（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 10 第八章 磁場(chǎng) 1 第1節(jié) 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用教學(xué)案

第八章 磁場(chǎng)知識(shí)內(nèi)容考試要求真題統(tǒng)計(jì)2016.102017.42017.112018.42018.112019.42020.11.磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)b102.磁感應(yīng)強(qiáng)度c3.幾種常見的磁場(chǎng)b4.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力d109227、2322511、215.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力c23232210236.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)d23232322232322第1節(jié)磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用【基礎(chǔ)梳理】提示：N極BN極強(qiáng)弱閉合彎曲四指大拇指垂直四指BIL0【自我診斷】判一判(1)磁場(chǎng)是假想的，客觀上不存在()(2)磁場(chǎng)中的一小段通電導(dǎo)體在該處受力為零，此處B一定為零()(3)由定義式B可知，電流強(qiáng)度I越大，導(dǎo)線L越長(zhǎng)，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小()(4)磁感線是真實(shí)存在的()(5)通電線圈可等效成條形磁鐵，它周圍的磁感線起始于線圈一端，終止于線圈的另一端()(6)安培力的方向既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，又跟電流方向垂直()提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)做一做如圖所示，甲、乙是直線電流的磁場(chǎng)，丙、丁是環(huán)形電流的磁場(chǎng)，戊、己是通電螺線管的磁場(chǎng)，試在各圖中補(bǔ)畫出電流方向或磁感線方向提示：對(duì)磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解【題組過關(guān)】1(2020·寧波質(zhì)檢)磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則()Aa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，BaBbBa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，BaBbC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處受力小解析：選B.磁感線的疏密反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱，則BaBb，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行時(shí)，通電導(dǎo)線受的安培力為零；則同一通電導(dǎo)線放在a處受力與放在b處受力大小關(guān)系不確定，C、D兩項(xiàng)均錯(cuò)誤2.(2020·紹興檢測(cè))有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖在圖中所示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點(diǎn)，它們?cè)趦蓪?dǎo)線連線的中垂線上，且與O點(diǎn)的距離相等若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法中正確的是()AM點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同BM點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反C在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零D在線段MN上三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零解析：選B.根據(jù)安培定則和磁場(chǎng)疊加原理，M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；在線段MN上只有在O點(diǎn)處，a、b兩直導(dǎo)線電流形成的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，即只有O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定(2)合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和(滿足平行四邊形定則)(3)牢記判斷電流的磁場(chǎng)的方法安培定則，并能熟練應(yīng)用，建立磁場(chǎng)的立體分布模型(4)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)行合成與分解對(duì)安培力的理解和應(yīng)用【知識(shí)提煉】1方向判斷：根據(jù)左手定則判斷2大小計(jì)算：由公式FBIL計(jì)算，且其中的L為導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度如彎曲通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于連接兩端點(diǎn)的直線的長(zhǎng)度，相應(yīng)的電流方向沿兩端點(diǎn)連線由始端流向末端，如圖所示【典題例析】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開關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12V的電池相連，電路總電阻為2.已知開關(guān)斷開時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量為0.5cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開關(guān)斷開時(shí)相比均改變了0.3cm.