第8章1講磁場及其對電流的作用

1、內(nèi)容索引考點(diǎn)一磁現(xiàn)象和磁場考點(diǎn)二磁感應(yīng)強(qiáng)度安培定則考點(diǎn)三通電導(dǎo)線在磁場中受到的力練出高分1.磁極間的相互作用：同名磁極相互 ，異名磁極相互 .2.奧斯特實(shí)驗(yàn)(如圖所示)：(1)通電直導(dǎo)線沿 方向放置在小磁針的上方.(2)意義：說明通電導(dǎo)體周圍存在著 ，發(fā)現(xiàn)了電流的 ，首先揭示了電與磁之間是有聯(lián)系的.【考點(diǎn)逐項排查】答案磁效應(yīng)排斥吸引南北磁場3.磁場(1)磁場：存在于 周圍或 周圍的一種客觀存在的特殊物質(zhì).磁體與磁體之間、磁體和通電導(dǎo)體之間、通電導(dǎo)體和通電導(dǎo)體間的相互作用都是通過 發(fā)生的.(2)基本性質(zhì)：對放入其中的 或 有力的作用.(3)地磁場：地球磁體的N極(北極)位于地理 附近，地球磁體的

2、S極(南極)位于地理 附近.答案北極磁體電流磁場磁體通電導(dǎo)體南極1.(多選)下列說法中正確的是()A.磁場看不見、摸不著，所以它并不存在，它是人們?yōu)榱搜芯繂栴}方便而假想出來的B.同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引C.磁體和通電導(dǎo)體都能產(chǎn)生磁場D.若小磁針始終指向南北方向，則小磁針的附近一定沒有磁鐵解析磁場是一種“場”物質(zhì)，它和我們常見的分子、原子組成的物質(zhì)不同，它是以一種“場”的形式存在的，故選項A錯誤.由磁極間相互作用的基本規(guī)律及電流的磁效應(yīng)可知，選項B、C正確.若磁鐵放在小磁針的南方或北方，小磁針仍可能始終指向南北方向，故選項D錯誤.【題組階梯突破】213解析答案BC2.在重復(fù)奧斯特的電流

3、磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時，為使實(shí)驗(yàn)方便且效果明顯，通電直導(dǎo)線應(yīng)()A.平行于南北方向，位于小磁針上方B.平行于東西方向，位于小磁針上方C.平行于東南方向，位于小磁針下方D.平行于西南方向，位于小磁針下方解析在做奧斯特實(shí)驗(yàn)時，為排除地磁場影響，小磁針應(yīng)南北放置，通電直導(dǎo)線也應(yīng)南北放置且位于小磁針上方，故選A.解析答案213A3.關(guān)于地磁場，下列說法中正確的是()A.地理位置的南北極即為地磁場的南北極B.地球表面上各處磁場的強(qiáng)弱相同C.在赤道上磁針的N極在靜止時指向地理南極附近D.在赤道上磁針的N極在靜止時指向地理北極附近解析根據(jù)地磁場特點(diǎn)，地理北極在地磁場南極附近，所以小磁針在赤道上靜止時，并不嚴(yán)格指向南

4、北方向.在地球上兩個磁極附近磁場最強(qiáng)，離磁極越遠(yuǎn)磁場越弱，故選項A、B、C不正確，正確選項為D.解析答案213返回DN極比值【考點(diǎn)逐項排查】答案2.磁感線(1)引入：在磁場中畫出一些曲線，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)與電場線的特點(diǎn)類似，主要區(qū)別在于磁感線是 的曲線.(3)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(如圖所示).切線閉合答案3.電流的磁場直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場特點(diǎn)無磁極、非勻強(qiáng)，且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場_與_磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為_磁場且磁場_，管外為_磁場環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場_安培定則越弱條形勻強(qiáng)最強(qiáng)

5、非勻強(qiáng)越弱答案立體圖橫截面圖4.磁場的疊加磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，計算時與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進(jìn)行合成與分解.請判斷下列說法是否正確.(1)奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流可以產(chǎn)生磁場.()(2)磁場中某點(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關(guān).()(3)磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受磁場力的方向一致.()(4)磁感線是真實(shí)存在的.()(5)在同一幅圖中，磁感線越密，磁場越強(qiáng).()(6)將通電導(dǎo)線放入磁場中，若不受安培力，說明該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零.()思維深化答案【題組階梯突破】5467解析磁感應(yīng)強(qiáng)度的引入目的就是用來描述磁場強(qiáng)弱，因此選項A是正確的.A

