高三物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場試題

第八章磁場

［備考指南］

考V盧八、一內(nèi)容要求題型把握考情

磁場、磁感應(yīng)強

I從近幾年高考試題來看，高考對本

度、磁感線

章內(nèi)容的考查，重點考查安培力、

通電直導(dǎo)線和

一、磁場、洛倫茲力以及帶電粒子在磁場（或

通電線圈周圍I選擇

安培力復(fù):合場）中的運動問題。對安培力、

磁場的方向

洛倫茲力的考查多以選擇題的形

安培力、安培力找規(guī)律

I式出現(xiàn)：對帶電粒子的運動問題多

的方向

以綜合計算題的形式出現(xiàn)，一般綜

勻強磁場中的

二、帶電粒11合考查受力分析、動力學(xué)關(guān)系、功

安培力選擇、

子在勻強磁能關(guān)系、圓周運動、平拋運動等知

洛倫茲力、洛倫計算

場中的運動I識，難度較大，分值較高。

茲力的方向

洛倫茲力公式II

三、帶電粒帶電粒子在勻預(yù)計在2017年高考中仍將以帶

子在組合場強磁場中的運II選擇、電粒子在有界磁場、組合場、復(fù)合

明熱點

疊加場中的動計算場中運動的綜合分析為重點，出現(xiàn)

運動質(zhì)譜儀和回旋大型綜合題的幾率較大。

I

加速器

第1節(jié)磁場的描述磁場對電流的作用

￡|課前基礎(chǔ)?簡要回顧

宏觀整合州觀提醒回頑舊知短平快

［宏觀?循圖憶知］

大小：8=完，單位符號是工

方向：d麗靜止時上極所指的方向

J曲線上每一點的切線方向都跟這點的

磁［磁屈應(yīng)強度方向一致

場

及0-|。=圾，單位符號是Wb

其

對勻強磁場一磁感應(yīng)強度的大小相等、方向相同

電-電流的磁場一利用安培定則判斷方向

流

地磁場一地磁N極在地理南極附近

的

作--~~；一磁場與電流垂直時，F(xiàn)=BIL

大小—

用------------磁場與電流平行時，F(xiàn)=_0_

方向一H利用短定則判斷

［微觀?易錯判斷］

(1)磁場中某點磁感應(yīng)強度的大小，跟放在該點的試探電流元的情況無關(guān)。(V)

(2)磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向，跟放在該點的試探電流元所受磁場力的方向一致。

(X)

(3)垂直磁場放置的線圈面積減小時，穿過線圈的磁通量可能增大。(J)

(4)小磁針N極所指的方向就是該處磁場的方向。(X)

(5)在同一幅圖中，磁感線越密，磁場越強。(J)

(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)強度為零。(X)

⑺安培力可能做正功，也可能做負功。(J)

［物理學(xué)史鏈接］

1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為電流的磁效

應(yīng)。

不同要點不同堀排］

課堂釋疑?一站突破宜同則簡|宜繁則繁］

自主悟透型

要點一對磁感應(yīng)強度的理解N

1.理解磁感應(yīng)強度的三點注意事項

(】)磁感應(yīng)強度由磁場本身決定，因此不能根據(jù)定義式人/認為8與尸成正比，與〃

JLL

成反比。

(2)測量磁感應(yīng)強度時小段通電導(dǎo)線必須垂直磁場放入，如果平行磁場放入，則所受安培

力為零，但不能說該點的磁感應(yīng)強度為零。

(3)磁感應(yīng)強度是矢量，其方向為放入其中的小磁針N極的受力方向，也是自由轉(zhuǎn)動的小

磁針靜止時N極的指向。

2.磁感應(yīng)強度8與電場強度片的比較

磁感應(yīng)強度B電場強度E

物理意

描述磁場強弱的物理量描述電場強弱的物理量

義

人,」與5垂直)

定義式

磁感線切線方向，小磁針N極受力方向

方向電場線切線方向，正電荷受力方向

(靜止時N極所指方向)

大小決

由磁場決定，與電流元無關(guān)由電場決定，與檢驗電荷無關(guān)

