高中物理高考總復(fù)習(xí)課件第九章第1講磁場及其對電流的作用

高中物理教學(xué)同步課件前言1——學(xué)習(xí)方法總結(jié)學(xué)習(xí)物理重要，掌握學(xué)習(xí)物理的方法更重要。學(xué)好物理的“法寶”包括預(yù)習(xí)、聽課、整理、應(yīng)用（作業(yè)）、復(fù)習(xí)總結(jié)等。大量事實表明：做好課前預(yù)習(xí)是學(xué)好物理的前提；主動高效地聽課是學(xué)好物理的關(guān)鍵；及時整理好學(xué)習(xí)筆記、做好練習(xí)是鞏固、深化、活化物理概念的理解，將知識轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力，從而形成技能技巧的重要途徑；善于復(fù)習(xí)、歸納和總結(jié)，能使所學(xué)知識觸類旁通；適當(dāng)閱讀科普讀物和參加科技活動，是學(xué)好物理的有益補充；樹立遠大的目標(biāo)，做好充分的思想準(zhǔn)備，保持良好的學(xué)習(xí)心態(tài)，是學(xué)好物理的動力和保證。注意學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)能力，同學(xué)們可從以下幾點做起。高中物理是一門既有趣又有用的學(xué)科，它可以幫助我們理解自然界的現(xiàn)象，提高我們的邏輯思維和創(chuàng)造力。但是，高中物理也是一門很難的學(xué)科，它涉及到很多抽象的概念，復(fù)雜的公式和繁瑣的計算。如果你想在考試中取得好成績，你需要掌握大量的知識點，并且能夠靈活地運用它們。一輪復(fù)習(xí)擁有一個重要的任務(wù)，就是把之前的弱科補強至平均水平，物理作為理科里公認的最難，值得在一輪復(fù)習(xí)里花去更多的時間。高中物理教材中最重要的知識點，如發(fā)現(xiàn)自己的知識漏洞，務(wù)必利用一輪復(fù)習(xí)的時間將他補強。前言2——學(xué)習(xí)方法總結(jié)課前預(yù)習(xí)，首先把新課的內(nèi)容都要仔細地閱讀一遍，通過閱讀、分析、思考，了解教材的知識體系，重點、難點、范圍和要求。對于物理概念和規(guī)律則要抓住其核心，以及與其它物理概念和規(guī)律的區(qū)別與聯(lián)系，把教材中自己不懂的疑難問題記錄下來。然后再縱觀新課的內(nèi)容，找出各知識點間的聯(lián)系，掌握知識的脈絡(luò)，繪出知識結(jié)構(gòu)簡圖。同時還要閱讀有關(guān)典型的例題并嘗試解答，把解答書后習(xí)題作為閱讀效果的檢查。上課老師講到自己預(yù)習(xí)時的不懂之處時，主動、格外注意聽，力求當(dāng)堂弄懂。同時可以對比老師的講解以檢查自己對教材理解的深度和廣度，學(xué)習(xí)教師對疑難問題的分析過程和思維方法，也可以作進一步的質(zhì)疑、析疑、提出自己的見解。學(xué)習(xí)過程中，通過對所學(xué)知識的回顧、對照預(yù)習(xí)筆記、聽課筆記、作業(yè)、達標(biāo)檢測、教科書和參考書等材料加以補充、歸納，使所學(xué)的知識達到系統(tǒng)、完整和高度概括的水平。學(xué)習(xí)筆記要簡明、易看、一目了然，做到定期按知識本身的體系加以歸類，整理出總結(jié)性的學(xué)習(xí)筆記，以求知識系統(tǒng)化。把這些思考的成果及時保存下來，以后再復(fù)習(xí)時，就能迅速地回到自己曾經(jīng)達到的高度。預(yù)習(xí)中，用書上的習(xí)題檢查自己的預(yù)習(xí)效果，課后作業(yè)時多進行一題多解及分析最優(yōu)解法練習(xí)。在章節(jié)復(fù)習(xí)中精選課外習(xí)題自我測驗，及時反饋信息。要做好作業(yè)，首先要仔細審題，弄清題中敘述的物理過程，明確題中所給的條件和要求解決的問題；根據(jù)題中陳述的物理現(xiàn)象和過程對照所學(xué)物理知識選擇解題所要用到的物理概念和規(guī)律；經(jīng)過冷靜的思考或分析推理，建立數(shù)學(xué)關(guān)系式；借助數(shù)學(xué)工具進行計算，求解時要將各物理量的單位統(tǒng)一到國際單位制中；最后還必須對答案進行驗證討論，以檢查所用的規(guī)律是否正確，在運算中出現(xiàn)的各物理的單位是否一致，答案是否正確、符合實際，物理意義是否明確，運算進程是否嚴密，是否還有別的解法，通過驗證答案、回顧解題過程，才能牢固地掌握知識，熟悉各種解題的思路和方法，提高解題能力。對學(xué)過的知識，做過的練習(xí)，如果不會歸納總結(jié)，就容易出現(xiàn)知識之間的割裂而形成孤立地、呆板地學(xué)習(xí)物理知識的傾向。其結(jié)果必然是物理內(nèi)容一大片，定律、公式一大堆，但對具體過程分析不清，對公式中的物理量間的關(guān)系理解不深，不會縱觀全局，前后聯(lián)貫，靈活運用物理概念和物理規(guī)律去解決具體問題。因此，課后要及時的復(fù)習(xí)、總結(jié)。課后的復(fù)習(xí)除了每節(jié)課后的整理筆記、完成作業(yè)外，還要進行章節(jié)的單元復(fù)習(xí)。要經(jīng)常通過對比、鑒別，弄清事物的本質(zhì)、內(nèi)在聯(lián)系以及變化發(fā)展過程，并及時歸納總結(jié)以形成系統(tǒng)的知識。通過分析對比，歸納總結(jié)，便可以使知識前后貫通，縱橫聯(lián)系，并從物理量間的因果聯(lián)系和發(fā)展變化中加深對物理概念和規(guī)律的理解。前言3——學(xué)習(xí)方法總結(jié)第1講磁場及其對電流的作用大一輪復(fù)習(xí)講義第九章

