磁场的描述及磁场对电流的作用

《磁场的描述及磁场对电流的作用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《磁场的描述及磁场对电流的作用（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、磁场的描述及磁场对电流的作用知识点一 磁现象和磁场1第一个发现电流磁效应的科学家是()A. 磁场和电场一样，是客观存在的物质B. 无论在何处，小磁针的指向就是磁场的方向C. 地球是一个大磁体，地磁场的N极在地理的北极附近D. 磁极与磁极、磁极与电流之间的相互作用是通过磁场发生的，而电流与电流之间的相互作用是通过电场发生的知识点二 磁感应强度F3.根据磁感应强度的定义式B = l，下列说法中正确的是()A. 在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比B. 一小段通电直导线在空间某处受磁场力F=0,那么该处的磁感应强度B 一定为零C. 磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同

2、D. 小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力F也一定为零4关于磁感应强度，下列说法正确的是()A. 磁感应强度是描述磁场的强弱和方向的物理量，磁感应强度的方向就是该处 通电导线受力的方向B. 通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度一定为零C. 通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度不一定为零D. 放置在磁场中长lm的导线中，通过1A的电流，受到的磁场力为1N时， 该处磁感应强度就是 1 T知识点三 几种常见的磁场 5关于磁感线的性质和概念，下列说法中正确的是( )A. 磁感线总是从磁体的N极指向S极B. 铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线C. 磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向

3、D. 在某些特殊磁场中，两条磁感线有可能相交6某小组同学利用磁传感器探究通电螺线管轴线上不同位置的磁感应强度，如图1甲所示。将传感器探头沿螺线管轴线移动时，测得磁感应强度B的大小随 位置 x 的变化关系如图乙所示。图乙中 a、b 两点对应位置分别处在()b乙甲图1A.螺线管内、螺线管内B.螺线管内、螺线管外C.螺线管外、螺线管外 D.螺线管外、螺线管内7. 如图2所示为通电长直导线的磁感线图，等面积线圈SS2与导线处于同一 平面，关于通过线圈S、S2的磁通量名、巴，下列分析正确的是()图2A12B宀C. 01 = 020D. =2 = 08. 如图3所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置

4、处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B则穿过线圈的磁通量为()图3A. nBR2B. nBr2C. nnBR2D. nnBr2知识点四 通电导线在磁场中受到的力9. 某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是 ()10. 如图4所示，一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬挂于a, b 两点。棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从 M流向N,此时悬线上有拉力。为了使拉力等于零，可()图4A.适当减小磁感应强度C.适当增大电流B.使磁场反向D.使电流反向易错点一 不能正确理解安培定则的因果关系1安培定则的

5、“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。【练 1】 两根相互靠近的长直导线 1、2 中通有相同的电流，相互作用力为 F 若在两根导线所在空间内加一匀强磁场后，导线 2 所受安培力的合力恰好为零 则所加磁场的方向是()图5A. 垂直纸面向里B.垂直纸面向外C.垂直导线向右D.垂直导线向左易错点二 不能正确计算安培力大小计算安培力常用公式F=BIL，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。例如，如图6所示通电导线, 在判

6、断和计算安培力的方向和大小时均可等效为计算和判断 ac 直导线的安培力 的大小和方向。图6【练2】如图7所示，将一个半径为R的导电金属圆环串联接入电路中，电路 的电流为I，接入点a、b是圆环直径上的两个端点，流过圆弧acb和adb的电流 相等。金属圆环处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面A. 0 B. nBIR C. 2nBIR D. 2BIR疑难点三 安培力作用下导体的平衡问题 通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合模型，该模型一般由倾斜 导轨、导体棒、电源和电阻等组成。这类题目的难点是题图具有立体性，各力的 方向不易确定。因此解题时一定要先把立体图转化成平面

7、图，通过受力分析建立 各力的平衡关系，如图 8 所示。bfl卄NoM平面圈立休怪I圧面图图8【练3】如图9甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为a的光滑平行 导电轨道，轨道间的距离为1,两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源。 将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上，且与两轨道垂直。已知轨道和导 体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为I,方向 由a到b，图乙为图甲沿ab方向观察的平面图。若重力加速度为g，在轨道所 在空间加一竖直向上的匀强磁场。使导体棒在轨道上保持静止。图9(1) 请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；(2) 求出磁场对导体棒的安培力的大