定因素

場的疊合磁感應(yīng)強度等于各磁場的磁感應(yīng)強度合電場強度等于各電場的電場強度的矢

加的矢量和量和

3地磁場的特點

(1)在地理兩極附近磁場最強，赤道處磁場最弱。

(2)地磁場的N極在地理南極附近，S極在地理北極附近。

(3)在赤道平面(地磁場的中性面)附近，距離地球表面相等的各點，地磁場的強弱程度相

同，且方向水平。

［多角練通］

下列關(guān)于磁場或電場的說法正確的是。

①通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強度一定大

②通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強度大的地方受力一定大

③放在勻強磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同

④磁感應(yīng)強度的大小跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小無關(guān)

⑤電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強度為零

⑥一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應(yīng)強度一定為零

⑦檢驗電荷在電場中某點受到的電場力與檢驗電荷本身電荷量的比值表征該點電場的強

⑧通電導(dǎo)線在磁場中某點受到的磁場力與導(dǎo)線長度和電流乘積的比值表征該點磁場的強

弱

⑨地磁場在地球表面附近大小是不變的

⑩地磁場的方向與地球表面平行

答案：④⑤?

要點二安培定則的應(yīng)用與磁場的疊加I師生共研型

1.常見磁體的磁感線

圖8-1-1

2.電流的磁場及安培定則

安培定則磁感線磁場特點

直線電流無磁極、非勻強磁場，且

的磁場距導(dǎo)線越遠磁場越弱

環(huán)形電流的兩側(cè)分別是N

環(huán)形電流

極和S極，且離圓環(huán)中心

的磁場每

越遠磁場越弱

與條形磁鐵的磁場相似，

通電螺線

管內(nèi)為勻強磁場，管外為

管的磁場

非勻強磁場

3.磁場的疊加

磁感應(yīng)強度為矢量，合成與分解遵循平行四邊形定則。

［典例］（多選）（2014?海南高考）如圖8-1-2,兩根平行長直導(dǎo)線相距27,通有大小相

等、方向相同的恒定電流；小氏c是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三點，左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別

/和3乙關(guān)于這三點處的磁感應(yīng)強度，下列判斷正確的是（）

圖8T-2

A.a處的磁感應(yīng)強度大小比。處的大

B.b、。兩處的磁感應(yīng)強度大小相等

C.a、。兩處的磁感應(yīng)強度方向相同

D.方處的磁感應(yīng)強度為零

［解析］對于通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場，根據(jù)其產(chǎn)生磁場的特點及安培定則，可知兩導(dǎo)線

在b處產(chǎn)生的磁場等大反向，合磁場為零，D正確；兩導(dǎo)線在以。處產(chǎn)生的磁場都是同向疊

加的，但方向相反，C錯誤；由于a離導(dǎo)線近，a處的磁感應(yīng)強度比。處的大，A正確，C錯

誤。

［答案］AD

［方法規(guī)律］

安培定則的應(yīng)用

在運用安培定則時應(yīng)分清“因”和“果”，電流是“因“，磁場是“果”，既可以由

“因”判斷“果”，也可以由“果”追溯“因”。

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

［針對訓(xùn)練］

1.（多選）（2013?海南高考）3條在同一平面（紙面）內(nèi)的長直絕緣導(dǎo)線搭成一等邊三角

形。在導(dǎo)線中通過的電流均為/,電流方向如圖8-1-3所示。a、〃和。三點分別位于三角形

的3個頂角的平分線上，且到相應(yīng)頂點的距離相等。將a、b和。處的磁感應(yīng)強度大小分別記

為4、8和風(fēng)。下列說法正確的是（）

圖8-1-3

A.B\=A＜氏

B.B\=Bi=&

C.a和8處磁場方向垂直于紙面向外，c?處磁場方向垂直于紙面向里

D.a處磁場方向垂直于紙面向外，。和c?處磁場方向垂直于紙面向里

解析：選AC對于a點，由右手螺旋定則可知，兩傾斜導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大

小相等、方向相反，水平導(dǎo)線在此點產(chǎn)生的磁場方向向外；對于8點，斜向右上方的導(dǎo)線與

水平導(dǎo)線在此點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反，斜向左上方的導(dǎo)線在此點產(chǎn)生的磁