重力加速度大小取10m/s2.判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量審題指導(dǎo)金屬棒在安培力作用下處于平衡狀態(tài)，由開關(guān)斷開和閉合兩種狀態(tài)，可分別列受力平衡表達(dá)式聯(lián)立求解解析依題意，開關(guān)閉合后，電流方向從b到a，由左手定則可知，金屬棒所受的安培力方向豎直向下開關(guān)斷開時(shí)，兩彈簧各自相對(duì)于其原長(zhǎng)伸長(zhǎng)了l10.5cm.由胡克定律和力的平衡條件得2kl1mg式中，m為金屬棒的質(zhì)量，k是彈簧的勁度系數(shù)，g是重力加速度的大小開關(guān)閉合后，金屬棒所受安培力的大小為FIBL式中，I是回路電流，L是金屬棒的長(zhǎng)度兩彈簧各自再伸長(zhǎng)了l20.3cm，由胡克定律和力的平衡條件得2k(l1l2)mgF由歐姆定律有EIR式中，E是電池的電動(dòng)勢(shì)，R是電路總電阻聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得m0.01kg.答案見解析【題組過關(guān)】考向1左手定則的應(yīng)用1.如圖所示，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z軸的夾角為，則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為()Ax正向，By正向，sinCz正向，tanD沿懸線向下，sin解析：選D.磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)閤正向，與電流方向平行，不受安培力，細(xì)繩拉力與重力不能平衡，不符合題意，故A錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)閥正向，根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線所受安培力方向沿z正方向，根據(jù)平衡條件BILmg，則B，故B錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)閦正方向，根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線所受安培力方向沿y負(fù)方向，三力不能平衡，故C錯(cuò)誤磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿懸線向下，根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線所受安培力向?yàn)榇怪睉揖€向上，直導(dǎo)線平衡時(shí)有BILmgsin，Bsin，故D正確考向2導(dǎo)線與磁體之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)分析2.(2020·浙江黃巖月考)如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面當(dāng)線圈內(nèi)通以圖中方向的電流后，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是()A線圈向左運(yùn)動(dòng)B線圈向右運(yùn)動(dòng)C從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選A.法一：電流元法首先將圓形線圈分成很多小段，每一段可看做一直線電流元，取其中上、下兩小段分析，其截面圖和受安培力情況如圖甲所示根據(jù)對(duì)稱性可知，線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運(yùn)動(dòng)只有選項(xiàng)A正確法二：等效法將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖乙所示，根據(jù)異名磁極相吸引知，線圈將向左運(yùn)動(dòng)，選A.也可將左側(cè)條形磁鐵等效成環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，異向電流相排斥”，也可判斷出線圈向左運(yùn)動(dòng)，選A.(1)判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場(chǎng)分布情況，然后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向(2)在應(yīng)用左手定則判定安培力方向時(shí)，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(3)導(dǎo)體和磁體間相互運(yùn)動(dòng)的問題熟練后可以利用很多結(jié)論來進(jìn)行判斷如“同向電流相吸，異向電流相斥”，也可利用轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法等安培力作用下導(dǎo)體的力學(xué)問題【知識(shí)提煉】安培力作用下導(dǎo)體的力學(xué)問題分為安培力作用下導(dǎo)體的平衡問題和安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)問題1安培力作用下導(dǎo)體的平衡問題模型中，常見的有：傾斜導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒、電源和電阻等組成這類題目的難點(diǎn)是題圖具有立體性，各力的方向不易確定因此解題時(shí)一定要先把立體圖轉(zhuǎn)化成平面圖，通過受力分析建立各力的平衡關(guān)系，如圖所示2判斷安培力作用下通電導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的常用方法電流元法分割為電流元安培力方向整段導(dǎo)體所受合力方向運(yùn)動(dòng)方向特殊位置法在特殊位置安培力方向運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流小磁針條形磁鐵通電螺線管多個(gè)環(huán)形電流結(jié)論法同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的問題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向【典題例析】(2020·浙江溫嶺質(zhì)檢)如圖所示，在水平地面上固定一對(duì)與水平面傾角為的光滑平行導(dǎo)電軌道，軌道間的距離為l，兩軌道底端的連線與軌道垂直，頂端接有電源將一根質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒ab放在兩軌道上，且與兩軌道垂直已知通過導(dǎo)體棒的恒定電流大小為I，方向由a到b，重力加速度為g，在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止(1)求磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大??