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1、高三第二轮复习导学案 磁场对电流的作用一、考点聚焦磁感应强度、磁感线通电导线和通电线圈周围磁场的方向磁场、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力对通电直导线的作用二、知识扫描安培力1、公式_2、条件：B为_的磁感应强度，和方向_ 3、方向：_三、好题精析NS图11.2-例1如图11.2-所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁的N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面，当线圈内通以如图方向的电流后，线圈将 A不动 B. 转动 C. 向左摆动 D. 向右摆动图11.2-例2在倾角=30的斜面上，固定一金属框，宽l=0.25m，接入电动势E=12V、内阻不计的电池垂直框面放有一根质量m=0.
2、2kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数为，整个装置放在磁感应强度B0.8T的垂直框面向上的匀强磁场中（如图11.2-）当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，g10m/s2） 例3有一长为l0.50m、质量10g的通电导线cd，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的z轴上，如图11.2-所示 z轴垂直纸面向外，g10m/s2求：（1）当磁感应强度B11.0T，方向与x 轴负方向相同时，要使悬线中张力为零，cd中的电流I1的大小和方向？（2）当cd中通入方向由c到d的I20.40A的电流，这时磁感应强度B21.0T，方向
3、与x轴正向相同，当cd静止时悬线中的张力是多大？图11.2-（3）当cd 通入方向由c到d的I30.10A的电流，若磁场方向垂直z轴，且与y轴负方向夹角为30，与x轴正向夹角为60，磁感应强度B32.0T，则导线cd静止时悬线中的张力又是多大？ 四、变式迁移图11.2-11如图11.2-1所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以A将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D将a、c端接交流电源的一端，b、d端接在交流电源的另一端2
4、倾角为=30的光滑导体滑轨A和B，上端接入一电动势E=3V、内阻不计的电源，滑轨间距为L=10厘米，将一个质量为m=30g，电阻R=0.5的金属棒水平放置在滑轨上，若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图图11.2-11所示，求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小是多少？图11.2-11五、能力突破图11.2-121条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠近S极一侧悬挂一根与它垂直的导电棒，如图11.2-12所示(图中只画出棒的截面图)在棒中通以垂直纸面向里的电流的瞬间，可能产生的情况是A磁铁对桌面的压力减小B磁铁对桌面的压力增大C磁铁受到向左的摩擦
5、力D磁铁受到向右的摩擦力2 如图11.2-13所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是（从上往下看）图11.2-13A顺时针方向转动，同时下降B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降D逆时针方向转动，同时上升3如图11.2-14所示，一根通有电流I1的长直导线在通有电流I2的矩形线圈的平面内，导线固定，线圈将会出现下列哪种运动？图11.2-14A向着导线转动 B向着导线平动 C绕轴OO转动 D绕轴NN转动4倾角为的导电轨道间接有电源，轨道上静止放有一根金属杆ab现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图11
6、.2-15所示，当磁感应强度B逐渐增加的过程中，ab杆受到的静摩擦力图11.2-15A逐渐增大B逐渐减小C先增大后减小D先减小后增大5 一通电细杆置于倾斜的导轨上，杆与导轨间有摩擦，当有电流时直杆恰好在导轨上静止图11.2-16是它的四个侧视图，标出了四种可能的磁场方向，其中直杆与导轨间的摩擦力可能为零的是ABCD图11.2-16图11.2-17如图11.2-17所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是 若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数减小若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数增大若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数增大若将b接电源正极