場方向向外；對于。點，水平導(dǎo)線在此點產(chǎn)生的磁場方向向里，斜向左上方和斜向右上方的

導(dǎo)線在此點產(chǎn)生的磁場方向也向里，則c點合磁場方向向里，且有笈>5=員。綜上可知A、

C正確。

2.（2013?安徽高考）圖814中&、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導(dǎo)線，其橫截面

位于正方形的四個頂點上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從

正方形中心0點沿垂直于紙面的方向向外運動，它所受洛倫茲力的方向是（）

圖8T-4

A.向上B.向下

C.向左D.向右

解析：選B根據(jù)安培定則及磁感應(yīng)強度的矢量疊加，可得。點處d<

的磁場向左，再根據(jù)左手定則判斷帶電粒子受到的洛倫茲力向下。

要點三判定安培力作用下導(dǎo)體的運動F

1.判定導(dǎo)體運動情況的基本思路

判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運動或運動趨勢，首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場

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，進而確定導(dǎo)體的運動方向或

運動趨勢的方向。

2.五種常用判定方法

電流元法分割為電流元左后則安培力方向一整段導(dǎo)體所受合力方向一運動方向

特殊位置法在特殊位置一安培力方向一運動方向

環(huán)形電流小磁針

等效法

條形磁鐵通電螺線管多個環(huán)形電流

同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，

結(jié)論法

有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢

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

轉(zhuǎn)換研究對

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

象法

的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向

［多角練通］

1.如圖8-1-5所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線

圈的圓心，且垂直于線圈平面，當(dāng)線圈中通入如圖方向的電流后，線圈的運動情況是（）

圖8-1-5

A.線圈向左運動B.線圈向右運動

C.從上往下看順時針轉(zhuǎn)動D.從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動

解析：選A方法1：電流元法。首先將圓形線圈分成很多小段，每一段可看作一直線電

流，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)對稱性可知，線

圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運動，選項A正確。

八國四鵡K

甲乙

方法2：等效法。將環(huán)形電流等效成一條形磁鐵，如圖乙所示，根據(jù)異名磁極相互吸引

知，線圈將向左移動，選項A正確。也可將左側(cè)條形磁鐵等效成一環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論“同

向電流相吸引，反向電流相排斥”，可判斷出線圈向左運動。

2.如圖8-1-6所示，直導(dǎo)線成與圓線圈的平面垂直且隔有一小段距離，其中直導(dǎo)線固

定，線圈可自由運動，當(dāng)同時通有圖示方向電流時，從左向右看，線圈將（）

4

b\]l2

圖8?1?6

A.不動

B.順時針轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線

C.逆時針轉(zhuǎn)動，同時離開導(dǎo)線

D.逆時針轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線

解析：選D由安培定則可知直線電流劭的磁場在其右方方向垂直紙面向里，利用等效

法將自由移動的環(huán)形電流看成小磁針，其N極將轉(zhuǎn)向紙面向里，排除A、B；用線圈平面轉(zhuǎn)到

趨近紙面時的特殊位置分析，由結(jié)論法（同向電流相吸，反向電流相斥）可知，線圈左側(cè)受直

導(dǎo)線引力，右側(cè)受直導(dǎo)線斥力，離直導(dǎo)線越近磁感應(yīng)強度越大，安培力越大，使得線圈所受

直線電流的安培力向左，即線圈在靠近導(dǎo)線。

3.如圖8-1?7所示，把一重力不計的通電導(dǎo)線水平放置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)線通入圖示方向的電流時，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

解析：選A結(jié)合微元法與特殊位置法解答本題。如圖甲所示，把直線電流等效為無數(shù)

小段，中間的點為。點，選擇在。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。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0點左側(cè)導(dǎo)線受到

垂直紙面向里的安培力；同理判斷出。點右側(cè)的電流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。

