專題（62）磁場及其對電流的作用（解析版）

2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點全攻關(guān)專題（62）磁場及其對電流的作用（解析版）雙基過關(guān)：一、磁場、磁感應(yīng)強度1．磁場的基本性質(zhì)磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用．2．磁感應(yīng)強度(1)物理意義：描述磁場的強弱和方向．(2)定義式：B＝eq\f(F,IL)(通電導(dǎo)線垂直于磁場)．(3)方向：小磁針靜止時N極的指向．(4)單位：特斯拉，符號為T.3．勻強磁場(1)定義：磁感應(yīng)強度的大小處處相等、方向處處相同的磁場稱為勻強磁場．(2)特點：磁感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線．4．地磁場(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，磁感應(yīng)強度相等，且方向水平向北．5．磁場的疊加磁感應(yīng)強度是矢量，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．INCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\word\\左括.tif"INETINCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\word\\左括.tif"INETINCLUDEPICTURE"\\\\大倩\\e\\大倩\\PPT\\一輪物理通用\\5-8章\\word\\左括.tif"INETINCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\5-8章\\word\\左括.tif"INETINCLUDEPICTURE"F:\\郭敏\\一輪物理人教通用\\5-8章\\word\\左括.tif"INET【自測1INCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\word\\右括.tif"INETINCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\word\\右括.tif"INETINCLUDEPICTURE"\\\\大倩\\e\\大倩\\PPT\\一輪物理通用\\5-8章\\word\\右括.tif"INETINCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\5-8章\\word\\右括.tif"INETINCLUDEPICTURE"F:\\郭敏\\一輪物理人教通用\\5-8章\\word\\右括.tif"INET】(多選)如圖所示是我國最早期的指南儀器——司南，靜止時它的長柄指向南方，是由于地球表面有地磁場．下列與地磁場有關(guān)的說法，正確的是()A．地磁場是一種物質(zhì)，客觀上存在B．地球表面上任意位置的地磁場方向都與地面平行C．通電導(dǎo)線在地磁場中可能不受安培力作用D．運動電荷在地磁場中受到的洛倫茲力可以對運動電荷做正功【答案】AC【解析】地磁場是客觀存在的一種物質(zhì)，磁感線是人們?yōu)榱搜芯糠奖愣傧氤鰜淼?，故A正確；磁感線是閉合的曲線，不是地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行，故B錯誤；當(dāng)通電導(dǎo)線與地磁場平行放置時，導(dǎo)線不受安培力，故C正確；由于洛倫茲力始終與速度方向垂直，所以運動電荷在地磁場中受到的洛倫茲力不做功，故D錯誤．二、磁感線和電流周圍的磁場1．磁感線的特點(1)磁感線上某點的切線方向就是該點的磁場方向．(2)磁感線的疏密程度定性地表示磁場的強弱，在磁感線較密的地方磁場較強；在磁感線較疏的地方磁場較弱．①磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點，在磁體外部，從N極指向S極；在磁體內(nèi)部，由S極指向N極．②同一磁場的磁感線不中斷、不相交、不相切．③磁感線是假想的曲線，客觀上并不存在．2．幾種常見的磁場(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場如圖所示(2)電流的磁場直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場特點無磁極、非勻強，且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱與條形磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為勻強磁場且磁場最強，管外為非勻強磁場環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場越弱安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖INCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\word\\左括.tif"INETINCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