磁場NEIRONGSUOYIN內(nèi)容索引過好雙基關(guān)研透命題點課時作業(yè)回扣基礎(chǔ)知識訓(xùn)練基礎(chǔ)題目細研考綱和真題分析突破命題點限時訓(xùn)練練規(guī)范練速度過好雙基關(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

的作用.2.磁感應(yīng)強度(1)物理意義：描述磁場的強弱和

.(2)定義式：

(通電導(dǎo)線垂直于磁場).(3)方向：小磁針靜止時

.(4)單位：特斯拉，符號為T.磁力方向N極的指向3.勻強磁場(1)定義：磁感應(yīng)強度的大小處處相等、方向

的磁場稱為勻強磁場.(2)特點：疏密程度相同、方向相同的平行直線.處處相同4.地磁場(1)地磁的N極在地理

附近，S極在地理

附近，磁感線分布如圖1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

，且方向水平

.北極南極圖1相等向北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行合成與分解.自測1

(多選)一小段長為L的通電直導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強度為B的磁場中，當(dāng)通過它的電流為I時，所受安培力為F.以下關(guān)于磁感應(yīng)強度B的說法正確的是C.磁場中通電直導(dǎo)線受力大的地方，磁感應(yīng)強度一定大D.在磁場中通電直導(dǎo)線也可以不受力√√高中物理學(xué)習(xí)技巧——高中物理與初中物理區(qū)別進入高中一年級學(xué)習(xí)，學(xué)生普遍感到物理難學(xué)，這是由于高中物理和初中物理區(qū)別，主要有以下幾個方面：一、知識量增大。學(xué)科門類，高中與初中差不多，但高中的知識量比初中的大。二、理論性增強。這是最主要的特點。初中教材有些只要求初步了解，只作定性研究，而高中則要求深入理解，作定量研究，教材的抽象性和概括性大大加強。三、系統(tǒng)性增強。高中教材由于理論性增強，常以某些基礎(chǔ)理論為綱，根據(jù)一定的邏輯，把基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)結(jié)起來。構(gòu)成一個完整的知識體系。前后知識的關(guān)聯(lián)是其一個表現(xiàn)。另外，知識結(jié)構(gòu)的形成是另一個表現(xiàn)，因此高中教材知識結(jié)構(gòu)化明顯升級。四、綜合性增強。學(xué)科間知識相互滲透，相互為用，加深了學(xué)習(xí)難度。如分析計算物理題，要具備數(shù)學(xué)的函數(shù)，解方程等知識技能。對于高中生來講，物理絕對是非常難的一科，不少同學(xué)都花費了大量的精力仍然沒有學(xué)好物理。高中物理怎么才能提高成績，下面這些物理高效學(xué)習(xí)方法可以給大家一些指導(dǎo)。一、課堂上認真聽課。學(xué)生一天中基本上都是在課堂上度過，如果課堂都無法做到認真聽講，這就相當(dāng)于蓋房子連磚都沒有一樣。對于高中物理的學(xué)習(xí)，最重要的是要聚精會神聽課，全神貫注，不要開小差。課堂中學(xué)習(xí)的內(nèi)容也都是物理學(xué)習(xí)的重點，只有認真聽課，才能打好基礎(chǔ)。二、做好課前預(yù)習(xí)。我們都知道笨鳥先飛的道理，由于我們基礎(chǔ)差，物理學(xué)習(xí)一定要走在別人前頭，建議基礎(chǔ)差的同學(xué)課前一定要預(yù)習(xí)，這樣與之相關(guān)的舊知識可以復(fù)習(xí)一下，新知識如果不懂可以標(biāo)記出來課堂重點去聽，這樣可以帶著問題去聽課，由于已經(jīng)自學(xué)過一遍，聽課的時候更容易跟上老師講課的進度，不會出現(xiàn)聽不懂而失去信心不愿意聽的現(xiàn)象。