；(2)如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場(chǎng)方向，試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向?qū)忣}指導(dǎo)(1)磁場(chǎng)豎直向上時(shí)，安培力的方向如何？處于靜止時(shí)，安培力的大小應(yīng)滿足什么關(guān)系？(2)安培力沿什么方向時(shí)，維持導(dǎo)體棒靜止所需安培力最??？解析(1)導(dǎo)體棒受力如圖所示根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知，磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小F安mgtan.(2)要使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則要求安培力最小根據(jù)受力情況可知，最小安培力F安minmgsin，方向平行于軌道斜向上所以最小磁感應(yīng)強(qiáng)度Bmin根據(jù)左手定則可判斷出，此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪避壍榔矫嫘毕蛏洗鸢?1)mgtan(2)垂直軌道平面斜向上【題組過關(guān)】考向1安培力作用下導(dǎo)體的平衡問題1.(2020·溫州調(diào)研)水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ，導(dǎo)軌的寬度為L(zhǎng)，M和P之間接入電動(dòng)勢(shì)為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻)現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m，電阻為R的金屬棒ab，并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與水平面夾角為，指向右斜上方且與金屬棒ab垂直，如圖所示(1)當(dāng)ab棒靜止時(shí)，受到的支持力和摩擦力各為多少？(2)若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少？此時(shí)B的方向如何？解析：(1)從b向a看，如圖所示水平方向：FfF安sin豎直方向：FNF安cosmg又F安BILBL聯(lián)立得，F(xiàn)Nmg，F(xiàn)f.(2)使ab棒受支持力為零，且讓磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則受安培力豎直向上，則有F安mgBmin，根據(jù)左手定則判定磁場(chǎng)方向水平向右答案：(1)mg(2)方向水平向右考向2安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)問題2一個(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，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)解析：選B.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)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)法三：結(jié)論法環(huán)形電流I1、I2之間不平行，由于兩不平行的電流的相互作用，則兩環(huán)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求解安培力作用下導(dǎo)體棒平衡問題的基本思路2判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的思路 隨堂檢測(cè)1(2019·4月浙江選考)在磁場(chǎng)中的同一位置放置一條直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場(chǎng)方向垂直，則下列描述導(dǎo)線受到的安培力F的大小與通過導(dǎo)線的電流I的關(guān)系圖象正確的是()答案：A2(2016·10月浙江選考)如圖所示，把一根通電的硬直導(dǎo)線ab，用輕繩懸掛在通電螺線管正上方，直導(dǎo)線中的電流方向由a向b.閉合開關(guān)S瞬間，導(dǎo)線a端所受安培力的方向是()A向上B向下C垂直紙面向外D垂直紙面向里解析：選D.根據(jù)右手定則可知，開關(guān)閉合后，螺線管的N極在右側(cè)根據(jù)左手定則可知，a端受力垂直紙面向里，故D正確3(2016·4月浙江選考)法拉第電動(dòng)機(jī)原理如圖所示條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中心，N極向上一根金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連電源負(fù)極與金屬桿上端相連，與電源正極連接的導(dǎo)線插入水銀中從上往下看，金屬桿()A向左擺動(dòng)B向右擺動(dòng)C順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)答案：D4(2018·4月浙江選考)處于磁場(chǎng)B中的矩形金屬線框可繞軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線框中通以電流I時(shí)，如圖所示，此時(shí)線框左右兩邊受安培力F的方向正確的是()解析：選D.根據(jù)左手定則可知D正確 課后達(dá)標(biāo)一、選擇題1.