2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 磁場(chǎng) 第1講 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用課件.ppt

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第1講磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用 第九章磁場(chǎng) 內(nèi)容索引 基礎(chǔ)知識(shí)梳理 命題點(diǎn)一對(duì)磁場(chǎng)的理解 命題點(diǎn)二安培定則的應(yīng)用及磁場(chǎng)的疊加 命題點(diǎn)三導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的判斷 課時(shí)作業(yè) 命題點(diǎn)四安培力作用下導(dǎo)體的平衡問(wèn)題 盤查拓展點(diǎn) 基礎(chǔ)知識(shí)梳理 1 一 對(duì)磁場(chǎng)的理解1 磁場(chǎng) 1 基本特性 磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體 電流和有力的作用 2 方向 小磁針的N極所受磁場(chǎng)力的方向 或自由小磁針靜止時(shí)的指向 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度 1 定義式 B 通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng) 運(yùn)動(dòng)電荷 N極 2 方向 小磁針靜止時(shí)的指向 3 磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場(chǎng)性質(zhì)的物理量 由磁場(chǎng)本身決定 是用 法定義的 3 磁感線 1 引入 在磁場(chǎng)中畫(huà)出一些曲線 使曲線上每一點(diǎn)的方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致 2 特點(diǎn) 磁感線的特點(diǎn)與電場(chǎng)線的特點(diǎn)類似 主要區(qū)別在于磁感線是閉合的曲線 N極 切線 比值 3 條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng) 如圖所示 二 安培定則的應(yīng)用及磁場(chǎng)的疊加1 安培定則的應(yīng)用 勻強(qiáng) 越弱 2 磁場(chǎng)的疊加磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量 計(jì)算時(shí)與力的計(jì)算方法相同 利用平行四邊形定則或正交分解法進(jìn)行合成與分解 三 安培力1 安培力的方向 1 左手定則 伸開(kāi)左手 使拇指與其余四個(gè)手指垂直 并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi) 讓磁感線從掌心進(jìn)入 并使四指指向的方向 這時(shí)所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向 電流 拇指 2 注意問(wèn)題 磁感線方向不一定垂直于電流方向 但安培力方向一定與磁場(chǎng)方向和電流方向垂直 即大拇指一定要垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向決定的平面 2 安培力的大小當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向成 角時(shí) F 1 當(dāng)磁場(chǎng)與電流時(shí) 安培力最大 Fmax ILB 2 當(dāng)磁場(chǎng)與電流時(shí) 安培力等于零 ILBsin 垂直 平行 安培力常用公式F BIL中的L是導(dǎo)線的尺度嗎 L為有效長(zhǎng)度 答案 1 教科版選修3 1P83第3題 多選 如圖為通電螺線管 A為螺線管外一點(diǎn) B C兩點(diǎn)在螺線管的垂直平分線上 則下列說(shuō)法正確的是A 磁感線最密處為A處 最疏處為B處B 磁感線最密處為B處 最疏處為C處C 小磁針在B處和A處N極都指向左方D 小磁針在B處和C處N極都指向右方 答案 2 人教版選修3 1P94第1題改編 下面的幾個(gè)圖顯示了磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力 其中正確的是 答案 3 教科版選修3 1P92第1題 多選 一小段長(zhǎng)為L(zhǎng)的通電直導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中 當(dāng)通過(guò)它的電流為I時(shí) 所受安培力為F 以下關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的說(shuō)法正確的是A 磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定等于B 磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能大于或等于C 磁場(chǎng)中通電直導(dǎo)線受力大的地方 磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大D 在磁場(chǎng)中通電直導(dǎo)線也可以不受力 答案 4 人教版選修3 1P94第3題改編 如圖所示 用天平測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 下列各選項(xiàng)所示的載流線圈匝數(shù)相同 邊長(zhǎng)MN相等 將它們分別掛在天平的右臂下方 線圈中通有大小相同的電流 天平處于平衡狀態(tài) 若磁場(chǎng)發(fā)生微小變化 天平最容易失去平衡的是 答案 2 命題點(diǎn)一對(duì)磁場(chǎng)的理解 1 磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量 其方向與導(dǎo)線所受力的方向垂直 2 電流元必須垂直于磁場(chǎng)方向放置 公式B 才成立 3 磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是由磁場(chǎng)本身決定的 與通電導(dǎo)線受力的大小及方向都無(wú)關(guān) 多選 下列說(shuō)法正確的是A 磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測(cè)定 把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí) 受到的磁場(chǎng)力F與該導(dǎo)線的長(zhǎng)度L 