\word\\左括.tif"INETINCLUDEPICTURE"\\\\大倩\\e\\大倩\\PPT\\一輪物理通用\\5-8章\\word\\左括.tif"INETINCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\5-8章\\word\\左括.tif"INETINCLUDEPICTURE"F:\\郭敏\\一輪物理人教通用\\5-8章\\word\\左括.tif"INET【自測2INCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\word\\右括.tif"INETINCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\word\\右括.tif"INETINCLUDEPICTURE"\\\\大倩\\e\\大倩\\PPT\\一輪物理通用\\5-8章\\word\\右括.tif"INETINCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\5-8章\\word\\右括.tif"INETINCLUDEPICTURE"F:\\郭敏\\一輪物理人教通用\\5-8章\\word\\右括.tif"INET】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，試在各圖中補畫出電流方向或磁感線方向．圖4【答案】三、安培力的大小和方向1．大小若I∥B，F(xiàn)＝0；若I⊥B，F(xiàn)＝BIL.2．方向可以用左手定則來判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向．安培力方向總垂直于B、I所決定的平面，即一定垂直于B和I，但B與I不一定垂直．3．兩平行通電導(dǎo)線間的作用同向電流相互吸引，反向電流相互排斥．自測3以下說法中正確的是()A．通電直導(dǎo)線在磁場中受到的安培力方向與磁場方向平行B．安培力的方向可以用右手定則來判定C．磁感線可以形象地描述各點的磁場強弱和方向，磁感線上每一點的切線方向都和小磁針在該點靜止時N極所指的方向一致D．放置在磁場中1m長的導(dǎo)線，通過1A的電流，該處磁感應(yīng)強度是1T，則導(dǎo)線受到的安培力為1N【答案】CINCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\word\\研透命題點.tif"INETINCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\word\\研透命題點.tif"INETINCLUDEPICTURE"\\\\大倩\\e\\大倩\\PPT\\一輪物理通用\\5-8章\\word\\研透命題點.tif"INETINCLUDEPICTURE"E:\\靳瑞騰\\2020\\物理通用\\5-8章\\word\\研透命題點.tif"INETINCLUDEPICTURE"F:\\郭敏\\一輪物理人教通用\\5-8章\\word\\研透命題點.tif"INET命題熱點一：安培力和磁場的疊加1．安培定則的應(yīng)用在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應(yīng)分清“因”和“果”．因果磁場原因(電流方向)結(jié)果(磁場方向)直線電流的磁場大拇指四指環(huán)形電流的磁場四指大拇指2.磁場疊加問題的解題思路(1)確定磁場場源，如通電導(dǎo)線．(2)定位空間中需求解磁場的點，利用安培定則判定各個場源在這一點上產(chǎn)生的磁場的大小和方向．如圖5所示為M、N在c點產(chǎn)生的磁場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B.題型1安培力的大小和方向例1如圖，等邊三角形線框LMN由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，固定于勻強磁場中，線框平面與磁感應(yīng)強度方向垂直，線框頂點M、N與直流電源兩端相接．已知導(dǎo)體棒MN受到的安培力大小為F，則線框LMN受到的安培力的大小為()A．2FB．1.5FC．0.5FD．0【答案】B【解析】設(shè)三角形邊長為l，通過導(dǎo)體棒MN的電流大小為I，則根據(jù)并聯(lián)電路的規(guī)律可知通過導(dǎo)體棒ML和LN的電流大小為eq\f(I,2)，如圖所示，依題意有F＝BlI，則導(dǎo)體棒ML和LN所受安培力的合力為F1＝eq\f(1,2)BlI＝eq\f(1,2)F，方向與F的方向相同，所以線框LMN受到的安培力大小為F＋F1＝1.5F，選項B正確．變式1如圖所示，三根相互平行的固定長直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距，通過L1、L2中的電流相同，L1、L2中的電流方向垂直紙面向里，L3中的電流方向垂直紙面向外，在三根導(dǎo)線與紙面的交點所構(gòu)成的等邊三角形的中心上放有一電流方向垂直紙面向外的通電長直導(dǎo)線，則該導(dǎo)線受到的安培力的方向為()A．指向L1B．指向L2C．指向L3 D．