甲乙

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。

要點四安培力作用下的平衡和加速問題口I師生共研型

1.安培力

公式產(chǎn)=8〃中安培力、磁感應(yīng)強度和電流兩兩垂直，且￡是通電導(dǎo)線的有效長度。

2.通電導(dǎo)線在磁場中的平衡卻加速問題的分析思路

(1)選定研究對象；

(2)變?nèi)S為一維,如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等,并畫出平面受力分析圖,其中安培力

的方向要注意產(chǎn)安_L8、尸發(fā)_L/；

(3)列平衡方程或牛頓第二定律方程進行求解。

［典例］(2015?全國卷I)

圖8-1?8

如圖8-1?8,一長為10cm的金屬棒數(shù)用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強磁場中；

磁場的磁感應(yīng)強度大小為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)與一電動勢為12v的電池相連，電路總電阻為2Q。已知開關(guān)斷開時兩彈

簧的伸長量為0.5cm；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0.3emo重力加速度大小取10m/s2o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］依題意，開關(guān)閉合后，電流方向從b到&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，兩彈簧各自相對于其原長伸長了△&=().5emo由明克定律和力的平衡條

件得

2kz1i=初g①

式中，勿為金屬棒的質(zhì)量，A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

F=B崎

式中，/是回路電流，￡是金屬棒的長度。兩彈簧各自再伸長了AA=0.3cm,由胡克

定律和力的平衡條件得

2A(A(+A/2)=mg+鹿)

由歐姆定律有

E=II?

式中，￡是電池的電動勢，戶是電路總電阻。

聯(lián)立①②③④式，并代入題給數(shù)據(jù)得

m=0.01kgo⑤

［答案］安培力的方向豎直向下，金屬棒的質(zhì)量為0.01kg

［易錯提醒］

(D本題中安培力的方向易判斷錯誤。

(2)開關(guān)閉合后，彈簧的伸長量為(0.5+0.3)cm,不是0.3cm或9.5—0.3)cm。

［針對訓(xùn)練］

1.(多選)(2014?浙江高考)如圖8-1-9甲所示，兩根光滑平行導(dǎo)凱水平放置，間距為〃

其間有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為以垂直于導(dǎo)軌水平對稱放置一根均勻金屬棒。

從1=0時刻起，棒上有如圖乙所示的持續(xù)交變電流/,周期為7,最大值為4,圖甲中/所

示方向為電流正方向。則金屬棒()

甲乙

圖8-1-9

A.一直向右移動

B.速度隨時間周期性變化

C.受到的安培力隨時間周期性變化

D.受到的安培力在一個周期內(nèi)做正功

解析：選ABC由左手定則可知，金屬棒一開始向右做勻加速運動，當(dāng)電流反向以后，

金屬棒開始做勻減速運動，經(jīng)過一個周期速度變?yōu)?,然后重復(fù)上述運動，所以選項A、B正

確；安培力尸=8〃，由圖像可知前半個周期安培力水平向右，后半個周期安培力水平向左，

不斷重復(fù)，選項C正確；一個周期內(nèi)，金屬棒初、末速度相同，由動能定理可知安培力在一

個周期內(nèi)不做功，選項D錯誤。

2.如圖8-1-10所示，水平導(dǎo)軌間距為￡=0.5m,導(dǎo)軌電阻忽略不計；導(dǎo)體棒的質(zhì)

量m=lkg,電阻品=0.9Q,與導(dǎo)軌接觸良好；電源電動勢￡=10V,內(nèi)阻r=0.1Q,

電阻Q4Q；外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度〃=5T,方向垂直于ab,與導(dǎo)軌平面成夾角a=

53°；與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為〃=0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，定滑輪摩擦