指南針是我國(guó)古代的四大發(fā)明之一當(dāng)指南針靜止時(shí)，其N極指向如圖虛線(南北向)所示，若某一條件下該指南針靜止時(shí)N極指向如圖實(shí)線(N極北偏東向)所示則以下判斷正確的是()A可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通有東向西的電流B可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通有西向東的電流C可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通有北向南的電流D可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通有南向北的電流答案：C2(2018·4月浙江選考)在城市建設(shè)施工中，經(jīng)常需要確定地下金屬管線的位置，如圖所示有一種探測(cè)方法是，首先給金屬長(zhǎng)直管線通上電流，再用可以測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向的儀器進(jìn)行以下操作：用測(cè)量?jī)x在金屬管線附近的水平地面上找到磁場(chǎng)最強(qiáng)的某點(diǎn)，記為a；在a點(diǎn)附近的地面上，找到與a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的若干點(diǎn)，將這些點(diǎn)連成直線EF；在地面上過a點(diǎn)垂直于EF的直線上，找到磁場(chǎng)方向與地面夾角為45°的b、c兩點(diǎn)，測(cè)得b、c兩點(diǎn)距離為L(zhǎng).由此可確定金屬管線()A平行于EF，深度為B平行于EF，深度為L(zhǎng)C垂直于EF，深度為D垂直于EF，深度為L(zhǎng)答案：A3.當(dāng)接通電源后，小磁針A的指向如圖所示，則()A小磁針B的N極向紙外轉(zhuǎn)B小磁針B的N極向紙里轉(zhuǎn)C小磁針B不轉(zhuǎn)動(dòng)D因電流未標(biāo)出，所以無(wú)法判斷小磁針B如何轉(zhuǎn)動(dòng)答案：A4(2020·浙江名?？记把簩?在如圖所示的電路中，電池均相同，當(dāng)開關(guān)S分別置于a、b兩處時(shí)，導(dǎo)線MM與NN之間的安培力的大小分別為Fa、Fb，可判斷這兩段導(dǎo)線()A相互吸引，F(xiàn)a>FbB相互排斥，F(xiàn)a>FbC相互吸引，F(xiàn)a<FbD相互排斥，F(xiàn)a<Fb解析：選D.開關(guān)S分別置于a、b兩處時(shí)，電源分別為一節(jié)干電池、兩節(jié)干電池，而電路中燈泡電阻不變，則電路中電流IaIb，導(dǎo)線MM與NN處的磁感應(yīng)強(qiáng)度BaBb，應(yīng)用安培力公式FBIL可知FaFb，又通過MM與NN的電流方向相反，則這兩段導(dǎo)線相互排斥5(2017·4月浙江選考)如圖所示，兩平行直導(dǎo)線cd和ef豎直放置，通以方向相反大小相等的電流，a、b兩點(diǎn)位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi)則()Ab點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零Bef導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里Ccd導(dǎo)線受到的安培力方向向右D同時(shí)改變兩導(dǎo)線的電流方向，cd導(dǎo)線受到的安培力方向不變解析：選D.由右手螺旋定則可知，cd導(dǎo)線和ef導(dǎo)線在b處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向都垂直紙面向外，所以由矢量合成知b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向外，故A錯(cuò)誤；由右手螺旋定則知ef導(dǎo)線在左側(cè)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向外，故B錯(cuò)誤；由同向電流吸引，反向電流排斥可以，cd導(dǎo)線受到的安培力始終向左，故C錯(cuò)誤，D正確6(多選)如圖甲所示為一陰極射線管，接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線，圖乙是其示意圖，要使熒光屏上的亮線向上(z軸正方向)偏轉(zhuǎn)如圖丙所示，在下列措施中可采用的是()A加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向B加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸負(fù)方向C加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向D加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向答案：BC7.如圖，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2且I1>I2；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)，且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；b點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是()Aa點(diǎn)Bb點(diǎn)Cc點(diǎn)Dd點(diǎn)解析：選C.根據(jù)安培定則可知I1和I2電流分別在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪盿c連線向上和向下，由于I1>I2，且I1電流與a點(diǎn)的距離比I2電流與a點(diǎn)距離要小，故B1a>B2a，則a處磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為零，A錯(cuò)；兩電流在b處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均垂直ac連線向下，故B錯(cuò)；I1和I2電流分別在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪盿c連線向下和向上，且I1電流與c點(diǎn)的距離比I2電流與c點(diǎn)距離要大，故B1c與B2c有可能等大反向，C對(duì)；兩電流在d處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向一定成某一夾角，且夾角一定不為180°，D錯(cuò)8.