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1、选考导航知识内容考试要求历次选考统计2016/042016/102017/042017/112018/042018/11磁现象和磁场b2磁感应强度c几种常见的磁场b10912通电导线在磁场中受到的力d910、229、2277运动电荷在磁场中受到的力c8带电粒子在匀强磁场中的运动d222323232223第1讲磁场的描述磁场对电流的作用知识排查磁场、磁感应强度1.磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向。2.磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。(2)大小：B(通电导线垂直于磁场)。(3)方向：小磁针静止时N极的指
2、向。(4)单位：特斯拉(T)。3.匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。(2)磁感线的特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线。磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1.磁感线及特点(1)磁感线：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)特点磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。磁感线是假想的曲线，客观上不存在。2.电流的磁场通电直导线通电螺线管环形电流安培定则立体图横截面图纵截面图安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1.安培力的大小(1)
3、磁场和电流垂直时：FBIL。(2)磁场和电流平行时：F0。2.安培力的方向左手定则判断：(1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向。(3)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。图1小题速练1.思考判断(1)小磁针N极所指的方向就是该处磁场的方向()(2)磁感线是真实存在的()(3)磁感线越密表示磁场越强()(4)将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零()(5)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致()(6)安培力一定不做功()(7)奥斯特发现了电流可以产生磁场()答
4、案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2.关于磁感应强度B，下列说法正确的是()A.根据磁感应强度的定义式B可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比B.一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零C.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零D.磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同答案B3.人教版选修31P94T1改编下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()答案C4.在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图2所示，a、b、c、d是以直导线为圆
5、心的同一圆周上的四点，在这四点中()图2A.c、d两点的磁感应强度大小相等B.a、b两点的磁感应强度大小相等C.c点的磁感应强度的值最小D.b点的磁感应强度的值最大解析通电直导线在c点产生的磁场的磁感应强度方向与B0的方向相反，b、d两点的电流磁场与B0垂直，a点电流磁场与B0同向，由磁场的叠加知c点的合磁感应强度最小。答案C安培定则的应用1.几种常见的磁场2.安培定则(1)直线电流的磁场：右手握住通电导线，伸直的大拇指指向电流方向，那么弯曲的四指的方向就是导线周围的磁感线环绕的方向。(2)环形电流的磁场：用右手握住通电的环形导线(或通电螺线管)，弯曲的四指与环形电流的方向一致，那么大拇指的指
6、向就是环形导线轴心上(或通电螺线管内部)的磁感线的方向。3.电场线与磁感线的比较电场线磁感线电场线的疏密程度表示该区域电场强弱(密强；疏弱)磁感线的疏密程度表示该区域磁场强弱(密强；疏弱)电场线由正电荷指向负电荷或无穷远；或由无穷远指向负电荷，是不闭合曲线磁感线在磁体外部是从N极指向S极，内部从S极指向N极。磁感线是闭合曲线电场线互不相交、不相切磁感线互不相交、不相切【典例】如图3所示，直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远，它们的磁场互不影响，开关S闭合，则小磁针的北极N(黑色一端)指示磁场方向正确的是()图3A.a、c B.b、c C.c、d D.a、d解析据安培定则判断出：(1)AB
7、直导线磁场在小磁针a所在位置垂直纸面向外，所以小磁针a的N极指向正确；(2)C左侧为N极，内部磁场向左，所以小磁针c的N极指向正确，小磁针b的N极指向不对；(3)D左为S极，右为N极，所以小磁针d的N极指向也不正确。答案A1.如图4所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，侧旁小磁针N极的最终指向应为()图4A.平行纸面向右B.平行纸面向左C.垂直纸面向里D.垂直纸面向外解析根据安培定则可知，导线右侧的磁感线方向垂直纸面向外，故小磁针N极的最终指向应为垂直纸面向外。答案D2.(201610月浙江选考)如图5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
