2021版高考物理大復(fù)習(xí)通用版：磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用含答案.doc

教學(xué)資料范本2021版高考物理大復(fù)習(xí)通用版：磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用含答案編 輯：_時(shí) 間：_考點(diǎn)內(nèi)容要求高考(全國(guó)卷)三年命題情況對(duì)照分析20xx20xx20xx命題分析磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線卷T16：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)卷T19：磁場(chǎng)的疊加、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用卷T18：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)卷T18：磁場(chǎng)的疊加卷T24：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)卷T25：帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)卷T20：磁場(chǎng)的疊加卷T25：帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)卷T24：帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)卷T17：磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用卷T17：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用卷T18：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用卷T17：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)卷T24：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.高考對(duì)本章內(nèi)容考查命題頻率極高、常以選擇題和計(jì)算題兩種形式命題。2選擇題一般考查磁場(chǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本規(guī)律、難度不大；計(jì)算題主要是考查安培力、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)與力學(xué)、電學(xué)、能量知識(shí)的綜合應(yīng)用、難度較大、較多的是高考的壓軸題。通電直導(dǎo)線和通電線圈周?chē)艌?chǎng)的方向安培力、安培力的方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力洛倫茲力、洛倫茲力的方向洛倫茲力的公式帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)質(zhì)譜儀和回旋加速器說(shuō)明：(1)安培力的計(jì)算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的情形。(2)洛倫茲力的計(jì)算只限于速度與磁場(chǎng)方向垂直的情形。核心素養(yǎng)物理觀念：磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線、安培力、洛倫茲力(如20xx卷T17)?？茖W(xué)思維：左手定則、安培定則、右手定則、“電流元法”、“比值定義法”、“圖象法”、“控制變量法”、“臨界法”(如20xx卷T17)?？茖W(xué)探究：探究影響磁感應(yīng)強(qiáng)度的因素?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：磁與現(xiàn)代科技應(yīng)用。第1節(jié)磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用一、磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度1磁場(chǎng)(1)基本性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有磁場(chǎng)力的作用。(2)方向：小磁針的N極所受磁場(chǎng)力的方向。2磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)物理意義：描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。(2)大小：B(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng))。(3)方向：小磁針靜止時(shí)N極的指向。(4)單位：特斯拉(T)。3勻強(qiáng)磁場(chǎng)(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等、方向處處相同的磁場(chǎng)稱(chēng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。(2)特點(diǎn)：疏密程度相同、方向相同的平行直線。4地磁場(chǎng)(1)地磁的N極在地理南極附近、S極在地理北極附近、磁感線分布如圖所示。(2)在赤道平面上、距離地球表面高度相等的各點(diǎn)、磁感應(yīng)強(qiáng)度相等、且方向水平向北。5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。二、磁感線通電直導(dǎo)線和通電線圈周?chē)艌?chǎng)的方向1磁感線及特點(diǎn)(1)磁感線：在磁場(chǎng)中畫(huà)出一些曲線、使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致。(2)特點(diǎn)磁感線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。磁感線的疏密定性地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。磁感線是閉合曲線、沒(méi)有起點(diǎn)和終點(diǎn)。磁感線是假想的曲線、客觀上不存在。2電流的磁場(chǎng)通電直導(dǎo)線通電螺線管環(huán)形電流安培定則三、安培力及其方向1安培力的大小(1)磁場(chǎng)和電流垂直時(shí)：FBIL。(2)磁場(chǎng)和電流平行時(shí)：F0。2安培力的方向左手定則判斷：(1)伸出左手、讓拇指與其余四指垂直、并且都在同一個(gè)平面內(nèi)。(2)讓磁感線從掌心進(jìn)入、并使四指指向電流方向。(3)拇指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。1思考辨析(正確的畫(huà)“”、錯(cuò)誤的畫(huà)“”)(1)磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況無(wú)關(guān)。