6、解析答案5. (多選)下列說法中正確的是()A.電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強(qiáng)度為零B.一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C.表征電場中某點(diǎn)電場的強(qiáng)弱，是把一個檢驗(yàn)電荷放在該點(diǎn)時受到的電場力與檢驗(yàn)電荷本身電荷量的比值D.表征磁場中某點(diǎn)磁場的強(qiáng)弱，是把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時受到的磁場力與該小段導(dǎo)線長度和電流乘積的比值A(chǔ)C解析答案54676.如圖所示，甲、乙是直線電流的磁場，丙、丁是環(huán)形電流的磁場，戊、己是通電螺線管的磁場，試在各圖中補(bǔ)畫出電流方向或磁感線方向.答案54677.三根平行的長直導(dǎo)線，分別垂直地通過一個等腰直角三角形的三個頂點(diǎn)，三導(dǎo)線中電流方向相同

7、，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)?)2BBB解析答案5467磁場的矢量性及合成1.根據(jù)安培定則確定通電導(dǎo)線周圍磁場的方向.2.磁場中每一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁感線的切線方向.3.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，多個通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場疊加時，合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各場源單獨(dú)存在時在該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和.規(guī)律總結(jié)返回1.安培力的方向(1)左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指 ，并且都與手掌在同一個平面內(nèi).讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向 的方向，這

8、時 所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向.(2)兩平行的通電直導(dǎo)線間的安培力：同向電流互相 ，異向電流互相 .(3)注意問題：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方向和電流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁場方向和電流方向決定的平面.垂直電流拇指吸引排斥【考點(diǎn)逐項排查】答案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，F(xiàn) ，這是一般情況下的安培力的表達(dá)式，以下是兩種特殊情況：(1)當(dāng)磁場與電流 時，安培力最大，F(xiàn)max .(2)當(dāng)磁場與電流 時，安培力等于零.ILBsin 垂直ILB平行答案3.安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動方向的判斷方法(1)電流元法即把整段電流等效為

9、多段直線電流元，運(yùn)用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向.(2)特殊位置法把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個便于分析的特殊位置后再判斷所受安培力方向，從而確定運(yùn)動方向.(3)等效法環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵.條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管.通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來分析.(4)利用結(jié)論法兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流相互吸引，異向電流相互排斥；兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到相互平行且電流方向相同的趨勢.(5)轉(zhuǎn)換研究對象法因?yàn)殡娏髦g，電流與磁體之間的相互作用滿足牛頓第三定律.定性分析磁體在電流磁場作用的受力和運(yùn)動時，可先分析電流在

10、磁體的磁場中受到的安培力，然后由牛頓第三定律，再確定磁體所受電流的作用力.8.關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中所受的安培力，下列說法正確的是()A.安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線B.安培力的方向總是垂直于磁場的方向C.安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角無關(guān)D.將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话虢馕霭才嗔Υ怪庇趯?dǎo)線和磁場方向決定的平面，A錯誤，B正確；由FBILsin 可知，C錯誤；將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角時，因磁場與導(dǎo)線的夾角未知，則安培力的大小不能確定，D錯誤.【題組階梯突破】解析答案981011129.如圖所示是“探究影響通電導(dǎo)線受力的因素”的裝置圖.實(shí)驗(yàn)時，先保持導(dǎo)線通

11、電部分的長度不變，改變電流的大?。蝗缓蟊３蛛娏鞑蛔?，改變導(dǎo)線通電部分的長度.對該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()解析答案BA.當(dāng)導(dǎo)線中的電流反向時，導(dǎo)線受到的安培力方向不變B.保持電流不變，接通“1、4”時導(dǎo)線受到的安培力是接通“2、3”時的3倍C.保持電流不變，接通“1、4”時導(dǎo)線受到的安培力是接通“2、3”時的2倍D.接通“1、4”，當(dāng)電流增加為原來的2倍時，通電導(dǎo)線受到的安培力減半解析接觸“1、4”時導(dǎo)線的長度是接觸“2、3”時長度的3倍，根據(jù)安培力公式FBIL知，導(dǎo)線所受安培力也是3倍關(guān)系.9810111210.一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖所示，如果直導(dǎo)線可以自由地