通過(guò)的電流I的乘積的比值B 即磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B 通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用 則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 只是定義式 它的大小取決于場(chǎng)源及磁場(chǎng)中的位置 與F I L以及通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的方向無(wú)關(guān)D 磁場(chǎng)是客觀存在的 例1 答案 分析 垂直 B L時(shí)B 0 F 0 1 多選 指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一 關(guān)于指南針 下列說(shuō)法正確的是A 指南針可以僅具有一個(gè)磁極B 指南針能夠指向南北 說(shuō)明地球具有磁場(chǎng)C 指南針的指向會(huì)受到附近鐵塊的干擾D 在指南針正上方附近沿指針?lè)较蚍胖靡恢睂?dǎo)線 導(dǎo)線通電時(shí)指南針不偏轉(zhuǎn) 答案 2 2016 北京理綜 17 中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在 夢(mèng)溪筆談 中最早記載了地磁偏角 以磁石磨針?shù)h 則能指南 然常微偏東 不全南也 進(jìn)一步研究表明 地球周圍地磁場(chǎng)的磁感線分布示意如圖 結(jié)合上述材料 下列說(shuō)法不正確的是A 地理南 北極與地磁場(chǎng)的南 北極不重合B 地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng) 地磁南極在地理北極附近C 地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行D 地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用 答案 3 命題點(diǎn)二安培定則的應(yīng)用及磁場(chǎng)的疊加 磁場(chǎng)疊加問(wèn)題的一般解題思路1 確定磁場(chǎng)場(chǎng)源 如通電導(dǎo)線 2 定位空間中需求解磁場(chǎng)的點(diǎn) 利用安培定則判定各個(gè)場(chǎng)源在這一點(diǎn)上產(chǎn)生的磁場(chǎng)的大小和方向 如圖所示為M N在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng) 3 應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行合成 如圖中的合磁場(chǎng) 如圖所示 a b兩根垂直紙面的直導(dǎo)線通有等值的電流 兩導(dǎo)線旁有一點(diǎn)P P點(diǎn)到a b距離相等 關(guān)于P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 以下判斷正確的是A a中電流方向向紙外 b中電流方向向紙里 則P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向右B a中電流方向向紙外 b中電流方向向紙里 則P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向左C a中電流方向向紙里 b中電流方向向紙外 則P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向右D a中電流方向向紙外 b中電流方向向紙外 則P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向左 例2 答案 分析 3 如圖所示 兩根水平放置且相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1與I2 且I1 I2 與兩根導(dǎo)線垂直的同一平面內(nèi)有a b c d四點(diǎn) a b c在兩根導(dǎo)線的水平連線上且間距相等 b是兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn) b d連線與兩根導(dǎo)線連線垂直 則A I2受到的安培力水平向左B b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零C d點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向必定豎直向下D a點(diǎn)和c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能都為零 答案 解析 反向 相斥 4 圖中a b c為三根與紙面垂直的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線 其截面位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上 bc沿水平方向 導(dǎo)線中均通有大小相等的電流 方向如圖所示 O點(diǎn)為三角形的中心 O到三個(gè)頂點(diǎn)的距離相等 則A O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B O點(diǎn)的磁場(chǎng)方向垂直O(jiān)c向下C 導(dǎo)線a受到的安培力方向豎直向上D 導(dǎo)線b受到的安培力方向沿bc連線方向指向c 答案 解析 4 命題點(diǎn)三導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的判斷 判斷導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)常用方法 左手定則 如圖所示 把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方 導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng) 當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時(shí) 導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是 從上往下看 A 順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) 同時(shí)下降B 順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) 同時(shí)上升C 逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) 同時(shí)下降D 逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) 