2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章磁場課時1磁場及其描述安培力學(xué)案新人教版

PAGE16-課時1磁場及其描述安培力一、磁場、磁感應(yīng)強度1.磁場:磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有磁場力的作用。方向:小磁針靜止時N極指向或小磁針N極受磁場力的方向或沿磁感線的切線方向。2.磁感應(yīng)強度(1)物理意義:描述磁場強弱和方向的物理量。(2)定義式:B=(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T。二、磁通量1.概念:磁感應(yīng)強度B與面積S的乘積。2.計算(1)公式:Φ=BS。(2)適用條件:①勻強磁場;②S是垂直磁場中的有效面積。(3)單位:韋伯(Wb),1Wb=1T·m2。

3.意義:穿過某一面積的磁感線的條數(shù)。4.標(biāo)矢性:磁通量是標(biāo)量,但有正、負(fù)。三、磁感線及特點1.磁感線在磁場中畫出一些曲線,使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應(yīng)強度的方向一樣。2.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。(3)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。(4)同一磁場的磁感線不中斷、不相交、不相切。(5)磁感線是假想的曲線,客觀上不存在。3.(1)常見磁體的磁場(2)電流四周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)線越遠處磁場越弱與條形磁鐵的磁場相像,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,磁場越弱安培定則立體圖橫截面圖四、安培力的大小和方向1.安培力的大小(1)磁場和電流垂直時,F=BIL。(2)磁場和電流平行時:F=0。2.安培力的方向(1)用左手定則判定: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。(2)安培力的方向特點:F⊥B,F⊥I,即F垂直于B和I確定的平面(留意:B和I可以有隨意夾角)?？键c一磁現(xiàn)象和磁場幾種常見的磁場1.磁極:能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)叫做磁性,磁體上磁性最強的區(qū)域叫做磁極。2.磁體、電流四周存在著磁場,磁場是客觀存在的物質(zhì)。磁體之間、磁體與電流之間以及電流與電流之間的作用都是通過磁場發(fā)生的。3.磁場的基本特性:對處于其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用。4.磁場的方向:小磁針的N極所受磁場力的方向,或自由小磁針靜止時N極的指向。5.丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)覺了電流的磁效應(yīng),首次揭示了電與磁的聯(lián)系。(1)懸吊著的磁針,靜止時指北的磁極為北極(N極),指南的磁極為南極(S極)。磁體的磁極都是成對出現(xiàn)的,到目前為止,還沒有發(fā)覺磁單極。(2)地球也是一個大的磁體,地磁場的N極在地理南極旁邊,地磁場的S極在地理北極旁邊。[典例1]在重復(fù)奧斯特的電流磁效應(yīng)的試驗時,為使試驗便利且效果明顯,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:在做奧斯特試驗時,為解除地磁場影響,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。答案:A變式1:關(guān)于地磁場,下列說法正確的是(A)A.指南針總是指向南北,是因為受到了地磁場的作用B.地磁兩極與地理兩極完全重合C.地球四周的地磁場的磁感線是從地磁南極動身到地磁北極D.我國宋代學(xué)者沈括正確找到了地磁場產(chǎn)生的緣由解析:指南針總是指向南北,是因為受到了地磁場的作用,地球本身就是一個大磁體,選項A正確;地磁場的兩極與地理的兩極并不完全重合,有一個夾角,這個夾角叫磁偏角,選項B錯誤;地球四周的地磁場的磁感線是從地理南極動身到地理北極,而不是地磁的南極到北極,選項C錯誤;我國宋代學(xué)者沈括發(fā)覺了磁偏角,而不是找到了地磁場產(chǎn)生的緣由,選項D錯誤?？键c二磁感應(yīng)強度、磁感線1.磁感應(yīng)強度(1)磁感應(yīng)強度由磁場確定,與檢驗電流無關(guān)。(2)磁感應(yīng)強度是矢量,磁場疊加時合磁感應(yīng)強度等于各分磁感應(yīng)強度的矢量和。(3)磁感應(yīng)強度的大小與方向到處相同的磁場叫勻強磁場。2.磁感線(1)磁感線是閉合曲線,沒有起點和終點;在磁體外部,由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,客觀上不存在。