背離L3【答案】C【解析】因同向電流之間相互吸引，異向電流之間相互排斥，可知L3對等邊三角形的中心上的導(dǎo)線是吸引力，方向指向L3；而導(dǎo)線L1和L2對等邊三角形的中心上的導(dǎo)線都是斥力，因大小相等且互成120°角，則其合力方向指向L3，則三條導(dǎo)線對等邊三角形的中心上的導(dǎo)線的安培力的合力方向指向L3，故選C.題型2磁場的疊加例2有兩條長直導(dǎo)線垂直水平紙面放置，交紙面于a、b兩點，通有大小相等的恒定電流，方向如圖.a、b的連線水平，c是ab的中點，d點與c點關(guān)于b點對稱．已知c點的磁感應(yīng)強度為B1，d點的磁感應(yīng)強度為B2，則關(guān)于a處導(dǎo)線在d點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度的大小及方向，下列說法中正確的是()A．B1＋B2，方向豎直向下B．B1－B2，方向豎直向上C.eq\f(B1,2)＋B2，方向豎直向上D.eq\f(B1,2)－B2，方向豎直向下【答案】D【解析】根據(jù)安培定則，a、b導(dǎo)線在c點的磁場方向都向下，因a、b導(dǎo)線通有大小相等的恒定電流，故b導(dǎo)線在c點的磁場為eq\f(B1,2)，由于b距離c點和d點一樣，所以b導(dǎo)線在d點的磁場大小為eq\f(B1,2)，方向向上；根據(jù)安培定則，a導(dǎo)線在d點的磁場方向向下，則其大小為eq\f(B1,2)－B2.變式2如圖所示，在磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場中，兩長直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l.在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里且大小相等的電流時，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離為l的a點處的磁感應(yīng)強度為零．若僅讓P中的電流反向，則a點處磁感應(yīng)強度的大小為()A．2B0B.eq\f(2\r(3),3)B0C.eq\f(\r(3),3)B0D．B0【答案】B【解析】在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離為l的a點處的磁感應(yīng)強度為0，由此可知，外加的磁場方向與PQ平行，且由Q指向P，即B1＝B0；依據(jù)幾何關(guān)系有：BPcos30°＝eq\f(1,2)B0，解得通電導(dǎo)線P或Q在a處的磁場大小均為BP＝eq\f(\r(3),3)B0；當(dāng)P中的電流反向，其他條件不變，再依據(jù)幾何關(guān)系及三角知識，則有：B2＝BP＝eq\f(\r(3),3)B0，方向垂直于PQ向上，由矢量的合成法則，那么a點處磁感應(yīng)強度的大小為B＝eq\r(B\o\al(02)＋\f(\r(3),3)B02)＝eq\f(2\r(3),3)B0，故B正確，A、C、D錯誤．命題熱點二：安培力作用下導(dǎo)體運動情況的判斷1．問題特點安培力作用下導(dǎo)體的運動問題與力學(xué)中的運動問題一樣，同樣遵從力學(xué)基本規(guī)律，只是研究對象所受的力中多分析安培力而已．2．規(guī)律分析判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運動方向或運動趨勢，首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁感線分布情況，再弄清楚導(dǎo)體中電流的方向，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)體的運動方向或運動趨勢．3．判定方法電流元法分割為電流元eq\o(→,\s\up7(左手定則))安培力方向→整段導(dǎo)體所受合力方向→運動方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→運動方向等效法環(huán)形電流小磁針條形磁鐵通電螺線管多個環(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，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢轉(zhuǎn)換研究對象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向例3如圖所示，把一重力不計的通電直導(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，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時，導(dǎo)線的運動情況是(從上往下看)()A．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降B．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升【答案】A【解析】如圖甲所示，把直線電流等效為無數(shù)小段，中間的點為O點，選擇在O點左側(cè)S極右上方的一小段為研究對象，該處的磁場方向指向左下方，由左手定則判斷，該小段受到的安培力的方向垂直紙面向里，在O點左側(cè)的各段電流元都受到垂直紙面向里的安培力，把各段電流元受到的力合成，則O點左側(cè)導(dǎo)線受到垂直紙面向里的安培力；同理判斷出O點右側(cè)的導(dǎo)線受到垂直紙面向外的安培力．