同時(shí)上升 例3 答案 分析 F 5 多選 把一根不計(jì)重力的 通電的硬直導(dǎo)線ab放在磁場(chǎng)中 導(dǎo)線所在區(qū)域的磁感線呈弧形 如圖所示 導(dǎo)線可以在空中自由移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng) 導(dǎo)線中的電流方向由a向b 關(guān)于導(dǎo)線的受力和運(yùn)動(dòng)情況 下述說(shuō)法正確的是A 硬直導(dǎo)線先轉(zhuǎn)動(dòng) 然后邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊下移B 硬直導(dǎo)線只能轉(zhuǎn)動(dòng) 不會(huì)向下移動(dòng)C 硬直導(dǎo)線各段所受安培力的方向都與導(dǎo)線垂直D 在圖示位置 a端受力垂直紙面向內(nèi) b端受力垂直紙面向外 答案 解析 6 多選 通有電流的導(dǎo)線L1 L2 L3 L4處在同一平面 紙面 內(nèi) 放置方式及電流方向如圖甲 乙所示 其中L1 L3是固定的 L2 L4可繞垂直紙面的中心軸O轉(zhuǎn)動(dòng) 則下列判定正確的是A L2繞軸O按順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B L2繞軸O按逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C L4繞軸O按順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D L4繞軸O按逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 答案 解析 旋轉(zhuǎn)到電流同向 5 命題點(diǎn)4安培力作用下導(dǎo)體的平衡問(wèn)題 安培力作用下導(dǎo)體的平衡問(wèn)題的解題方法1 根據(jù)導(dǎo)體中的電流方向與磁場(chǎng)方向 利用左手定則先判斷出安培力的方向 然后對(duì)導(dǎo)體進(jìn)行受力分析 再結(jié)合力的平衡條件進(jìn)行求解 2 事先不能夠判斷出安培力的方向時(shí)需要對(duì)導(dǎo)體進(jìn)行受力分析 然后結(jié)合力的平衡條件確定安培力的方向和大小 此類試題一般是包括安培力在內(nèi)的三力動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題 解決的辦法通常是 閉合矢量三角形法 或 相似三角形法 如圖所示 金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛 處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 棒中通以由M向N的電流 平衡時(shí)兩懸線與豎直方向的夾角均為 如果僅改變下列某一個(gè)條件 角的相應(yīng)變化情況是A 棒中的電流變大 角變大B 兩懸線等長(zhǎng)變短 角變小C 金屬棒質(zhì)量變大 角變大D 磁感應(yīng)強(qiáng)度變大 角變小 例4 答案 分析 tan 7 如圖所示 長(zhǎng)為L(zhǎng)的通電直導(dǎo)體棒放在光滑水平絕緣軌道上 勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧一端固定 另一端拴在棒的中點(diǎn) 且與棒垂直 整個(gè)裝置處于方向豎直向上 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 彈簧伸長(zhǎng)x 棒處于靜止?fàn)顟B(tài) 則A 導(dǎo)體棒中的電流方向從b流向aB 導(dǎo)體棒中的電流大小為C 若只將磁場(chǎng)方向緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一小角度 x變大D 若只將磁場(chǎng)方向緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一小角度 x變大 答案 解析 8 如圖所示 兩平行的粗糙金屬導(dǎo)軌水平固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng) 一端與電源連接 一質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于平行導(dǎo)軌放置并接觸良好 金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 在安培力的作用下 金屬棒以v0的速度向右勻速運(yùn)動(dòng) 通過(guò)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 可使流過(guò)導(dǎo)體棒的電流最小 此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與豎直方向的夾角為A 37 B 30 C 45 D 60 答案 解析 BILcos mg BILsin 整理得BIL 電流有最小值 30 盤查拓展點(diǎn) 6 安培力與功 動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用安培力做功與動(dòng)能定理結(jié)合 其解題步驟如下 1 選取研究對(duì)象 明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 2 分析研究對(duì)象的受力情況 若是立體圖就改畫(huà)成平面圖 和各個(gè)力的做功情況 特別是分析安培力大小和方向 看安培力做正功還是負(fù)功 然后求各力做功的代數(shù)和 3 明確初 末狀態(tài)的動(dòng)能 4 列出動(dòng)能定理的方程以及其他必要的解題方程進(jìn)行求解 如圖所示 閉合金屬圓環(huán)從高為h的曲面左側(cè)自由滾下 又滾上曲面右側(cè) 環(huán)平面與運(yùn)動(dòng)方向均垂直于非勻強(qiáng)磁場(chǎng) 環(huán)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦阻力不計(jì) 則下列說(shuō)法不正確的是A 環(huán)滾上曲面右側(cè)的高度等于hB 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中環(huán)內(nèi)有感應(yīng)電流C 環(huán)滾上曲面右側(cè)的高度小于hD 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中安培力對(duì)環(huán)一定做負(fù)功 典例1 答案 分析 環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流 一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 