()(2)小磁針N極所指的方向就是該處磁場(chǎng)的方向。()(3)在同一幅圖中、磁感線越密、磁場(chǎng)越強(qiáng)。()(4)將通電導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中、若不受安培力、說(shuō)明該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。()(5)1820年、丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周?chē)男〈裴槹l(fā)生偏轉(zhuǎn)、稱(chēng)為電流的磁效應(yīng)。()(6)安培力可能做正功、也可能做負(fù)功。()2(粵教版選修31P84T1)把一小段通電直導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中、導(dǎo)線受到安培力的作用。關(guān)于安培力的方向、下列說(shuō)法中正確的是()A安培力的方向一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相同B安培力的方向一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直、但不一定跟電流方向垂直C安培力的方向一定跟電流方向垂直、但不一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直D安培力的方向一定跟電流方向垂直、也一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直D根據(jù)左手定則可知、安培力的方向一定跟電流方向垂直、也一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直、故D正確。3(教科版選修31P83T3)(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BC根據(jù)安培定則可知、A、B兩處磁場(chǎng)方向向左、C處磁場(chǎng)方向向右；根據(jù)通電螺線管周?chē)拇鸥芯€分布情況可知、B處磁感線最密、C處磁感線最疏。4(人教版選修31P83“演示”實(shí)驗(yàn)改編)如圖是“探究影響通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的因素”的實(shí)驗(yàn)示意圖。三塊相同的蹄形磁鐵并列放置在水平桌面上、導(dǎo)體棒用圖中1、2、3、4輕而柔軟的細(xì)導(dǎo)線懸掛起來(lái)、它們之中的任意兩根與導(dǎo)體棒和電源構(gòu)成回路。認(rèn)為導(dǎo)體棒所在位置附近為勻強(qiáng)磁場(chǎng)、最初導(dǎo)線1、4接在直流電源上、電源沒(méi)有在圖中畫(huà)出。關(guān)于接通電源時(shí)可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、下列敘述正確的是()A改變電流方向同時(shí)改變磁場(chǎng)方向、導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向?qū)?huì)改變B僅改變電流方向或者僅改變磁場(chǎng)方向、導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向一定改變C增大電流同時(shí)改變接入導(dǎo)體棒上的細(xì)導(dǎo)線、接通電源時(shí)、導(dǎo)體棒擺動(dòng)幅度一定增大D僅拿掉中間的磁鐵、導(dǎo)體棒擺動(dòng)幅度不變答案B 安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)的疊加依題組訓(xùn)練1(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CDA項(xiàng)考查的是磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義、只有當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)才有B、A錯(cuò)誤；B項(xiàng)中、當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行時(shí)、不受磁場(chǎng)力、此時(shí)、磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零、B錯(cuò)誤；C選項(xiàng)中、B是定義式、磁場(chǎng)強(qiáng)弱取決于場(chǎng)源及磁場(chǎng)中的位置、C正確；磁場(chǎng)與電場(chǎng)一樣、都是客觀存在的、D正確。2關(guān)于磁感線的描述、下列說(shuō)法中正確的是()A磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向、它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針?lè)旁谠擖c(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致B磁感線可以用細(xì)鐵屑來(lái)顯示、因而是真實(shí)存在的C兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場(chǎng)D兩個(gè)磁場(chǎng)疊加的區(qū)域、磁感線就可能相交A磁感線上每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向、即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向、A正確；磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而假想的一簇有方向的閉合曲線、實(shí)際上并不存在、細(xì)鐵屑可以顯示出其形狀、但那并不是磁感線、B錯(cuò)誤；磁感線的疏密反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、磁感線是假想的、人為畫(huà)出的曲線、兩條磁感線的空隙處也存在磁場(chǎng)、C錯(cuò)誤；在磁鐵外部磁感線從N極到S極、在內(nèi)部從S極到N極、磁感線不相交、所以D錯(cuò)誤。3.