因此，由上向下看，導(dǎo)線沿順時針方向轉(zhuǎn)動．分析導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90°時的情形：如圖乙所示，導(dǎo)線中的電流垂直紙面向外，由左手定則可知，導(dǎo)線受到向下的安培力．由以上分析可知，導(dǎo)線在順時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動．選項A正確．變式3如圖所示為研究平行通電直導(dǎo)線之間相互作用的實驗裝置．接通電路后發(fā)現(xiàn)兩根導(dǎo)線均發(fā)生形變，此時通過導(dǎo)線M和N的電流大小分別為I1和I2，已知I1>I2，方向均向上．若用F1和F2分別表示導(dǎo)線M與N受到的磁場力，則下列說法正確的是()A．兩根導(dǎo)線相互排斥B．為判斷F1的方向，需要知道I1和I2的合磁場方向C．兩個力的大小關(guān)系為F1>F2D．僅增大電流I2，F(xiàn)1、F2會同時增大【答案】D【解析】同向電流相互吸引，故A錯誤；為判斷F1的方向，需要知道I2在I1處產(chǎn)生的磁場方向，故B錯誤；F1和F2是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故C錯誤；增大電流I2，F(xiàn)1、F2同時增大，故D正確．變式4將一個質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)線吊起來，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個平面內(nèi)，且通過圓環(huán)中心，如圖所示，當(dāng)圓環(huán)中通以順時針方向的電流時，從上往下看()A．圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵B．圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，遠(yuǎn)離磁鐵C．圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵D．圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，遠(yuǎn)離磁鐵【答案】C【解析】該通電圓環(huán)相當(dāng)于一個垂直于紙面的小磁針，N極在內(nèi)，S極在外，根據(jù)同極相斥、異極相吸，C正確．命題熱點三：安培力作用下的平衡問題通電導(dǎo)體棒在磁場中的平衡問題是一種常見的力電綜合模型，該模型一般由傾斜導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒、電源和電阻等組成．這類題目的難點是題圖具有立體性，各力的方向不易確定．因此解題時一定要先把立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，通過受力分析建立各力的平衡關(guān)系，如圖所示．例4如圖所示，金屬桿MN用兩根絕緣細(xì)線懸于天花板的O、O′點，桿中通有垂直于紙面向里的恒定電流，空間有豎直向上的勻強磁場，桿靜止時處于水平，懸線與豎直方向的夾角為θ，若將磁場在豎直面內(nèi)沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)過90°，在轉(zhuǎn)動過程中通過改變磁場磁感應(yīng)強度大小來保持懸線與豎直方向的夾角不變，則在轉(zhuǎn)動過程中，磁場的磁感應(yīng)強度大小的變化情況是()A．一直減小B．一直增大C．先減小后增大D．先增大后減小【答案】C【解析】磁場在轉(zhuǎn)動的過程中，桿處于平衡狀態(tài)，桿所受重力的大小和方向不變，懸線的拉力方向不變，由圖解法結(jié)合左手定則可知，在磁場沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)動的過程中，安培力先減小后增大，由F＝BIL可知，磁場的磁感應(yīng)強度先減小后增大，故選C.變式5(多選)光滑斜面上放置一個通電導(dǎo)體棒，施加磁場后導(dǎo)體棒靜止在斜面上，則以下四種情況中可能的是()【答案】BC【解析】A圖，由左手定則可知，導(dǎo)體棒受到豎直向下的安培力作用，導(dǎo)體棒所受合力不可能為0，選項A錯誤；B圖中的導(dǎo)體棒受到的安培力水平向右，導(dǎo)體棒所受合力可能為0，選項B正確；C圖中的導(dǎo)體棒受到的安培力方向沿斜面向上，導(dǎo)體棒所受合力可能為0，選項C正確；D圖中的導(dǎo)體棒受到的安培力方向沿斜面向下，導(dǎo)體棒受到的合力不可能為0，選項D錯誤．變式6如圖所示，三根長為L的直線電流在空間構(gòu)成等邊三角形，電流的方向垂直紙面向里．