安培力阻礙圓環(huán)相對(duì)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng) 一定做負(fù)功 多選 間距為L(zhǎng) 20cm的光滑平行導(dǎo)軌水平放置 導(dǎo)軌左端通過(guò)開(kāi)關(guān)S與內(nèi)阻不計(jì) 電動(dòng)勢(shì)為E的電源相連 右端與半徑為L(zhǎng)的兩段光滑圓弧導(dǎo)軌相接 一根質(zhì)量m 60g 電阻R 1 長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab 用長(zhǎng)也為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛 如圖所示 系統(tǒng)空間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B 0 5T 當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后 導(dǎo)體棒沿圓弧擺動(dòng) 擺到最大高度時(shí) 細(xì)線與豎直方向成 53 角 擺動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且細(xì)線處于張緊狀態(tài) 導(dǎo)軌電阻不計(jì) sin53 0 8 cos53 0 6 g 10m s2 則 典例2 A 磁場(chǎng)方向一定豎直向下B 電源電動(dòng)勢(shì)E 3 0VC 導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過(guò)程中所受安培力F 3ND 導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過(guò)程中電源提供的電能為0 048J 答案 解析 當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí) 導(dǎo)體棒向右擺動(dòng) 說(shuō)明其所受安培力水平向右 由左手定則可知 磁場(chǎng)方向豎直向下 故A正確 設(shè)電路中電流為I mgL 1 cos53 FLsin53 0 解得安培力F 0 3N 由F BIL 得E 3V 故B正確 C錯(cuò)誤 導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過(guò)程中電源提供的電能一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能E mgL 1 cos53 0 06 10 0 2 0 4J 0 048J 另一部分轉(zhuǎn)化為焦耳熱 故D錯(cuò)誤 課時(shí)作業(yè) 7 1 如圖所示 a和b是一條磁感線上的兩點(diǎn) 關(guān)于這兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的判斷 正確的是A 一定是a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大B 一定是b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大C 一定是兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一樣大D 無(wú)法判斷 答案 解析 因?yàn)橐粭l磁感線是直線時(shí) 不一定是勻強(qiáng)磁場(chǎng) 也不知道A B兩點(diǎn)的磁感線的疏密 條件不足 無(wú)法確定a b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 故D正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖所示 則A a b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等 Ba BbB a b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等 Ba BbC 同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大D 同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小 答案 解析 磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 安培力的大小跟該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 I L和導(dǎo)線放置的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的夾角有關(guān) 故C D錯(cuò)誤 由a b兩處磁感線的疏密程度可判斷出Ba Bb 所以A正確 B錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 多選 如圖所示 兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線相距2l 通有大小相等 方向相同的恒定電流 a b c是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三點(diǎn) 左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為 l和3l 關(guān)于這三點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 下列判斷正確的是A a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大B b c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等C a c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同D b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 多選 如圖所示 在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B 方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 水平放置一根長(zhǎng)直通電導(dǎo)線 電流的方向垂直紙面向里 以直導(dǎo)線為中心的同一圓周上有a b c d四個(gè)點(diǎn) 連線ac和bd是相互垂直的兩條直徑 且b d在同一豎直線上 則A c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小B b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大C b