高中物理學(xué)習(xí)技巧——高中物理學(xué)習(xí)技巧對于高中生來講，物理絕對是非常難的一科，不少同學(xué)都花費了大量的精力仍然沒有學(xué)好物理。高中物理怎么才能提高成績，下面這些物理高效學(xué)習(xí)方法可以給大家一些指導(dǎo)。三、課本先吃透，掌握基本知識點和定理。不少同學(xué)學(xué)習(xí)物理普遍存在課本都沒掌握，甚至最基礎(chǔ)的公式、定理都沒記住，談何靈活應(yīng)用。同時課本上的物理知識不建議死記硬背，一定要理解記憶，特別是定理，要深入理解它的內(nèi)涵、外延、推導(dǎo)、應(yīng)用范圍等，總結(jié)出各種知識點之間的聯(lián)系，在頭腦中形成知識網(wǎng)絡(luò)。四、重視物理錯題。對于每天出現(xiàn)的錯題，課上老師重點講解的錯題及總結(jié)的錯題，要及時的進行深入研究、并及時歸類、總結(jié)，做到同樣的錯誤不一錯再錯。高中物理學(xué)習(xí)技巧——高中物理學(xué)習(xí)技巧即基本概念要清楚，基本規(guī)律要熟悉，基本方法要熟練。1、基本概念，比如說速率，它有兩個意思：一是表示速度的大??；二是表示路程與時間的比值（如在勻速圓周運動中），而速度是位移與時間的比值（指在勻速直線運動中）。2、基本規(guī)律，比如平均速度的計算公式有兩個，經(jīng)常用到V=s/t、V=(vo+vt)/2，前者是定義式，適用于任何情況，后者是導(dǎo)出式，只適用于做勻變速直線運動的情況。3、基本方法，比如學(xué)習(xí)物理時，可以總結(jié)出一些簡練易記實用的推論或論斷，如，沿著電場線的方向電勢降低；同一根繩上張力相等；加速度為零時速度最大；洛侖茲力不做功等等。高中物理學(xué)習(xí)技巧——“三個基本”自測2

(2016·北京理綜·17)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.”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布如圖2.結(jié)合上述材料，下列說法不正確的是A.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√圖2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，兩極并不重合，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會平行，一定受到地磁場力的作用，故D正確.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

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

，在磁感線較密的地方磁場

；在磁感線較疏的地方磁場

.①磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點，在磁體外部，從

指向

；在磁體內(nèi)部，由

指向

.②同一磁場的磁感線不中斷、不

、不相切.③磁感線是假想的曲線，客觀上并不存在.切線較強強弱較弱N極S極S極N極相交2.幾種常見的磁場(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(如圖3所示)圖3(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，磁場_____安培定則條形越弱勻強最強非勻強越弱立體圖橫截面圖縱截面圖自測3如圖4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.方向總垂直于

所決定的平面，即一定垂直于B和I，但B與I不一定垂直.可以用左手定則來判定：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指