電流大小均為I，其中A、B電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的大小均為B0，導(dǎo)線C位于水平面且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則導(dǎo)線C受到的靜摩擦力是()A.eq\f(\r(3),2)B0IL，水平向左 B.eq\f(\r(3),2)B0IL，水平向右C.eq\r(3)B0IL，水平向左 D.eq\r(3)B0IL，水平向右【答案】D【解析】根據(jù)安培定則，知A、B電流在C處的磁場方向分別垂直于AC、BC斜向下，如圖所示，可知θ＝30°，則有：BC＝eq\r(3)B0，方向豎直向下；再由左手定則可知，安培力方向水平向左，大小為F安＝eq\r(3)B0IL；由于導(dǎo)線C位于水平面且處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以導(dǎo)線C受到的靜摩擦力大小為eq\r(3)B0IL，方向水平向右．課時精練：一、雙基鞏固練：1．中國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也．”進(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布如圖1.結(jié)合上述材料，下列說法不正確的是()圖1A．地理南、北極與地磁場的北、南極不重合B．地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近C．地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行D．地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用【答案】C【解析】地球為一巨大的磁體，地磁場的南、北極在地理上的北極和南極附近，并不重合，故A、B正確；地球內(nèi)部也存在磁場，只有赤道附近上空磁場的方向才與地面平行，故C錯誤；射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子的速度方向與地磁場方向不平行，一定受到地磁場力的作用，故D正確．2.磁場中某區(qū)域的磁感線如圖2所示，則()圖2A．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，Ba＞BbB．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，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】A【解析】磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強度的大小，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錯誤；安培力的大小跟該處的磁感應(yīng)強度的大小B、電流大小I、導(dǎo)線長度L和導(dǎo)線放置的方向與磁感應(yīng)強度的方向的夾角有關(guān)，故C、D錯誤．一段導(dǎo)線abcde位于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直．線段ab、bc、cd和de的長度均為L，且∠abc＝∠cde＝120°，流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖3中箭頭所示．導(dǎo)線段abcde所受到的磁場的作用力的合力大小為()圖3A．2BILB．3BILC．(eq\r(3)＋2)BIL D．4BIL【答案】B【解析】因為∠abc＝∠cde＝120°，根據(jù)幾何關(guān)系可知∠bcd＝60°，故b與d之間的直線距離也為L，則導(dǎo)線abcde有效長度為3L，故所受安培力的大小為：F＝3BIL，故A、C、D錯誤，B正確．4．L2是豎直固定的長直導(dǎo)線，L1、L3是水平固定且關(guān)于L2對稱的長直導(dǎo)線，三根導(dǎo)線均通以大小相同、方向如圖4所示的恒定電流，則導(dǎo)線L2所受的磁場力情況是()圖4A．大小為零B．大小不為零，方向水平向左C．大小不為零，方向水平向右D．大小不為零，方向豎直向下【答案】A【解析】由右手螺旋定則可知，L1與L3在L2所在直線上產(chǎn)生的合磁場方向豎直向下，即L2處的磁場方向與電流方向平行，所以L2所受磁場力為零．5.如圖5，光滑斜面上放置一根通有恒定電流的導(dǎo)體棒，空間有垂直斜面向上的勻強磁場B，導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將勻強磁場的方向沿圖示方向緩慢旋轉(zhuǎn)到水平方向，為了使導(dǎo)體棒始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，勻強磁場的磁感應(yīng)強度應(yīng)同步()圖5A．增大B．減小C．先增大，后減小 D．先減小，后增大【答案】A【解析】對導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析如圖：磁場方向緩慢旋轉(zhuǎn)到水平方向，則安培力方向緩慢從圖示位置轉(zhuǎn)到豎直向上，因為初始時刻安培力沿斜面向上，與支持力方向垂直，最小，所以安培力一直變大，而安培力：F安＝BIL，所以磁場一直增大，B、C、D錯誤，A正確．6．(多選)如圖6，三根相互平行的固定長直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反．下列說法正確的是()圖6A．L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1∶1∶eq\r(3)D．