d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不同D a b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5 三根平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線 分別垂直地通過(guò)一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn) 三導(dǎo)線中電流方向相同 A B兩導(dǎo)線中的電流大小相同 如圖所示 已知導(dǎo)線A在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B 導(dǎo)線C在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B 則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)锳 大小為B 方向沿OA方向B 大小為2B 方向豎直向下C 大小為2B 方向沿OB方向D 大小為2B 方向沿OA方向 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由安培定則知導(dǎo)線A B在O處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 方向相反 相互抵消 所以O(shè)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度即為導(dǎo)線C所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度 即大小為2B 由安培定則可判定其方向沿OA方向 A B C錯(cuò) D對(duì) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1和一個(gè)固定的線圈L2互相絕緣垂直放置 且兩個(gè)線圈的圓心重合 如圖所示 當(dāng)兩線圈中通以圖示方向的電流時(shí) 從左向右看 則線圈L1將A 不動(dòng)B 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D 在紙面內(nèi)平動(dòng) 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 方法一 電流元分析法 把線圈L1沿水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸分成上下兩部分 每一部分又可以看成無(wú)數(shù)段直線電流元 電流元處在L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)中 根據(jù)安培定則可知各電流元所在處的磁場(chǎng)方向向上 由左手定則可得 上半部分電流元所受安培力均指向紙外 下半部分電流元所受安培力均指向紙內(nèi) 因此從左向右看線圈L1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 方法二 等效分析法 把線圈L1等效為小磁針 該小磁針剛好處于環(huán)形電流I2的中心 小磁針的N極應(yīng)指向該點(diǎn)環(huán)形電流I2的磁場(chǎng)方向 由安培定則知I2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向在其中心處豎直向上 而L1等效成小磁針后 轉(zhuǎn)動(dòng)前 N極指向紙內(nèi) 因此小磁針的N極應(yīng)由指向紙內(nèi)轉(zhuǎn)為向上 所以從左向右看 線圈L1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解法三 利用結(jié)論法 環(huán)形電流I1 I2之間不平行 則必有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 直到兩環(huán)形電流同向平行為止 據(jù)此可得 從左向右看 線圈L1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 如圖所示 固定不動(dòng)的絕緣直導(dǎo)線mn和可以自由移動(dòng)的矩形線框abcd位于同一平面內(nèi) mn與ad bc邊平行且離ad邊較近 當(dāng)導(dǎo)線mn中通以方向向上的電流 線框中通以順時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí) 線框的運(yùn)動(dòng)情況是A 向左運(yùn)動(dòng)B 向右運(yùn)動(dòng)C 以mn為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D 靜止不動(dòng) 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 以mn為研究對(duì)象 線框內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 由左手定則知導(dǎo)線mn受向左的安培力 由牛頓第三定律可知線框受到向右的作用力 故線框向右運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)B正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 如圖所示 用絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)導(dǎo)線框 導(dǎo)線框是由兩同心半圓弧導(dǎo)線和兩直導(dǎo)線ab cd ab cd在同一條水平直線上 連接而成的閉合回路 導(dǎo)線框中通有圖示方向的電流 處于靜止?fàn)顟B(tài) 在半圓弧導(dǎo)線的圓心處沿垂直于導(dǎo)線框平面的方向放置一根長(zhǎng)直導(dǎo)線P 當(dāng)P中通以方向向外的電流時(shí)A 導(dǎo)線框?qū)⑾蜃髷[動(dòng)B 導(dǎo)線框?qū)⑾蛴覕[動(dòng)C 從上往下看 導(dǎo)線框?qū)㈨槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D 人上往下看 導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 當(dāng)P中通以方向向外的電流時(shí) 由安培定則可知長(zhǎng)直導(dǎo)線P產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?