如圖所示、圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷、當(dāng)圓環(huán)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)、a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)、以下說(shuō)法正確的是()Aa、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)Bb的N極向紙外轉(zhuǎn)、而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)Cb、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)、而a的N極向紙外轉(zhuǎn)Db的N極向紙里轉(zhuǎn)、而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)B由于圓環(huán)帶負(fù)電荷、故當(dāng)圓環(huán)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)、等效電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針、由安培定則可判斷環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外、環(huán)外磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)、磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向即是放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極的指向、所以小磁針b的N極向紙外轉(zhuǎn)、a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)、故B正確。4(多選)(20xx全國(guó)卷)如圖所示、紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線L1、L2、L1中的電流方向向左、L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)、它們相對(duì)于L2對(duì)稱(chēng)。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中、外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0、方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B0和B0、方向也垂直于紙面向外。則()A流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0B流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0C流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0D流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0AC由對(duì)稱(chēng)性可知、流經(jīng)L1的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且方向相同、設(shè)為B1、流經(jīng)L2的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等但方向相反、設(shè)其大小為B2、由磁場(chǎng)疊加原理有B0B1B2B0、B0B1B2B0、聯(lián)立解得B1B0、B2B0、所以A、C正確。1安培定則的應(yīng)用在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”。原因(電流方向)結(jié)果(磁場(chǎng)方向)直線電流的磁場(chǎng)大拇指四指環(huán)形電流及通電螺線管的磁場(chǎng)四指大拇指2磁場(chǎng)疊加問(wèn)題的解題思路(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)BM、BN。(3)應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行合成、如圖中的合磁場(chǎng)B。 安培力大小和方向講典例示法1安培力大?。篎ILBsin (1)當(dāng)IB時(shí)、FBIL。(2)當(dāng)IB時(shí)、F0。注意：當(dāng)導(dǎo)線彎曲時(shí)、L是導(dǎo)線兩端的有效直線長(zhǎng)度(如圖所示)。對(duì)于任意形狀的閉合線圈、其有效長(zhǎng)度均為零、所以通電后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到的安培力的矢量和為零。2安培力方向：用左手定則判斷、注意安培力既垂直于B、也垂直于I、即垂直于B與I決定的平面。典例示法(多選)如圖所示、空間中有一斜向右下方、與水平方向成角的勻強(qiáng)磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、一絕緣豎直擋板AC垂直于紙面所在的平面豎直放置、一根通有垂直紙面向外的電流的水平金屬桿、緊貼擋板上的O點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是()A若擋板AC表面光滑、略減小桿中電流、桿可能仍然靜止于O點(diǎn)B若擋板AC表面光滑、略增大桿中電流、要使桿仍然靜止、可將擋板繞過(guò)O點(diǎn)垂直紙面的軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度C若擋板AC表面粗糙、略增大桿中電流、桿可能仍然靜止、且桿所受的靜摩擦力一定增大D若擋板AC表面粗糙、略減小桿中電流、桿可能仍然靜止、且桿所受的靜摩擦力方向可能豎直向上甲乙BD若擋板AC表面光滑、則桿受重力G、支持力N和安培力F的作用而靜止、如圖甲所示、根據(jù)平衡條件有Fcos G、而FBIL、得BILcos G、當(dāng)略減小桿中電流I時(shí)、有BILcos BILcos 、桿是否受靜摩擦力f？方向如何？略增大I時(shí)、f如何變化？提示：受靜摩擦力、豎直向上、I增大時(shí)、f減小、可減為零?！咀兪?】若GBILcos 、桿是否受靜摩擦力f？略增大或減少I(mǎi)時(shí)、f如何變化？ 提示：不受靜摩擦力、I增大時(shí)、f豎直向下增大、I減小時(shí)、f豎直向上增大?！咀兪?】若GBILcos 、桿是否受靜摩擦力f？方向如何？若減小I時(shí)、f如何變化？提示：受靜摩擦力、豎直向下、I減小時(shí)、f減小、可減為零?！咀兪?】若金屬桿隨粗糙擋板一起水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)、擋板保持豎直、其他條件均不變、則與擋板靜止時(shí)相比較、桿受的安培力、支持力、摩擦力如何變化？提示：安培力不變、支持力變大、摩擦力不變。(1)安培力作用下的平衡問(wèn)題與力學(xué)中的平衡問(wèn)題分析方法是相同的、只不過(guò)多了安培力、解題的關(guān)鍵仍是受力分析。(2)視圖轉(zhuǎn)換：對(duì)于安培力作用下的力學(xué)問(wèn)題、線框的受力邊及金屬棒的受力往往分布在三維空間的不同方向上、這時(shí)應(yīng)利用俯視圖、剖面圖或側(cè)視圖等、變立體圖為二維平面圖。(3)在剖面圖中、線框的受力邊及金屬棒可用小圓圈代替、垂直剖面方向的電流可用“”或“”表示、垂直剖面方向的磁場(chǎng)可用“”或“”表示、但垂直剖面方向的力不能用“”或“”表示。跟進(jìn)訓(xùn)練安培力的大小和方向1如圖所示、一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框豎直放置、各邊電阻相同、金屬框放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直金屬框平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。