[典例2]歐姆在探究通過導(dǎo)體的電流和電壓、電阻關(guān)系時,因無電源和電流表,他利用金屬在冷水和熱水中產(chǎn)生電動勢代替電源,用小磁針的偏轉(zhuǎn)檢測電流,詳細做法是:在地磁場作用下處于水安靜止的小磁針上方,平行于小磁針?biāo)椒胖檬冀K導(dǎo)線,當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流時,小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn);已知直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比。當(dāng)通過該導(dǎo)線電流為I時,小磁針偏轉(zhuǎn)了30°,則當(dāng)他發(fā)覺小磁針偏轉(zhuǎn)了60°時,通過該直導(dǎo)線的電流為I的(不考慮地球的地理兩極與地磁兩極的偏差)()A.3倍 B.倍 C. D.解析:小磁針偏轉(zhuǎn)方向由該點的合磁場的方向所確定。如圖所示,當(dāng)小磁針偏轉(zhuǎn)30°時有,BI1=B地,當(dāng)小磁針偏轉(zhuǎn)60°時,BI2=B地,即有BI2=3BI1。又因直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比,則有I2=3I1。答案:A變式2:關(guān)于磁感線與電場線的描述,正確的是(B)A.電場線起止于電荷,磁感線起止于磁極B.靜電場的電場線肯定不閉合,磁感線肯定是閉合的C.磁感線是自由小磁針在磁場力作用下的運動軌跡D.電場線和磁感線事實上均存在解析:在靜電場中的電場線是不閉合的,但磁感線都是閉合的,選項A錯誤,B正確;在磁場中的小磁針可以轉(zhuǎn)動,磁感線不是小磁針的運動軌跡,選項C錯誤;電場線和磁感線都是人為假想的線,只是為了形象地描述電場和磁場,選項D錯誤?？键c三安培定則,磁場的疊加1.安培定則的“因”和“果”緣由(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)形電流及通電螺線管的磁場四指大拇指2.磁場的疊加(1)磁感應(yīng)強度為矢量,合成與分解遵循平行四邊形定則。(2)兩個電流旁邊的磁場某處的磁感應(yīng)強度是由兩個電流分別獨立存在時產(chǎn)生的磁場在該處的磁感應(yīng)強度疊加而成的。[典例3]如圖所示,兩根平行長直導(dǎo)線相距2l,通有大小相等、方向相同的恒定電流;a,b,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為,l和3l。關(guān)于這三點處的磁感應(yīng)強度,下列推斷正確的是()A.a點的磁感應(yīng)強度大小比c點的小B.b,c兩點的磁感應(yīng)強度大小相等C.a,c兩點的磁感應(yīng)強度方向相同D.b點的磁感應(yīng)強度為零解析:a,c兩點的磁感應(yīng)強度是兩導(dǎo)線電流產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強度,由于a點比c點距離兩導(dǎo)線較近,所以a點的磁感應(yīng)強度比c點的大,A錯誤;依據(jù)安培定則知,a,c兩處磁感應(yīng)強度方向相反,C錯誤;b點位于兩導(dǎo)線中間,兩導(dǎo)線在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相反,合磁感應(yīng)強度為零,c點磁感應(yīng)強度不為零,D正確,B錯誤。答案:D變式3:有兩根長直導(dǎo)線a,b相互平行放置,如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在圖中所示的平面內(nèi),O點為兩根導(dǎo)線連線的中點,M,N為兩根導(dǎo)線旁邊的兩點,它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上,且與O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I,則關(guān)于線段MN上各點的磁感應(yīng)強度的說法中正確的是(B)A.M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相同B.M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相反C.在線段MN中點O處的磁感應(yīng)強度最大D.在線段MN上各點的磁感應(yīng)強度都不行能為零解析:依據(jù)安培定則,作出兩電流在M,N點的磁場方向如圖所示,兩根導(dǎo)線分別在M點和N點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等,依據(jù)平行四邊形定則可得BN垂直于MN向上,BM垂直于MN向下,且BN=BM,選項A錯誤,B正確;a,b在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相反,所以線段MN中點O處的磁感應(yīng)強度為零,選項C,D錯誤?？