不計，

線對他的拉力為水平方向，重力加速度=10m/s2,勖處于靜上狀態(tài)。已知sin53°

=08,cos530=06。求：

⑴通過數(shù)的電流大小和方向；

(2)仍受到的安培力大?。?/p>

(3)重物重力G的取值范圍。

E

解析：(1)，=k+總+T=2A

方向為a到瓦

(2)/=6〃=5N

⑶受力如圖￡=〃(mg—Feos53°)=3.5N

F&

當(dāng)最大靜摩擦力方向向右時力=公行53°一￡=0.5NB\

當(dāng)最大靜摩擦力方向向左時內(nèi)=公行53°+￡=7.5N1TT

所以0.5NWGW7.5N。"

答案：(1)2Aa至ijb(2)5N

(3)0.5NWGW7.5N

反思一刻補短噌分綜合問題一練轉(zhuǎn)換思維

安培力作用下的功能關(guān)系

安培力和重力、彈力、摩擦力一樣，會使通電導(dǎo)體在磁場中平衡、轉(zhuǎn)動、加速，也會涉及做

功問題。解答時一般要用到動能定理、能量守恒定律等。

（一）電磁炮問題

1.電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖8-1-11所示，利用這種裝置可以把質(zhì)量

為2.0g的彈體（包括金屬桿跖的質(zhì)量）加速到6km/s。若這種裝置的軌道寬2m,長為100

m,通過的電流為10A,求軌道間所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小和磁場力的最大功率。（軌

道摩擦不計）

圖8-1-11

解析：電磁炮在安培力的作正下，沿軌道做勻加速運動。因為通過100m的位移加速至

6km/s,利用動能定理可得/安5=即加0。

代入數(shù)據(jù)可得Q18To

運動過程中，磁場力的最大功率為

6

P=Fva=BILva=2.1610W。

答案：18T2.16106W

（二）安培力作用下的平拋問題

2.如圖8-1-12所示,在水平放置的平行導(dǎo)軌一端架著一根質(zhì)量//7=0.04kg的金屬棒ab,

導(dǎo)軌另一端通過開關(guān)與電源相連。該裝置放在高方=20cm的絕緣墊塊上。當(dāng)有豎直向下的勻

強磁場時，接通開關(guān)金屬棒助會被拋到距導(dǎo)軌右端水平位移s=100cm處。試求開關(guān)接通后

安培力對金屬棒做的功。（g取10m/s2）

圖8-1-12

解析：在接通開關(guān)到金屬棒離開導(dǎo)軌的短暫時間內(nèi)，安培力對金屬棒做的功為//；由動

能定理得：加三57d

設(shè)平拋運動的時間為t,則豎直方向：h=\ge

水平方向：S=vt

解得：憶0.5Jo

答案：0.5J

［反思領(lǐng)悟］

安培力做功的特點和實質(zhì)

（1）安培力做功與路徑有關(guān)，這一點與電場力不同。

（2）安培力做功的實質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化

①安培力做正功時將電源的能量轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的機械能或其他形式的能。

②安培力做負功時將機械能轉(zhuǎn)化為電能或其他形式的能。

課后演練*對點設(shè)計對接高考|題組集訓(xùn)|講練對應(yīng)更實用|

對點訓(xùn)練：磁感應(yīng)強度、安培定則

1.（多選）（2015?全國卷H）指南針是我國古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針，下列說法正

確的是（）

A.指南針可以僅具有一個磁極

B.指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場

C.指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾

D.在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時指南針不偏轉(zhuǎn)

解析：選阮指南針是一個小磁體，具有N、S兩個磁極，因為地磁場的作用，指南針

的N極指向地理的北極，選項A錯誤，選項B正確。因為指南針本身是一個小磁體，所以會

對附近的鐵塊產(chǎn)生力的作用，同時指南針也會受到反作用力，所以會受鐵塊干擾，選項C正

確。在地磁場中，指南針南北指向，當(dāng)直導(dǎo)線在指南針正上方平行于指南針南北放置時，通

電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在指南針處是東西方向，所以會使指南針偏轉(zhuǎn)，選項D錯誤。

2.（2014?全國卷I）關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強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破場的方向

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)線從中點折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话?/p>