8、小；(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀 强磁场磁感应强度 B 的最小值的大小和方向。疑难点四 安培力作用下导体的运动 1判定导体运动情况的基本思路 (1)清楚导体所在位置的磁场分布情况。 (2)利用左手定则准确判定导体的受力情况(3) 确定导体的运动方向或运动趋势的方向 2五种常用判定方法电流元法分割为电流元左手定则安培力方向一f整段导体所受合力方 向 f运动方向特殊位置法在特殊位置一f安培力方向一运动方向等效法环形电流一盏小磁针条形磁铁一通电爆线管一名个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电 流相互作用时，有转到平行且电流方向

9、相冋的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问 题，导线所受安培力第由牛律磁体受导线的作用力【练 4】 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。如图 10 为美国试验所采用的电磁轨道，该轨道长7.5 m,宽1.5 m。若发射质量为50 g 的炮弹从轨道左端初速为零开始加速，当回路中的电流恒为 20 A 时，最大速度 可达3 km/s。轨道间所加磁场为匀强磁场，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确 的是 ()图10A. 磁场方向为竖直向下B. 磁场方向为水平向右C. 磁感应强度的大小为103TD. 电磁炮的加速度大小为3 X 105 m/s2【例1】如图11

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 11A向上C. 垂直纸面向外B向下D. 垂直纸面向里【例 2】 小张在探究磁场对电流作用的实验中，将直导线换作导体板，如图 12所示，发现在a、b两点之间存在电压Ub。进一步实验结果如下表：ab图 12电流磁感应强度电压U babIBUI2B2UI3B3U21B2U3IB3U由表中结果可知电压 Uab()A. 与电流无关B. 与磁感应强度无关C. 与电流可能成正比D. 与磁感应强度可能成反比【例3】法拉第电动机原理如图13所示。条形磁铁竖直固定在圆形

11、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 13A.向左摆动C.顺时针转动B. 向右摆动D. 逆时针转动冲剌训练1.如图 14 所示，直导线 ab 与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，其中直导 线固定，线圈可自由运动，当同时通有图示方向电流时，从左向右看，线圈将 ()图 14A. 不动B. 顺时针转动，同时靠近导线C. 逆时针转动，同时离开导线D. 逆时针转动，同时靠近导线2如图 15 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，导线中通过

12、方向垂直纸面向里（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 15A. Fn减小，F=0B. Fn减小，F严0C. Fn增大，F=0D. Fn增大，F产03. 如图16所示，两平行导轨与水平面成a = 37。角，导轨间距为L=1.0 m,匀 强磁场的磁感应强度可调，方向垂直导轨所在平面向下。一金属杆长也为L，质 量m=0.2 kg，水平放在导轨上，与导轨接触良好而处于静止状态，金属杆与导 轨间的动摩擦因数“ =0.5，通有图示方向的电流，电流强度I=2.0 A，令最大静C. 1.0 T 0.2 TD. 0.6 T 0.2 T4. 如图17,

13、 长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀 强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为 12 V 的电池相连，电路 总电阻为2 Q已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关，系统重 新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了 0.3 cm。重力加速度大小 取10 m/s2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。图171. 答案 B2解析 磁场和电场都是客观存在的物质，是物质的另外一种形态，所以A正确； 自由小磁针静止时北极的指向才是磁场方向，故 B 错；地磁

14、场的 N 极在地理的 南极附近，故 C 错；磁体之间、磁体与电流之间以及电流与电流之间的作用都 是通过磁场发生的，故D错。答案 AF3. 解析 磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，B = jl是磁感应强度的定 义式而不是决定式，选项A错误；通电直导线在磁场中所受磁场力F = 0,可能 该处的 B 为零，也可能导线平行于磁场放置，反之，若某处 B 为零，则该处通 电直导线受磁场力一定为零，选项 B 错误， D 正确；通电导线所受磁场力的方 向与磁感应强度的方向不同，选项 C 错误。答案 D4. 解析 磁感应强度是矢量，其大小用来描述磁场的强弱，其大小由磁场本身决 定，与力、电流、长度的大小无

15、关，其方向是小磁针静止时 N 极所指的方向， 则选项 A 错误；通电导线所受的磁场力为零，可能导线沿磁场放置，磁感应强F度不一定为零，则选项B错误，C正确；B = IL的适用条件是通电导线必须垂直 于磁场方向放置，则选项D错误。答案 C5. 解析 磁感线在磁体外部由N极指向S极，但在内部却是由S极指向N极， 即磁感线是闭合曲线，选项 A 错；利用铁屑在磁场中被磁化的性质，可显示磁 感线的形状，但它排成的曲线本身不是磁感线，磁感线是假想曲线，选项 B 错； 磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，选项 C 对；假设两条磁 感线可以相交，过交点作曲线的切线，将有两个不同的方向，而同一点的磁场方 向只能有一个，故任意两条磁感线均不相交，选项D错