102 T的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图5所示若导体棒的电流I2.0 A，方向向右，则导体棒受到的安培力大小与方向分别为()图5A1.0103 N竖直向上B5.0103 N竖直向上C5.0103 N竖直向下D1.0103 N竖直向下答案B安培定则和磁感应强度的叠加1安培定则的“因”和“果”原因(电流方向)结果(磁场方向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流及通电螺线管的磁场四指大拇指2.磁场的叠加磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则例1三根平
7、行的长直导线，分别垂直通过一个等腰直角三角形的三个顶点，三导线中电流方向相同，A、B两导线中的电流大小相同，如图6所示，已知导线A在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B，则O处的磁感应强度的大小和方向为()图6A大小为B，方向沿OA方向B大小为2B，方向竖直向下C大小为2B，方向沿OB方向D大小为2B，方向沿OA方向答案D解析由安培定则知导线A、B在O处所产生的磁感应强度大小相等，方向相反，相互抵消，所以O处的磁感应强度即为导线C所产生的磁感应强度，即大小为2B，由安培定则可判定其方向沿OA方向，A、B、C错，D对磁场的矢量性及合
8、成1根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向2磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向3磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和变式题组1(2013浙江6月学考26)如图7所示，E、F分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端下列判断正确的是()图7AE为蓄电池正极B螺线管P端为S极C流过电阻R的电流方向向上D管内磁场方向由P指向Q答案C解析根据小磁针静止时N极所指的方向，可以判断出通电螺线管的P端为N极，Q端为S极，管内磁场方向由Q指向P.根据右手螺旋定则还可以判断出流过
9、电阻R的电流方向向上，E为蓄电池负极2如图8，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流；a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l.关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是()图8Aa处的磁感应强度大小比c处的小Bb、c两处的磁感应强度大小相等Ca、c两处的磁感应强度方向相同Db处的磁感应强度为零答案D解析a、c两点的磁感应强度是两导线电流产生的合磁感应强度，由于a点比c点距离两导线近，所以a点的磁感应强度比c点的大，A错误根据安培定则知，a、c两处磁感应强度方向相反，C错误b点位于两导线中间，两导线在b点产生的磁感应强度大小相等、方向相反，合磁
10、感应强度为零，c处磁感应强度不为零，D正确，B错误3如图9所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是()图9A直导线中的电流方向垂直纸面向外Bb点的磁感应强度为 T，方向斜向右上方，与B的夹角为45Cc点的实际磁感应强度也为零Dd点的实际磁感应强度跟b点的相同答案B通电导线在磁场中受到的安培力1方向根据左手定则判断2大小安培力常用公式FBIL，要求两两垂直，应用时要满足：(1)B与L垂直(2)L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度如弯曲导线的有效长度L等于两端点
11、所连直线的长度3安培力作用下导体运动方向的判断方法(1)电流元法即把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向(2)特殊位置法把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向(3)等效法环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析(4)利用结论法两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势(5)转换研究对象法因为电流之间，电流与磁体之间的相互作用满足
12、牛顿第三定律定性分析磁体在电流磁场作用的受力和运动时，可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力例2(2016浙江10月学考10)如图10所示，把一根通电的硬直导线ab用轻绳悬挂在通电螺线管正上方，直导线中的电流方向由a向b.闭合开关S瞬间，导线a端所受安培力的方向是()图10A向上B向下C垂直纸面向外D垂直纸面向里答案D解析根据右手定则可知，开关闭合后，螺线管产生的磁极N极在右侧根据左手定则可知，a端受力应垂直纸面向里，选项D正确安培力公式中的L为通电导线的有效长度，弯折后通电导线中电流的有效长度等于导线两端点连线的长度；若导线所在的平面与磁感线平
13、行，则有效长度为导线两端连线在垂直于磁感线平面上的投影长度；还可以用力的合成求解，即分别求出两段的安培力再求出它们的合力.变式题组4(20164月浙江选考9)法拉第电动机原理如图11所示条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心，N极向上一根金属杆斜插在水银中，杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连电源负极与金属杆上端相连，与电源正极连接的导线插入水银中从上往下看，金属杆()图11A向左摆动 B向右摆动C顺时针转动 D逆时针转动答案D解析根据左手定则可知，导电金属杆所受安培力将会使其逆时针转动，D对5如图12所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的正中间上方固定一根长直导线，导线中通有方向垂直纸面向里
14、(即与条形磁铁垂直)的电流，与原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力FN和摩擦力Ff将()图12AFN减小，Ff0 BFN减小，Ff0CFN增大，Ff0 DFN增大，Ff0答案C解析磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中央上方，所以此处的磁感线是水平向左的，电流的方向垂直于纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁的安培力方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，导线给磁铁的反作用力方向竖直向下，因此磁铁对水平桌面的压力增大；由于导线对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁在水平方向不会产生相对运动或相对运动趋势，也就不会产生摩擦力，故选C.6一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图13所示当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将()图13A不动 B顺时针转动C逆时针转动 D在纸面内平动答案