解析：選B根據(jù)左手定則可知：安培力的方向垂直于電流/和MX****乂

磁場8確定的平面，即安培力的方向既垂直于力又垂直于，，A錯誤，m災(zāi):t

XXXXXX

B正確；當(dāng)電流/的方向平行于磁場8的方向時，直導(dǎo)線受到的安培xxxx

x/xXxxx

力為零，當(dāng)電流/的方向垂直于磁場8的方向時，直導(dǎo)線受到的安培xxxxxxx

力最大，可見，安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角有關(guān)，C錯誤；如圖所示，電

流/和磁場8垂直，直導(dǎo)線受到的安培力尸=8〃，將直導(dǎo)線從中點折成直角，分段研究導(dǎo)線

受到的安培力，電流/和磁場8垂直，根據(jù)平行四邊形定則可得，導(dǎo)線受到的安培力的合力

為

F=2BILt。錯誤。

3.電視機顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如圖1所示，某時刻電流方向如圖所示。則環(huán)心。處

的磁場方向（）

圖1

A.向下

B.向上

C.垂直紙面向里

D.垂直紙面向外

解析：選A對于左右兩個螺線管，由安培定則可以判斷出上方均為磁場北極，下方均

為磁場南極，所以環(huán)心0處的磁場方向向下，即A選項正確。

4.（多選）有兩根長直導(dǎo)線&、?；ハ嗥叫蟹胖茫鐖D2所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在

圖中所示的平面內(nèi)，。點為兩根導(dǎo)線連線的中點，風(fēng)N為兩根導(dǎo)線附近的兩點，它們在兩導(dǎo)

線連線的中垂線上，且與。點的距離相等。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流

/,則關(guān)于線段JW上各點的磁感應(yīng)強度的說法中正確的是（）

。③/

"M"…o\....'N"

A0/

圖2

A.W點和川點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同

B.V點和川點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反

C.在線段」河上各點的磁感應(yīng)強度都不可能為零

D.在線段上只有一點的磁感應(yīng)強度為零

解析：選BD兩根導(dǎo)線分別在"點和加點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等，方向如圖所示，