由左手定則可判斷出ab所受的安培力方向垂直紙面向外 cd所受的安培力方向垂直紙面向里 故從上往下看 導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 如圖所示 條形磁鐵放在光滑斜面上 用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡 A為水平放置的直導(dǎo)線的截面 導(dǎo)線中無(wú)電流時(shí)磁鐵對(duì)斜面的壓力為FN1 當(dāng)導(dǎo)線中有垂直紙面向外的電流時(shí) 磁鐵對(duì)斜面的壓力為FN2 則下列關(guān)于磁鐵對(duì)斜面的壓力和彈簧的伸長(zhǎng)量的說(shuō)法中正確的是A FN1FN2 彈簧的伸長(zhǎng)量增大D FN1 FN2 彈簧的伸長(zhǎng)量減小 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 在題圖中 由于條形磁鐵的磁感線是從N極出發(fā)到S極 所以可畫(huà)出磁鐵在導(dǎo)線A處的一條磁感線 其方向是斜向左下方的 如圖所示 導(dǎo)線A中的電流垂直紙面向外時(shí) 由左手定則可判斷導(dǎo)線A必受斜向右下方的安培力F 由牛頓第三定律可知磁鐵所受作用力F 的方向是斜向左上方 所以磁鐵對(duì)斜面的壓力減小 即FN1 FN2 同時(shí) F 有沿斜面向下的分力 使得彈簧彈力增大 可知彈簧的伸長(zhǎng)量增大 所以正確選項(xiàng)為C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 多選 如圖所示 臺(tái)秤上放一光滑平板 其左邊固定一擋板 一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來(lái) 此時(shí)臺(tái)秤讀數(shù)為F1 現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一導(dǎo)體棒 當(dāng)導(dǎo)體棒中通以方向如圖所示的電流后 臺(tái)秤讀數(shù)為F2 則以下說(shuō)法正確的是A 彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng)B 彈簧長(zhǎng)度將變短C F1 F2D F1 F2 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 如圖甲所示 導(dǎo)體棒處的磁場(chǎng)方向指向右上方 根據(jù)左手定則可知 導(dǎo)體棒受到的安培力方向垂直于磁場(chǎng)方向指向右下方 根據(jù)牛頓第三定律 對(duì)條形磁鐵受力分析 如圖乙所示 所以FN1 FN2即臺(tái)秤示數(shù)F1 F2 在水平方向上 由于F 有向左的分力 磁鐵壓縮彈簧 所以彈簧長(zhǎng)度變短 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 多選 如圖所示 在傾角為 的光滑斜面上 垂直斜面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng) 質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒 當(dāng)通以圖示方向電流I時(shí) 欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上 可加一平行于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)至水平向左的過(guò)程中 下列說(shuō)法中正確的是A 此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增大B 此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B先減小后增大C 此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為D 此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最大值為 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 導(dǎo)體棒受重力 支持力和安培力作用而處于平衡狀態(tài) 當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)至水平向左的過(guò)程中 安培力由沿斜面向上轉(zhuǎn)至豎直向上 可知安培力逐漸增大 即此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增大 A對(duì) B錯(cuò) 剛開(kāi)始安培力F最小 有sin 所以此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為 C對(duì) 最后安培力最大 有F mg 即此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最大值為 D錯(cuò) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 多選 如圖 質(zhì)量為m 長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O O 并處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I 且導(dǎo)線保持靜止時(shí) 懸線與豎直方向夾角為 則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 2015 新課標(biāo)全國(guó) 24 如圖 一長(zhǎng)為10cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0 1T 方向垂直于紙面向里 彈簧上端固定 下端與金屬棒絕緣 金屬棒通過(guò)開(kāi)關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12V的電池相連 電路總電阻為2 已知開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量均為0 5cm 閉合開(kāi)關(guān) 系統(tǒng)重新平衡后 兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)相比均改變了0 3cm 重力加速度大小取10m s2 判斷開(kāi)關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向 并求出金屬棒的質(zhì)量 方向豎直向下0 01kg 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 金屬棒通電后 閉合回路電流導(dǎo)體棒受到的安培力大小為F BIL 0 06N由左手定則可判斷知金屬棒受到的安培力方向豎直向下由平衡條件知 開(kāi)關(guān)閉合前 2kx mg開(kāi)關(guān)閉合后 2k x x mg F代入數(shù)值解得m 0 01kg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13