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為eq\r(3)∶eq\r(3)∶1【答案】BC【解析】同向電流相互吸引，反向電流相互排斥．對L1受力分析，如圖甲所示，可知L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在的平面平行，故A錯誤；對L3受力分析，如圖乙所示，可知L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在的平面垂直，故B正確；設(shè)三根導(dǎo)線間兩兩之間的相互作用力的大小為F，則L1、L2受到的磁場作用力的合力大小均等于F，L3受到的磁場作用力的合力大小為eq\r(3)F，即L1、L2、L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1∶1∶eq\r(3)，故C正確，D錯誤．7.(多選)如圖7，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導(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，它們相對于L2對稱．整個系統(tǒng)處于勻強外磁場中，外磁場的磁感應(yīng)強度大小為B0，方向垂直于紙面向外．已知a、b兩點的磁感應(yīng)強度大小分別為eq\f(1,3)B0和eq\f(1,2)B0，方向也垂直于紙面向外．則()圖7A．流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為eq\f(7,12)B0B．流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為eq\f(1,12)B0C．流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為eq\f(1,12)B0D．流經(jīng)L2的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為eq\f(7,12)B0【答案】AC【解析】原磁場、電流的磁場方向如圖所示，由題意知在b點：eq\f(1,2)B0＝B0－B1＋B2在a點：eq\f(1,3)B0＝B0－B1－B2由上述兩式解得B1＝eq\f(7,12)B0，B2＝eq\f(1,12)B0，A、C項正確．8．如圖8所示，AC是四分之一圓弧，O為圓心，D為圓弧中點，A、D、C處各有一垂直紙面的通電直導(dǎo)線，電流大小相等，方向垂直紙面向里，整個空間還存在一個磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，O處的磁感應(yīng)強度恰好為零．如果將D處電流反向，其他條件都不變，則O處的磁感應(yīng)強度大小為()圖8A．2(eq\r(2)－1)BB．2(eq\r(2)＋1)BC．2BD．0【答案】A【解析】A、D、C處的通電直導(dǎo)線在O處的磁感應(yīng)強度的方向如圖所示，大小相等，設(shè)為B0，則A、D、C處的通電直導(dǎo)線在O處的合磁感應(yīng)強度大小為B＝(eq\r(2)＋1)B0，即B0＝eq\f(B,\r(2)＋1).如果將D處電流反向，其他條件都不變，則O處的磁感應(yīng)強度大小為B′＝B＋B0－eq\r(2)B0＝2(eq\r(2)－1)B，故B、C、D錯誤，A正確．二、綜合提升練9.(多選)如圖9所示，臺秤上放一光滑平板，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，此時臺秤讀數(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，臺秤讀數(shù)為F2，則以下說法正確的是()圖9A．彈簧長度將變長B．彈簧長度將變短C．F1>F2D．F1<F2【答案】BC【解析】如圖甲所示，導(dǎo)體棒處的磁場方向指向右上方，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方向指向右下方，根據(jù)牛頓第三定律，對條形磁鐵受力分析，如圖乙所示，所以臺秤對條形磁鐵的支持力減小，即臺秤示數(shù)F1>F2，在水平方向上，由于F′有水平向左的分力，條形磁鐵壓縮彈簧，所以彈簧長度變短．10.如圖10所示，一根長為L的金屬細(xì)桿通有電流I時，水平靜止在傾角為θ的光滑絕緣固定斜面上．斜面處在方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中．若電流和磁場的方向均不變，電流大小變?yōu)?.5I，磁感應(yīng)強度大小變?yōu)?B，重力加速度為g.則此時金屬細(xì)桿()圖10A．電流流向垂直紙面向外B．受到的安培力大小為2BILsinθC．對斜面壓力大小變?yōu)樵瓉淼?倍D．將沿斜面加速向上運動，加速度大小為gsinθ【答案】D11．如圖11所示，長為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，置于傾角為θ的光滑斜面上．導(dǎo)體棒與斜面的水平底邊始終平行．已知導(dǎo)體棒通以從b向a的電流，電流為I，重力加速度為g.圖11(1)若勻強磁場方向豎直向上，為使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，求磁感應(yīng)強度B的大小；(2)若勻強磁場的大小、方向都可