(2020·金華調(diào)研)如圖是自動(dòng)跳閘的閘刀開關(guān)，閘刀處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)CO間的閘刀刀片通過的直流電流超過額定值時(shí)，閘刀A端會(huì)向左彈開斷開電路以下說法正確的是()A閘刀刀片中的電流方向?yàn)镃至OB閘刀刀片中的電流方向?yàn)镺至CC跳閘時(shí)閘刀所受安培力沒有做功D增大勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可使自動(dòng)跳閘的電流額定值增大解析：選B.MN通電后，當(dāng)CO間的閘刀刀片通過的直流電流超過額定值時(shí)閘刀開關(guān)會(huì)自動(dòng)跳開，可知安培力應(yīng)該向左，由左手定則判斷，電流方向?yàn)镺C，故A錯(cuò)誤，B正確跳閘時(shí)閘刀受到安培力而運(yùn)動(dòng)斷開，故跳閘時(shí)閘刀所受安培力做正功，故C錯(cuò)誤跳閘的作用力是一定的，依據(jù)安培力FBIL可知，增大勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，電流I變小，故D錯(cuò)誤9如圖所示，某同學(xué)用玻璃皿在中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣放一個(gè)圓環(huán)形電極接電源的正極做“旋轉(zhuǎn)的液體的實(shí)驗(yàn)”，若蹄形磁鐵兩極間正對(duì)部分的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.1T，玻璃皿的橫截面的半徑為a0.05m，電源的電動(dòng)勢(shì)為E3V，內(nèi)阻r0.1，限流電阻R04.9，玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R0.9，閉合開關(guān)后當(dāng)液體旋轉(zhuǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)恒為1.5V，則()A由上往下看，液體做順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B液體所受的安培力大小為1.5×104NC閉合開關(guān)10s，液體產(chǎn)生的熱能是4.5JD閉合開關(guān)后，液體電熱功率為0.081W解析：選D.由于中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣放一個(gè)圓環(huán)形電極接電源的正極，在電源外部電流由正極流向負(fù)極，因此電流由邊緣流向中心；器皿所在處的磁場(chǎng)豎直向上，由左手定則可知，導(dǎo)電液體受到的磁場(chǎng)力沿逆時(shí)針方向，因此液體沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)為1.5V，由閉合電路的歐姆定律得EUIR0Ir，所以電路中的電流值IA0.3A，液體所受的安培力大小為FBILBIa0.1×0.3×0.05N1.5×103N，故B錯(cuò)誤；液體的等效電阻為R0.9，10s內(nèi)液體產(chǎn)生的熱能QI2Rt0.32×0.9×10J0.81J，故C錯(cuò)誤；玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R0.9，則液體熱功率為P熱I2R0.32×0.9W0.081W，故D正確10.(2020·紹興高二期中)如圖所示為電流天平，可用來測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度天平的右臂上掛有一匝數(shù)為N的矩形線圈，線圈下端在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里當(dāng)線圈中通有電流I(方向如圖)時(shí)，發(fā)現(xiàn)天平的右端低左端高，下列調(diào)節(jié)方案可以使天平水平平衡的是()A僅減小電流大小B僅增大線框的寬度lC僅減輕左盤砝碼的質(zhì)量D僅增加線圈的匝數(shù)解析：選A.天平左端高右端低，說明左端輕右端重，要使天平平衡，可以增加左盤砝碼質(zhì)量，也可以減小右盤砝碼質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則判斷可知線圈在磁場(chǎng)中受到豎直向下的安培力FNBIl，故也可以減小安培力，等效于減小右盤砝碼質(zhì)量，減小安培力可以采取減小電流大小，減小線框的寬度l或者減少線圈的匝數(shù)，選項(xiàng)A正確，B、D錯(cuò)誤11.(2020·溫州聯(lián)考選考科目)圖中裝置可演示磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿當(dāng)電磁鐵線圈兩端a、b和導(dǎo)軌兩端e、f分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí)，L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)下列說法正確的是()A若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng)B若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng)C若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動(dòng)D若a接負(fù)極，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng)解析：選B.若a接正極，b接負(fù)極，則電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，若e接正極，f接負(fù)極，由左手定則可判斷金屬桿所受安培力方向向左，故向左滑動(dòng)；若e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng)，A錯(cuò)誤，B正確若a接負(fù)極，b接正極，則電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下，若e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng)；若e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動(dòng)，C、D錯(cuò)誤12.