若A、B兩端與導(dǎo)線相連、由A到B通以如圖所示方向的電流(由A點(diǎn)流入、從B點(diǎn)流出)、流過(guò)AB邊的電流為I、則金屬框受到的安培力大小和方向分別為()A2BIL、豎直向下BBIL、豎直向上CBIL、豎直向上DBIL、豎直向下B由題圖可知、電流由A點(diǎn)流入、從B點(diǎn)流出、則有AB和ADCB的電流、而ADCB的電流產(chǎn)生的安培力可等效成DC邊受到的安培力、由于流過(guò)AB邊電流為I、根據(jù)電路并聯(lián)特點(diǎn)、流過(guò)DC邊的電流為I、因此金屬框受到的合安培力為BIL、根據(jù)左手定則、方向豎直向上、故B正確、A、C、D錯(cuò)誤。2(20xx江西紅色七校聯(lián)考)如圖所示、三根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線P、Q、R互相平行、垂直紙面放置、其間距均為a、電流均為I、方向垂直紙面向里(已知在電流為I的長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中、距導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、其中k為常數(shù))。某時(shí)刻有一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)正好經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O、速度大小為v、方向沿y軸正方向、則電子此時(shí)所受磁場(chǎng)力為()A方向垂直紙面向里、大小為B方向指向x軸正方向、大小為C方向垂直紙面向里、大小為D方向指向x軸正方向、大小為AP、Q兩根導(dǎo)線距O點(diǎn)的距離相等、在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反、大小相等、合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零、所以O(shè)點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度等于R在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度、根據(jù)安培定則、可知其方向沿x軸負(fù)方向、ROa、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B、根據(jù)左手定則、洛倫茲力方向垂直紙面向里、大小為FevB、故A項(xiàng)正確。安培力作用下的平衡問(wèn)題3如圖所示、一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧、下面掛有匝數(shù)為n的矩形線框abcd、bc邊長(zhǎng)為l、線框的下半部分處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向與線框平面垂直(在圖中垂直于紙面向里)、線框中通以電流I、方向如圖所示、開(kāi)始時(shí)線框處于平衡狀態(tài)。令磁場(chǎng)反向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小仍為B、線框達(dá)到新的平衡、則在此過(guò)程中線框位移的大小x及方向是()Ax、方向向上Bx、方向向下Cx、方向向上Dx、方向向下B線框在磁場(chǎng)中受重力、安培力、彈簧彈力處于平衡狀態(tài)、安培力為FnBIl、且開(kāi)始時(shí)方向向上、改變磁場(chǎng)方向后安培力方向向下、大小不變。設(shè)在磁場(chǎng)反向之前彈簧的伸長(zhǎng)量為x、則磁場(chǎng)反向之后彈簧的伸長(zhǎng)量為(xx)、由平衡條件知kxnBIlmg及k(xx)nBIlmg、聯(lián)立解得x、且線框向下移動(dòng)、B對(duì)。4如圖所示、U形平行金屬導(dǎo)軌與水平面成37角、金屬桿ab橫跨放在導(dǎo)軌上、其有效長(zhǎng)度為0.5 m、質(zhì)量為0.2 kg、與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1?？臻g存在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。要使ab桿在導(dǎo)軌上保持靜止、則ab中的電流大小應(yīng)在什么范圍？(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等、g取10 m/s2、sin 370.6、cos 370.8)解析先畫(huà)出金屬桿受力的側(cè)面圖、由于安培力的大小與電流有關(guān)、因此改變電流的大小、可以改變安培力的大小、也可以使導(dǎo)線所受的摩擦力方向發(fā)生變化。由平衡條件可知、當(dāng)電流較小時(shí)、導(dǎo)線所受的摩擦力方向沿斜面向上、如圖甲所示。甲乙則mgsin (mgcos Fsin )Fcos 又FBI1L、得I11.21 A當(dāng)電流較大時(shí)、導(dǎo)線所受的摩擦力方向沿斜面向下、如圖乙所示。則mgsin (mgcos Fsin )Fcos 又FBI2L、I21.84 A所以1.21 AI1.84 A。答案1.21 AI1.84 A 安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的判斷方法講典例示法1判定導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的基本思路判定通電導(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)體所在位置的磁感線分布情況、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。2五種常用判定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、通電螺線管條形磁鐵結(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(wèn)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)方向典例示法(一題多法)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)解析方法一(電流元法)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)。方法三(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)。答案B判斷磁場(chǎng)中導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的兩點(diǎn)注意(1)應(yīng)用左手定則判定安培力方向時(shí)、磁感線穿入手心、大拇指一定要與磁感線方向垂直、四指與電流方向一致但不一定與磁感線方向垂直。(2)導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、磁體與磁體之間、磁體與導(dǎo)體之間的作用力和其他作用力一樣具有相互性、滿(mǎn)足