，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線從掌心進入，使伸開的四指指向

的方向，那么，

所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向.3.兩平行通電導(dǎo)線間的作用同向電流相互

，反向電流相互

.B、I垂直電流拇指吸引排斥自測4

(2018·山東省煙臺市上學(xué)期期末)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.通電直導(dǎo)線在磁場中受到的安培力方向與磁場方向垂直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，受到的安培力為1N時，該處

磁感應(yīng)強度就是1T√解析

安培力方向與B、I決定的平面一定垂直，但不一定與磁場方向平行或垂直，故A、B錯誤；磁感線可以形象地描述各點磁場的強弱和方向，它每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時N極所指的方向一致，與S極所指的方向相反，故C正確；放置在磁場中1m長的通電導(dǎo)線，通過1A的電流，受到的安培力為1N，則該處的磁感應(yīng)強度不一定是1T，故D錯誤.研透命題點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”.命題點一安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加因果磁場原因(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.圖5(3)應(yīng)用平行四邊形定則進行合成，如圖中的合磁場B.例1

(多選)(2018·全國卷Ⅱ·20)如圖6，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

B0和

B0，方向也垂直于紙面向外.則圖6√√解析

原磁場、電流的磁場方向如圖所示，由題意知變式1

(2017·全國卷Ⅲ·18)如圖7，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的電流I時，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點處的磁感應(yīng)強度為零，如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點處磁感應(yīng)強度的大小為√圖7變式2

(多選)(2018·山東省泰安市上學(xué)期期末)已知通電長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中某點的磁感應(yīng)強度滿足B＝

(其中k為比例系數(shù)，I為電流強度，r為該點到直導(dǎo)線的距離).現(xiàn)有四根平行的通電長直導(dǎo)線，其橫截面積恰好在一個邊長為L的正方形的四個頂點上，電流方向如圖8，其中A、C導(dǎo)線中的電流大小為I1，B、D導(dǎo)線中的電流大小為I2.已知A導(dǎo)線所受的磁場力恰好為零，則下列說法正確的是A.電流的大小關(guān)系為I1＝2I2B.四根導(dǎo)線所受的磁場力都為零C.正方形中心O處的磁感應(yīng)強度為零D.若移走A導(dǎo)線，則中心O處的磁場將沿OB方向√圖8√√解析

將導(dǎo)線B、C、D在導(dǎo)線A處的磁場表示出來，如圖甲所示：A導(dǎo)線所受的磁場力為零，則A處的合磁場為零，即：

，則：I1＝2I2，故選項A正確；同理，將各點的磁場都畫出來，可以判斷B、D導(dǎo)線處的合磁場不為零，故所受的磁場力不為零，故選項B錯誤；將各導(dǎo)線在O點的磁場畫出，如圖乙所示，由于A、C導(dǎo)線電流相等而且距離O點距離相等，則BA′＝BC′同理：BB′＝BD′，即正方形中心O處的磁感應(yīng)強度為零，故選項C正確；若移走A導(dǎo)線，則磁場BA′不存在，由于BB′＝BD′，則此時在O點的磁場只剩下導(dǎo)線C的磁場，而且導(dǎo)線C點磁場方向沿OB方向，即中心O處的磁場將沿OB方向，故選項D正確.命題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，進而確定導(dǎo)體的運動方向或運動趨勢.3.幾種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2如圖9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，同時上升圖9√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

(2018·河南省新鄉(xiāng)市第三次模擬)如圖10所示，兩個完全相同、所在平面互相垂直的導(dǎo)體圓環(huán)P、Q中間用絕緣細線連接，通過另一絕緣細線懸掛在天花板上，當(dāng)P、Q中同時通有圖示方向的恒定電流時，關(guān)于兩圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(從上向下看)以及細線中張力的變化，下列說法正確的是A.P順時針轉(zhuǎn)動，Q逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動時P與天花板連接的細

線張力不變B.P逆時針轉(zhuǎn)動，Q順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動時兩細線張力均不變C.P、Q均不動，P與天花板連接的細線和與Q連接的細線張

力均增大D.P不動，Q逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動時P、Q間細線張力不變√圖10解析