12、運(yùn)動且通以方向?yàn)橛蒩到b的電流，則導(dǎo)線ab受到安培力作用后的運(yùn)動情況為()A.從上向下看順時針轉(zhuǎn)動并靠近螺線管B.從上向下看順時針轉(zhuǎn)動并遠(yuǎn)離螺線管C.從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并遠(yuǎn)離螺線管D.從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并靠近螺線管B外內(nèi)下B解析答案9810111211.一個可以自由運(yùn)動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，如圖所示.當(dāng)兩線圈中通以圖示方向的電流時，從左向右看，線圈L1將()A.不動B.順時針轉(zhuǎn)動C.逆時針轉(zhuǎn)動D.在紙面內(nèi)平動B2解析答案9810111212.如圖，一長為10 cm的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0

13、.1 T，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)與一電動勢為12 V的電池相連，電路總電阻為2 .已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量均為0.5 cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/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.解析答案9810111298101112安培力作用下導(dǎo)體的分析技巧1.安培力作用下導(dǎo)體的平衡問題與力學(xué)中的平衡問題分析方法相同，只不過多了安培力，解題的關(guān)鍵是畫出受力分析示意圖.2.安培力作用下導(dǎo)體的加速問題與動力學(xué)問題分析方法相同，關(guān)鍵是做好受力分析，然后根

14、據(jù)牛頓第二定律求出加速度.技巧點(diǎn)撥返回2134567891011121.磁場中某區(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，BaBbB.a、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錯誤；由a、b兩處磁感線的疏密程度可判斷出BaBb，所以A正確，B錯誤.A解析答案13213456789101112132.直流電源跟一個線圈連接成閉合回路，線圈的

15、上方和右側(cè)各有一個可以自由轉(zhuǎn)動的小磁針，它們靜止時的指向如圖所示，則下列判斷正確的是()A.小磁針的c端為N極，電源的a端為正極B.小磁針的c端為N極，電源的a端為負(fù)極C.小磁針的d端為N極，電源的a端為正極D.小磁針的d端為N極，電源的a端為負(fù)極解析小磁針靜止時N極所指方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場方向，由上方小磁針的指向可知通電螺線管右側(cè)為N極，由安培定則可知電源的a端為負(fù)極，右側(cè)小磁針的d端為N極，選項D正確.D解析答案3.為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的.在下列四個圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是()解析答案21345678910111213B

16、=1 TBI=1 T解析答案213456789101112135.如圖所示，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌所在平面與水平面間的夾角為.整個裝置處于沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，當(dāng)金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時，金屬桿ab剛好靜止.則()A.磁場方向豎直向上B.磁場方向豎直向下C.金屬桿ab受平行導(dǎo)軌向上的安培力D.金屬桿ab受水平向左的安培力解析金屬桿ab靜止，則受力平衡，由于磁場方向沿豎直方向，則安培力必沿水平方向，導(dǎo)軌對金屬桿必有支持力，只有安培力的方向水平向右，金屬桿ab才可能靜止.根據(jù)左手定則可知磁場方向豎直向上.A解析答案213456789101112136

17、.如圖所示的電路中，電池相同，當(dāng)開關(guān)S分別置于A、B兩處時，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)AFBB.相互排斥，F(xiàn)AFBC.相互吸引，F(xiàn)AFBD.相互排斥，F(xiàn)AFB解析開關(guān)接A時導(dǎo)線中的電流小于接B時導(dǎo)線中的電流，故FAFB.兩種情況下兩段導(dǎo)線中均為反向電流，故相互排斥.選項D正確.D解析答案213456789101112137.如圖，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直.線段ab、bc和cd的長度均為L，且abcbcd135.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示.導(dǎo)線段abcd所受到的磁

18、場的作用力的合力()A解析答案213456789101112138.利用如圖所示裝置可測磁感應(yīng)強(qiáng)度B，矩形線圈寬為L，共N匝，磁場垂直于紙面，當(dāng)線圈中通以方向如圖所示的電流I時，天平處于平衡.當(dāng)電流改為反方向且大小不變時，右邊需加質(zhì)量為m的砝碼后，天平才能重新平衡，由此可知()B解析答案213456789101112139.質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)體棒放置于四分之一光滑圓弧軌道上，整個裝置處于豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，直導(dǎo)體棒中通有恒定電流，平衡時導(dǎo)體棒與圓弧圓心的連線與豎直方向成60角，其截面圖如圖所示.則下列關(guān)于導(dǎo)體棒中的電流分析正確的是()解析答案2134567891011121

19、3答案C2134567891011121310.如圖所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為.如果僅改變下列某一個條件，角的相應(yīng)變化情況是()A.金屬棒中的電流變大，角變大B.兩懸線等長變短，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BFTmgF不變解析答案2134567891011121311.(多選)圖中裝置可演示磁場對通電導(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，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個不同的直流電源上時，L便在導(dǎo)軌上滑動.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C.若a