分析得出=02=03=%,矢量相加可知"點、不點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反，選

項B正確：線段WV.中點0的磁感應(yīng)強度為零，選項D正確。

5.如圖3所示，一段導(dǎo)線劭cd位于磁感應(yīng)強度大小為笈的勻強磁場中,且與磁場方向（垂

直于紙面向里）垂直。ab、be和4段的長度均為乙且Na歷=/歷#135°。流經(jīng)導(dǎo)線的電

流為I，方向如圖中箭頭所示。判斷導(dǎo)線出心/所受到的磁場的作用力的合力，下列說法正確

的是（）

A.方向沿紙面向上，大小為人包+1）〃3

B.方向沿紙面向上，大小為人包一1）〃3

C.方向沿紙面向下，大小為人也+1）〃3

D.方向沿紙面向下，大小為人包一1）〃8

解析：選A將導(dǎo)線分為三段直導(dǎo)線，根據(jù)左手定則分別判斷出安培力的方向，根據(jù)F

=8〃計算出安培力的大小，再求合力。導(dǎo)線所受合力46〃+28〃sin45°=（隹+1）〃員

對點訓(xùn)練：安培力作用下的平衡和運動問題

6.（2016?汕頭質(zhì)檢）如圖4所示，兩個圓形線圈尸和0,懸掛在光滑絕緣桿上，通以方

向相同的電流，若人〉HP、。受到安培力大小分別為內(nèi)和內(nèi)，則U和。（）

圖4

A.相互吸引，

B.相互排斥，F(xiàn)AA

C.相互排斥，R=R

D.相互吸引，￡=￡

解析：選D由于以。通以同向電流，據(jù)“同向電流相吸，異向電流相斥”可知，AQ

是相互吸引的，A。之間的相互吸引力遵循牛頓第三定律，總是等大、反向。

7.（多選）（2015?汕頭一模）如圖5是自動跳閘的閘刀開關(guān)，閘刀處于垂直紙面向里的勻

強磁場中，當(dāng)Q7間的閘刀刀片通過的直流電流超過額定值時，閘刀力端會向左彈開斷開電路。

以下說法正確的是（）

圖5

A.閘刀刀片中的電流方向為。至0

B.閘刀刀片中的電流方向為。至C

C.跳閘時閘刀所受安培力沒有做功

D.增大勻強磁場的磁感應(yīng)強度，可使自動跳閘的電流額定值減小

解析：選BD閘刀開關(guān)會自動跳開，可知安培力應(yīng)該向左，由左手定則判斷，電流方向

為O-C,故A錯誤，B正確；跳阿時間刀受到安培力而運動斷開，故跳閘時閘刀所受安培力

做正功，故C錯誤；跳閘的作用力是一定的，依據(jù)安培力產(chǎn)=8〃可知，電流/變小，故D

正確。

8.（2015?蘇州調(diào)研）如圖6所示，用絕緣細線懸掛一個導(dǎo)線框，導(dǎo)線框是由兩同心半圓

弧導(dǎo)線和直導(dǎo)線劭、cd（ab、cd在同一條水平直線上）連接而成的閉合回路，導(dǎo)線框中通有圖

示方向的電流，處于靜止?fàn)顟B(tài)。在半圓弧導(dǎo)線的圓心處沿垂直于導(dǎo)線框平面的方向放置一根

長直導(dǎo)線人當(dāng)戶中通以方向向外的電流時（）

A.導(dǎo)線框?qū)⑾蜃髷[動

B.導(dǎo)線框?qū)⑾蛴覕[動

C.從上往下看，導(dǎo)線框?qū)㈨槙r針轉(zhuǎn)動

I）.從上往下看，導(dǎo)線框?qū)⒛鎸︶樲D(zhuǎn)動

解析：選D當(dāng)直導(dǎo)線尸中通以方向向外的電流時，由安培定則可判斷出長直導(dǎo)線月產(chǎn)

生的磁場方向為逆時針方向，磁感線是以尸為圓心的同心圓，半圓弧導(dǎo)線與磁感線平行不受

安培力，由左手定則可判斷出直導(dǎo)線血所受的安培力方向垂直紙面向外，cd所受的安培力

方向垂直紙面向里，從上往下看，導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動，故D正確。

9.（2016?泰州模擬）通有電流的導(dǎo)線￡?處在同一平面（紙面）內(nèi)，A是固定的，心可

繞垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)動（。為心的中心），各自的電流方向如圖7所示。下列哪種情況