根據(jù)安培定則，P產(chǎn)生的磁場的方向垂直于紙面向外，Q產(chǎn)生的磁場水平向右，根據(jù)同名磁極相互排斥的特點，從上向下看，P將順時針轉(zhuǎn)動，Q逆時針轉(zhuǎn)動；轉(zhuǎn)動后P、Q兩環(huán)的電流的方向相反，但下方細線與P、Q連接處的電流方向相同，所以兩個圓環(huán)相互吸引，P、Q間細線張力減小.由整體法可知，P與天花板連接的細線張力總等于兩環(huán)的重力之和，大小不變，故A正確，B、C、D錯誤.例3

(2019·吉林省公主嶺市調(diào)研)將一個質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細線吊起來，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11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，遠離磁鐵圖11√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.變式4

(多選)如圖12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A.彈簧長度將變長B.彈簧長度將變短C.F1>F2D.F1<F2圖12√√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.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13所示.命題點三安培力作用下的平衡問題圖13例4

(2018·天津市部分區(qū)上學(xué)期期末)如圖14甲所示，固定的兩光滑導(dǎo)體圓環(huán)相距1m.在兩圓環(huán)上放一導(dǎo)體棒，圓環(huán)通過導(dǎo)線與電源相連，電源的電動勢為3V，內(nèi)阻為0.2Ω.導(dǎo)體棒質(zhì)量為60g，接入電路的電阻為1.3Ω，圓環(huán)電阻不計，勻強磁場豎直向上.開關(guān)S閉合后，棒可以靜止在圓環(huán)上某位置，該位置對應(yīng)的半徑與水平方向的夾角為θ＝37°，如圖乙所示，(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)棒靜止時受到的安培力的大??；圖14答案

0.8N

解析

對導(dǎo)體棒進行受力分析，如圖所示解得F＝0.8N(2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小.答案

0.4T解得I＝2A解得B＝0.4T.變式5

(2018·福建省三明市上學(xué)期期末)如圖15所示，質(zhì)量為m、長為L的銅棒ab，用長度也為L的兩根輕導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，未通電時，輕導(dǎo)線靜止在豎直方向，通入恒定電流后，棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度為θ，則A.棒中電流的方向為b→a圖15D.若只增大輕導(dǎo)線的長度，則θ變小√解析

根據(jù)導(dǎo)體棒受到的安培力方向和左手定則可知，棒中電流的方向為由a到b，故A錯誤；根據(jù)動能定理可知，BIL2sinθ－mgL(1－cosθ)＝0－0，解得I＝

，故B錯誤，C正確；由上式可知，BIL·Lsinθ＝mgL(1－cosθ)，輕導(dǎo)線的長度L可消去，與之無關(guān)，故D錯誤.安培力做功與動能定理結(jié)合，其解題步驟如下：(1)選取研究對象，明確它的運動過程；(2)分析研究對象的受力情況(若是立體圖就改畫成平面圖)和各個力的做功情況，特別是分析安培力的大小和方向，看安培力做正功還是負功，然后求各力做功的代數(shù)和；(3)明確初、末狀態(tài)的動能；(4)列出動能定理的方程以及其他必要的解題方程進行求解.命題點四安培力與功、動能定理的綜合應(yīng)用例5

(多選)(2019·廣東省梅州市調(diào)研)如圖16所示，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌，左端通過開關(guān)S與內(nèi)阻不計、電動勢為E的電源相連，右端與半徑為L＝20cm的光滑圓弧導(dǎo)軌相接.導(dǎo)軌寬度為20cm，電阻不計.導(dǎo)軌所在空間有豎直方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝0.5T.一根導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m＝60g、電阻

R＝1Ω，用兩根長也為20cm的絕緣細線懸掛，導(dǎo)體棒恰好與導(dǎo)軌接觸.當(dāng)閉合開關(guān)S后，導(dǎo)體棒沿圓弧擺動，擺動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且細線處于張緊狀態(tài).導(dǎo)體棒ab速度最大時，細線與豎直方向的夾角θ＝53°(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2)，則A.磁場方向一定豎直向上B.電源的電動勢E＝8VC.導(dǎo)體棒在擺動過程中所受安培力F＝8ND.導(dǎo)體棒擺動過程中的最大動能為0.08J√圖16√解析