7、，a接负极，弹簧秤示数减小A、 B、 C、 D、如图11.2-18中A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点。当电磁铁通电后，在铁片被吸引上升的过程中，轻绳拉力为F，则有AMgF（M+m）g BF（M+m）g CF不断增大 DF先增大后减小图11.218根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置电磁炮它的基本原理如图11.2-19所示，把待发射的炮弹（导体）放置在处于强磁场中的两条平行导轨上，给导轨通以很大的电流，使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨作加速运动，以某一速度发射出去（1）试标出图中炮弹
8、的受力方向（2）如果想提高某种炮弹的发射速度，理论上可以怎么办？（3）1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（也包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多少？图11.2-19在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流I，长L质量为m的导体棒，如图11.2-20所示试求：（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向（3）分析棒有可能静止在斜面上且
9、要求B垂直L，应外加磁场的方向范围图11.2-20六、学习心得参考答案二、知识扫描1安培力 F0 2安培力 磁场 电流 垂直 一个平面内 垂直穿入手心 电流 受力三、好题精析例1解析：方法一 等效法：环形电流和通电螺线管可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可以等效成环形电流和通电螺线管通电螺线管还可以等效成很多匝的环形电流来分析经分析线圈将向左摆动，故选项C正确。方法二 电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，用左手定则判断出每个电流元所受安培力的方向，从而确定其运动方向经分析每个电流元受沿径向并斜向左侧的力，根据对称性知线圈受向左的合外力，故将向左摆动，故选项C正确点评：等效法及电流元法视具体
10、情况合理选用。以后在解题时还可直接利用一些结论如：两电流相互平行时无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两电流不平图11.2-行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势 例2 解析 金属棒静止在框架上时，摩擦力f的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分两种情况考虑 当变阻器R取值较大时，I较小，安培力F较小，在金属棒重力分力mgsin作用下使棒有沿框架下滑趋势，框架对棒的摩擦力沿框面向上（如图11.2-）金属棒刚好不下滑时满足平衡条件得 （）当变阻器R取值较小时，I较大，安培力F较大，会使金属棒产生沿框面上滑趋势因此，框架对棒的摩擦力沿框面向下（如图11.2-解）金属棒刚好不上滑时满足
11、平衡条件图11.2-得 所以滑动变阻器R的取值范围应为 1.6R4.8 例3 解析（1）要使悬线的张力为零，导线cd受到的磁场力必须与重力平衡，有，所以（A），由左手定则可判定cd中的电流方向由c到d图11.2-（2）根据题意，由左手定则可判定此时cd受到竖直向下的磁场力当cd静止时，有，所以（N）（3）根据题意，作出导线cd中点的受力如图11.2-所示这时cd受到的安培力大小为，所以（N）=mg，又因F3与B3垂直，因此与mg的夹角为30所以（N）此时每根悬线中的张力，其方向与y轴负方向的夹角为30，即导线cd受安培力作用后使悬线向x轴负方向偏转30角四、变式迁移1ABD 20.25T 垂直
12、轨道平面向下五、能力突破1AC 2A 3B 4 D 5AB 8（1）略 （2）增大磁感应强度，增大导轨电流，增大两导轨间距和两导轨的长度 （3）55T 1.1107W（1）垂直斜面向上（2）水平向左（3） 高三第二轮复习导学案 磁场对运动电荷的作用设计：济南中学 李仁军 张建颂 审核：刘英杰一、考点聚焦洛伦兹力、洛伦兹力的方向洛伦兹力公式带电粒子在匀强磁场中的运动二、知识扫描1洛仑兹力公式：_ 当vB时， ；当vB时， 。2洛伦兹力的方向：用 判定。 3特点：由于洛伦兹力f始终与速度v垂直，因此f只改变 而不改变 。4带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动有一个动力学方程： ，两个基本公式（1）轨
13、道半径公式： ，（2）周期公式： 。三、好题精析图11.3-3例1电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图11.3-3所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度，此时磁场的磁感应强度B应为多少？例2 一质量为m、带电量为q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感强度为B的一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面，粒子飞出磁场区后，从b处穿过x轴，速度方向与x轴正向夹角为30，如图11.3-7所示（粒子重力忽略不计）。试求：图11.3-7（1）圆形磁场区的最小面积；（2）粒子从O点进入磁场区到达b点所经历的时间；（3）b点的坐标。