8、合开关S瞬间，导线a端所受安培力的方向是()图5A.向上 B.向下C.垂直纸面向外 D.垂直纸面向里解析闭合开关S瞬间，由右手螺旋定则知螺线管右端为N极，左端为S极，螺线管产生的磁场方向在通电导线a端斜向左下方，由左手定则可知，导线a端所受安培力的方向垂直纸面向里，D正确。答案D磁感应强度及磁场的叠加1.磁感应强度由磁场本身决定，与检验电流无关。2.磁感应强度是矢量，磁场叠加时合磁感应强度等于各个磁感应强度的矢量和，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或根据正交分解法进行合成与分解。3.磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场。【典例】(20174月浙江选考)如图6所示，两平行
9、直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内，则()图6A.b点的磁感应强度为零B.ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里C.cd导线受到的安培力方向向右D.同时改变两导线的电流方向、cd导线受到的安培力方向不变解析根据右手螺旋定则可知，两平行直导线通以电流后在b处的磁场方向均为垂直纸面向外，所以选项A错误；导线cd在a处的磁场垂直纸面向里，导线ef在a处的磁场垂直纸面向外，且导线cd在a处产生的磁感应强度大，所以选项B错误；根据安培定则和左手定则可判断，方向相反的两个电流的安培力互相排斥，所以选项C错误；不管电流方向如何，只要电流方向相反，就互相排
10、斥，选项D正确。答案D1.下列说法正确的是()A.电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度可能不为零B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零C.电场强度表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D.磁感应强度表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值解析电场和磁场有一个明显的区别是：电场对放入其中的电荷有力的作用，磁场对通电导线有力的作用的条件是磁场方向不能和电流方向平行，因此A、B错误；同理根据电场强度的定义式E可知C正确；而同样用比值定义法定义的磁感应强度则应有
11、明确的说明，即B中I和B的方向必须垂直，故D错误。答案C2.有两根长直导线a、b互相平行放置，如图7所示为垂直于导线的截面图。在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法正确的是()图7A.M点和N点的磁感应强度大小相等、方向相同B.M点和N点的磁感应强度大小相等、方向相反C.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D.在线段MN上三点的磁感应强度为零解析根据安培定则和磁场叠加原理，M点和N点的磁感应强度大小相等、方向相反，选项A错误
12、，B正确；在线段MN上只有在O点处，a、b两直导线电流形成的磁场的磁感应强度等大反向，即只有O点处的磁感应强度为零，选项C、D错误。答案B 3.(2017全国卷，18)如图8，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为()图8A.0 B.B0 C.B0 D.2B0解析如图甲所示， P、Q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，由几何关系可知，B1B0。如果让P中的电流反向、其他条
13、件不变时，如图乙所示，由几何关系可知，a点处磁感应强度的大小BB0 ，故选项C正确，A、B、D错误。答案C安培力及安培力作用下的导体运动情况的判断1.安培力的大小(1)当B与I垂直时，F最大，FILB，当B与I平行时，F最小，F0。(2)公式FBIL中的L是指有效长度。当直导线与磁场垂直时，导线在磁场中的部分为有效长度；当弯曲导线与磁场垂直时，有效长度等于连接两端点线段的长度(如图9所示)，相应的电流沿L由始端流向末端。图92.安培力作用下导体运动方向的判断方法电流元法分割为电流元安培力方向整段导体所受合力方向运动方向特殊位置法在特殊位置安培力方向运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管
14、多个环形电流结论法同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同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，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向【典例1】(2017上海单科)如图10，一导体棒ab静止在U形铁芯的两臂之间。电键闭合后导体棒受到的安培力方向()图10A.向上 B.向下 C.向左 D.向右解析根据图中的电流方向，由安培定则知U形铁芯下端为N极，上端为S极，ab中的电流方向由ab，由左手定则可知导体棒受到的安培力方向向右，选项D正确。答案D【典例2】如图11所示，U形平行金属导轨与水平面成37角，金属杆ab横跨放在导轨上，其有效长度为0.5 m，质量为0.2 kg，与导轨间的动摩擦因数为0.1。空间存在竖直向上的磁感应强度为2 T的匀强磁场。要使ab杆在导轨上保持静止，则ab中的电流大小应在什么范围？(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等