當(dāng)開關(guān)S閉合時，導(dǎo)體棒向右擺動，說明其所受安培力水平向右，由左手定則可知，磁場方向豎直向下，故A錯誤；根據(jù)動能定理得：FLsin53°－mgL(1－cos53°)＝Ek－0，解得Ek＝0.08J，故D正確.課時作業(yè)1.如圖1所示，a和b是一條磁感線上的兩點，關(guān)于這兩點磁感應(yīng)強度大小的判斷，正確的是A.一定是a點的磁感應(yīng)強度大B.一定是b點的磁感應(yīng)強度大C.一定是兩點的磁感應(yīng)強度一樣大D.無法判斷雙基鞏固練解析

因為一條磁感線是直線時，不一定是勻強磁場，也不知道A、B兩點的磁感線的疏密，條件不足，無法確定a、b兩點的磁感應(yīng)強度的大小，故D正確.√123456789101112圖12.磁場中某區(qū)域的磁感線如圖2所示，則A.a、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，Ba＞BbB.a、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123456789101112√圖2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.3.(多選)(2019·福建省三明市質(zhì)檢)把一根不計重力、通電的硬直導(dǎo)線ab放在磁場中，導(dǎo)線所在區(qū)域的磁感線呈弧形，如圖3所示.導(dǎo)線可以在空中自由移動和轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線中的電流方向由a向b，關(guān)于導(dǎo)線的受力和運動情況，下述說法正確的是A.硬直導(dǎo)線先轉(zhuǎn)動，然后邊轉(zhuǎn)動邊下移B.硬直導(dǎo)線只能轉(zhuǎn)動，不會向下移動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123456789101112√圖3√123456789101112解析

題圖可看成通電螺線管產(chǎn)生的磁場，如圖所示，導(dǎo)線等效為Oa、Ob兩電流元，由左手定則可判定Oa段所受安培力垂直于紙面向外，Ob段所受安培力垂直于紙面向內(nèi)，所以硬直導(dǎo)線各段所受安培力的方向都與導(dǎo)線垂直且從上向下看導(dǎo)線逆時針轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)過90°時再用左手定則可判定導(dǎo)線所受安培力方向向下，即導(dǎo)線在逆時針轉(zhuǎn)動的同時還要向下移動，A、C對.4.(2018·山東省臨沂市一模)1876年美國物理學(xué)家羅蘭完成了著名的“羅蘭實驗”.羅蘭把大量的負電荷加在一個橡膠圓盤上，然后在圓盤附近懸掛了一個小磁針，將圓盤繞中心軸按如圖4所示方向高速旋轉(zhuǎn)時，就會發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn).忽略地磁場對小磁針的影響，則下列說法錯誤的是A.小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是橡膠圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電流B.小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明了電荷的運動會產(chǎn)生磁場C.當(dāng)小磁針位于圓盤的左上方時，它的N極向左側(cè)偏轉(zhuǎn)D.當(dāng)小磁針位于圓盤的左下方時，它的N極向右側(cè)偏轉(zhuǎn)圖4√123456789101112解析

本題中不符合感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，故無法產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯誤；由題意可知，小磁針受到磁場力的作用，原因是電荷的定向移動，從而形成電流，而電流周圍會產(chǎn)生磁場，因此B正確；圓盤帶負電，根據(jù)安培定則可知，產(chǎn)生的磁場方向向上，等效為上方N極的條形磁鐵，故小磁針處于圓盤的左上方時，小磁針的N極將向左側(cè)偏轉(zhuǎn)，故C正確；同理，若小磁針處于圓盤的左下方時，則小磁針的N極向右側(cè)偏轉(zhuǎn)，故D正確.1234567891011125.(2018·湖南省常德市期末檢測)在絕緣圓柱體上a、b兩個位置固定有兩個金屬圓環(huán)，當(dāng)兩環(huán)通有如圖5所示電流時，b處金屬圓環(huán)受到的安培力為F1；若將b處金屬圓環(huán)移動到位置c，則通有電流為I2的金屬圓環(huán)受到的安培力為F2.今保持b處金屬圓環(huán)原來位置不變，在位置c再放置一個同樣的金屬圓環(huán)，并通有與a處金屬圓環(huán)同向、大小為I2的電流，則在a位置的金屬圓環(huán)受到的安培力A.大小為|F1－F2|，方向向左B.大小為|F1－F2|，方向向右C.大小為|F1＋F2|，方向向左D.大小為|F1＋F2|，方向向右123456789101112圖5√123456789101112解析