將會發(fā)生（）。

圖7

A.因心不受磁場力的作用，故％不動

B.因￡2上、下兩部分所受的磁場力平衡，故乙不動

C.右繞軸。按順時針方向轉(zhuǎn)動

D.右繞軸。按逆時針方向轉(zhuǎn)動

解析：選D由右手螺旋定則可知導(dǎo)線〃上方的磁場的方向為垂直紙面向外，且離導(dǎo)線

A越遠的地方，磁場越弱，導(dǎo)線心上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于。點的

下方磁場較強，則安培力較大，因此。繞固定轉(zhuǎn)軸0按逆時針方向轉(zhuǎn)動。故D正確。

10.（多選）（2015?廣州三模）如圖8所示，質(zhì)量為勿、長度為上的直導(dǎo)線用兩絕緣細線

懸掛于0、0',并處于勻強磁場中，當(dāng)導(dǎo)線中通以沿/正方向的電流/,且導(dǎo)線保持靜止時

懸線與豎直方向夾角為磁感應(yīng)強度方向和大小可能為（）

o

圖8

A.z正向，空lan0B.y正向，寫

IL

C.z負向，號tan0I）.沿懸線向上，矍sin0

解析：選BC本題要注意在受力分析時把立體圖變成側(cè)視平面圖，然后通過平衡狀態(tài)的

受力分析來確定6的方向和大小。若8沿z正向，則從。向0,看，導(dǎo)線受到的安培力/=〃8,

方向水平向左，如圖甲所示，導(dǎo)線無法平衡，A錯誤。

若8沿y正向，導(dǎo)線受到的安培力豎直向上，如圖乙所示。當(dāng)K=0,且滿足〃Qmg,

即Q號時，導(dǎo)線可以平衡，B正確。

若8沿z負向，導(dǎo)線受到的安培力水平向右，如圖丙所示。若滿足6sinO=ILB,Acos

8=mg、即8=—%J導(dǎo)線可以平衡，C正確。

若8沿懸線向上，導(dǎo)線受到的安培力垂直于導(dǎo)線指向左下方，如圖丁所示，導(dǎo)線無法平

衡，D錯誤。

考點綜合訓(xùn)練

11.（2015?南京調(diào)研）如圖9所示，掰和覷V為水平平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距￡=lm。

/W間接有一個電動勢為E=6V,內(nèi)阻r=lQ的電源和一只滑動變隹器。導(dǎo)體棒動跨放在

導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為加=0.2kg,棒的中點用細繩經(jīng)定滑輪與物體相連，物體的質(zhì)量40.3kgo

棒與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)為〃=0.5（設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，導(dǎo)軌與棒的電阻不

計，g取10m/s2）,勻強磁場的磁感應(yīng)強度Q2T,方向豎直向下，為了使物體保持靜止，

滑動變阻器連入電路的阻值不可能的是（）

A.6Q

C.4Q

解析：選A據(jù)題意，當(dāng)棒受到的摩擦力向左且最大時，有：F+f=Mg,由于f=口人

R

=〃〃眩=1N,則安培力為：Q2N,安培力據(jù)P=應(yīng)一可得Q5。。當(dāng)摩擦力向右

n-rr

E

且最大時有：，胎+F=6￡/=A￡H，〃=2Q,故滑動變阻器阻值范圍是2Q至5Q,故A

選項不可能。

12.（2016?汕頭模擬）如圖10是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻

向分布，線圈中a、6兩條導(dǎo)線長均為J,通以圖示方向的電流/,兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)

強度大小均為員則（）

圖10

A.該磁場是勻強磁場

B.線圈平面總與磁場方向垂直

C.線圈將逆時針轉(zhuǎn)動

D.a、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為

解析：選D勻強磁場的磁感應(yīng)強度應(yīng)大小處處相等，方向處處相同，由圖可知，選項A

錯誤；在圖示的位置，a受向上的安培力，6受向下的安培力，線圈順時針轉(zhuǎn)動，選項C錯誤;

易知選項B錯誤；由于磁感應(yīng)強度大小不變，電流大小不變，則安培力大小始終為E7,選

項D正確。

13.某同學(xué)自制一電流表，其原理如圖11所示。質(zhì)量為勿的均勻細金屬桿朗V與一豎直懸

掛的絕緣輕彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為〃，在矩形區(qū)域aAd內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度大

小為8,方向垂直紙面向外。覷V的右端連接一絕緣輕指針，可指示出標(biāo)尺上的刻度。的V的長

度大于抽，當(dāng)初V中沒有電流通過且處于靜止時，朗V與矩形區(qū)域的泌邊重合，且指針指在標(biāo)

尺的零刻度；當(dāng)初丫中有電流時，指針示數(shù)可表示電流強度。柳V始終在紙面內(nèi)且保持水平，

重力加速度為g。

(1)當(dāng)電流表的示數(shù)為零時，求彈簧的伸長量；

(2)為使電流表正常工作，判斷金屬桿如『中電流的方向；

⑶若磁場邊界他的長度為"加的長度為心此電流表的量程是多少？

解析：(1)設(shè)當(dāng)電流表示數(shù)為零時，彈簧的伸長量為△筋則有故八才=等。

⑵根據(jù)左手定則，金屬桿中的電流方向為：.心認

(3)設(shè)電流表滿偏時通過.柳的電流為人，則有：

BLL+n)g=k5+△x)

答案：。疊⑵…川⑶,

第2節(jié)磁場對運動電荷的作用

宏觀整合］淵觀提醒|

也|課前基礎(chǔ)?簡要回顧回顧舊知短平快

［宏觀?循圖憶知］

洛

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B(v±B

F=qv

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利用左

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