(2018·11月浙江選考)磁流體發(fā)電的原理如圖所示，將一束速度為v的等離子體垂直于磁場(chǎng)方向噴入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在相距為d，寬為a、長(zhǎng)為b的兩平行金屬板間便產(chǎn)生電壓如果把上、下板和電阻R連接，上、下板就是一個(gè)直流電源的兩極，若穩(wěn)定時(shí)等離子體在兩板間均勻分布，電阻率為，忽略邊緣效應(yīng)，下列判斷正確的是()A上板為正極，電流IB上板為負(fù)極，電流IC下板為正極，電流ID下板為負(fù)極，電流I解析：選C.根據(jù)左手定則可知，帶正電的粒子在磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力向下，故下板為正極，兩板間的電勢(shì)差為U，則穩(wěn)定時(shí)qqvB，得UBdv，電流I，選項(xiàng)C正確13.如圖所示，某學(xué)習(xí)興趣小組制作了一簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)，此裝置中的銅線框能在豎直平面內(nèi)在磁場(chǎng)作用下從靜止開始以虛線OO為中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來，那么()A若磁鐵上方為N極，從上往下看，銅線框?qū)㈨槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)B若磁鐵上方為S極，從上往下看，銅線框?qū)㈨槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)C不管磁鐵上方為N級(jí)還是S極，從上往下看，銅線框都將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)D線圈加速轉(zhuǎn)動(dòng)過程電池的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為線圈的動(dòng)能答案：A二、非選擇題14.如圖所示，MN是一根長(zhǎng)為l10cm，質(zhì)量m50g的金屬棒，用兩根長(zhǎng)度也為l的細(xì)軟導(dǎo)線將導(dǎo)體棒MN水平吊起，使導(dǎo)體棒處在BT的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，未通電流時(shí)，細(xì)導(dǎo)線在豎直方向，通入恒定電流后，金屬棒向外偏轉(zhuǎn)的最大偏角37°，求金屬棒中恒定電流的大小解析：金屬棒向外偏轉(zhuǎn)的過程中，受重力mg、導(dǎo)線拉力FT、安培力F共三個(gè)力的作用，其中導(dǎo)線的拉力不做功，由動(dòng)能定理得：WFWG0其中WFFlsinBIl2sin，WGmgl(1cos)金屬棒中的電流為I解得：I5A.答案：5A15.(2020·舟山質(zhì)檢)如圖，光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，與水平面夾角為，兩導(dǎo)軌上端用阻值為R的電阻相連，該裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面質(zhì)量為m的金屬桿ab以沿導(dǎo)軌平面向上的初速度v0從導(dǎo)軌底端開始運(yùn)動(dòng)，然后又返回到出發(fā)位置在運(yùn)動(dòng)過程中，ab與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)ab和導(dǎo)軌的電阻及空氣阻力(1)求ab開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a；(2)分析并說明ab在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中速度、加速度的變化情況；(3)分析并比較ab上滑時(shí)間和下滑時(shí)間的長(zhǎng)短解析：(1)ab開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab棒所受的安培力FABIL根據(jù)牛頓第二定律得，ab棒的加速度agsin.(2)ab棒向上運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度方向與速度方向相反，速度減小，加速度減小，做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)；向下運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度方向與速度方向相同，加速度agsin，速度增大，加速度減小，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最終加速度為零，做勻速運(yùn)動(dòng)(3)在整個(gè)過程中，安培力一直做負(fù)功，在上升和下降過程中的同一位置，上升時(shí)的速度大于下降時(shí)的速度，可知上升時(shí)的平均速度大于下降時(shí)的平均速度，可知上滑的時(shí)間小于下滑的時(shí)間答案：見解析16.(2020·溫州高二月考)音圈電機(jī)是一種應(yīng)用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特殊電動(dòng)機(jī)如圖是某音圈電機(jī)的原理示意圖，它由一對(duì)正對(duì)的磁極和一個(gè)正方形剛性線圈構(gòu)成，線圈邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，匝數(shù)為n，磁極正對(duì)區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于線圈平面豎直向下，大小為B，區(qū)域外的磁場(chǎng)忽略不計(jì)線圈左邊始終在磁場(chǎng)外，右邊始終在磁場(chǎng)內(nèi)，前后兩邊在磁場(chǎng)內(nèi)的長(zhǎng)度始終相等某時(shí)刻線圈中電流從P流向Q，大小為I.(1)求此時(shí)線圈所受安培力的大小和方向；(2)若此時(shí)線圈水平向右運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，求安培力的功率解析：(1)由安培力表達(dá)式FBIL可知，線圈所受的安培力FnBIL，由左手定則可判斷安培力方向水平向右(2)由功率公式PFv可知，安培力的功率PnBILv.答案：(1)nBIL方向水平向右(2)nBILv17