c金屬圓環(huán)對a金屬圓環(huán)的作用力為大小F2，根據(jù)同方向的電流相互吸引，可知方向向右，b金屬圓環(huán)對a金屬圓環(huán)的作用力大小為F1，根據(jù)反方向的電流相互排斥，可知方向向左，所以a金屬圓環(huán)所受的安培力大小|F1－F2|，由于a、b間的距離小于a、c間距離，所以兩合力的方向向左.6.(多選)(2018·陜西省榆林市第三次模擬)在圖6甲、乙中兩點電荷電荷量相等，丙、丁中通電導(dǎo)線電流大小相等，豎直虛線為兩點電荷、兩通電導(dǎo)線的中垂線，O為連線的中點.下列說法正確的是A.圖甲和圖丁中，在連線和中垂線上，O點的場強和磁感應(yīng)強度都最小B.圖甲和圖丁中，在連線和中垂線上，關(guān)于O點對稱的兩點場強和磁感應(yīng)強度都

相等C.圖乙和圖丙中，在連線和中垂線上，O點的場強和磁感應(yīng)強度都最大D.圖乙和圖丙中，在連線和中垂線上，關(guān)于O點對稱的兩點場強和磁感應(yīng)強度都

相等√圖6√123456789101112123456789101112解析

在圖甲中，根據(jù)場強公式E＝

以及場強的合成可以知道O點場強為零；在圖丁中，根據(jù)右手螺旋定則以及磁場的疊加可以知道O點磁感應(yīng)強度為零，都是最小的，故選項A正確；圖甲和圖丁中，在連線和中垂線上，關(guān)于O點對稱的兩點場強和磁感應(yīng)強度只是大小相等，但是方向不同，故選項B錯誤；在圖乙中，在中垂線上O點場強最大，但是在連線上O點場強最??；在圖丙中，在連線上O點的磁感應(yīng)強度最小，在中垂線上O點的磁感應(yīng)強度都最大，故選項C錯誤；在圖乙和圖丙中，在連線和中垂線上關(guān)于O點對稱的兩點場強和磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，故選項D正確.7.(2018·廣東省揭陽市高三期末)在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖7所示，則過c點的導(dǎo)線所受安培力的方向A.與ab邊平行，豎直向上B.與ab邊平行，豎直向下C.與ab邊垂直，指向左邊D.與ab邊垂直，指向右邊123456789101112√圖7解析

導(dǎo)線a在c處的磁場方向垂直ac斜向下，b在c處的磁場方向垂直bc斜向下，兩者的合磁場方向為豎直向下，根據(jù)左手定則可得c點所受安培力方向為與ab邊垂直，指向左邊，C正確.8.(2018·陜西省寶雞市一模)如圖8所示，垂直紙面放置的兩根平行長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1＞I2，紙面內(nèi)的一點H到兩根導(dǎo)線的距離相等，則該點的磁感應(yīng)強度方向可能為圖中的A.B1

B.B2C.B3

D.B41234567891011√12圖81234567891011解析

根據(jù)右手螺旋定則得出兩電流在H點的磁場方向，如圖，因為I1>I2，故I1產(chǎn)生的磁場大于I2產(chǎn)生的磁場，根據(jù)平行四邊形定則知H點的合場強可能為B3方向.故C正確，A、B、D錯誤.129.(多選)(2017·全國卷Ⅱ·21)某同學(xué)自制的簡易電動機示意圖如圖9所示.矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸.將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方.為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來，該同學(xué)應(yīng)將A.左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B.左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉C.左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的

絕緣漆刮掉D.左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉123456789101112綜合提升練√圖9√解析

裝置平面示意圖如圖所示.圖示狀態(tài)的磁場方向向上，若形成通路，線圈下邊導(dǎo)線中電流方向向左，受垂直紙面向里的安培力，同理，上邊導(dǎo)線中電流受安培力垂直紙面向外，使線圈轉(zhuǎn)動.當(dāng)線圈上邊導(dǎo)線轉(zhuǎn)到下邊時，若仍通路，線圈上、下邊中電流方向與圖示方向相比均反向，受安培力反向，阻礙線圈轉(zhuǎn)動.若要線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動，則要求左、右轉(zhuǎn)軸只能上一側(cè)或下一側(cè)形成通路，另一側(cè)斷路.故選項A、D正確.12345678910111210.(多選)(2017·全國卷Ⅰ·19)如圖10，三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A.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∶D.L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比

為

∶∶1圖10123456789101112√√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；12345678910111211.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