键c四通電導(dǎo)線在磁場中受到的力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垂直,并且都與手掌在同一個平面內(nèi)。讓磁感線從掌心進入,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。(2)兩平行的通電直導(dǎo)線間的安培力:同向電流相互吸引,異向電流相互排斥。(3)留意問題:磁感線方向不肯定垂直于電流方向,但安培力方向肯定與磁場方向和電流方向垂直,即大拇指肯定要垂直于磁場方向和電流方向確定的平面。2.安培力的大小(1)當(dāng)磁場與電流垂直時,安培力最大,Fmax=ILB。(2)當(dāng)磁場與電流平行時,安培力等于零。(3)當(dāng)電流既不垂直于磁場,也不平行于磁場時,安培力大小介于0和ILB之間。[典例4]如圖所示,一條形磁鐵放在水平桌面上,在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長直導(dǎo)線,當(dāng)導(dǎo)線通以如圖所示方向電流時,下面說法錯誤的是()A.磁鐵對桌面的壓力增大,且受到向左的摩擦力作用B.磁鐵對桌面的壓力減小,且受到向右的摩擦力作用C.若將導(dǎo)線移至磁鐵中點的正上方,電流反向,磁鐵對桌面的壓力會減小D.若將導(dǎo)線移至磁鐵中點的正上方,磁鐵不受摩擦力解析:依據(jù)條形磁鐵磁感線分布狀況得到直線電流所在位置磁場方向,依據(jù)左手定則推斷安培力方向,如圖,依據(jù)牛頓第三定律,電流產(chǎn)生的磁場對磁鐵的作用力向右下方。選取磁鐵為探討對象,磁鐵始終靜止,依據(jù)平衡條件,可知通電后支持力變大,依據(jù)牛頓第三定律,磁鐵對桌面的壓力增大,靜摩擦力方向向左,選項A正確,B錯誤;若將導(dǎo)線移至磁鐵中點的正上方,電流反向,此時導(dǎo)線所受的安培力向下,磁鐵受向上的作用力,則磁鐵對桌面的壓力會減小,選項C正確;若將導(dǎo)線移至磁鐵中點的正上方,此時因磁鐵與導(dǎo)線之間的作用力在豎直方向,故磁鐵不受摩擦力,選項D正確。答案:B變式4: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(B)A.2F B.1.5F C.0.5F D.0解析:設(shè)每根導(dǎo)體棒的電阻為R,長度為l,則上、下兩并聯(lián)電路的電阻之比為R1∶R2=2R∶R=2∶1,依據(jù)歐姆定律可知,電流之比為I1∶I2=1∶2。上支路兩導(dǎo)體棒受安培力的有效長度為l,依據(jù)安培力計算公式F=IlB,上下兩支路所受安培力之比為F1∶F2=I1∶I2=1∶2,又F2=F,則F1=0.5F,依據(jù)左手定則可知,兩個安培力的方向相同,故線框LMN所受的安培力大小為1.5F,故B正確?？键c五安培力作用下的導(dǎo)體運動分析1.通電導(dǎo)體在磁場中的運動實質(zhì)是在磁場對電流的安培力作用下導(dǎo)體的運動。2.明確磁場的分布和正確運用左手定則進行推斷是解題的關(guān)鍵。[典例5]如圖所示,把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極旁邊,磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面。當(dāng)線圈內(nèi)通以圖中方向的電流后,線圈的運動狀況是()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:法一電流元法首先將圓形線圈分成許多小段,每一段可看做始終線電流元,取其中上、下兩小段分析,其截面圖和受安培力狀況如圖甲所示。依據(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。只有選項A正確。法二等效法將環(huán)形電流等效成小磁針,如圖乙所示,依據(jù)異名磁極相吸引知,線圈將向左運動。也可將左側(cè)條形磁鐵等效成環(huán)形電流,依據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引,異向電流相排斥”,也可推斷出線圈向左運動,選A。答案:A安培力作用下導(dǎo)體運動狀況的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別位置法在特別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)論法同向電流相互吸引,異向電流相互排斥;兩個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)換探討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變式5:如圖所示是一種簡易電動機模型,固定在豎直方向的強磁鐵和干電池緊密接觸,擱在其上的“心形”導(dǎo)電線圈可自由旋轉(zhuǎn),線圈下端與導(dǎo)電的強磁鐵接觸良好。若強磁鐵的上端為N極,電池的上端為正,設(shè)電池的電動勢為E,內(nèi)阻為r,“心形”導(dǎo)電線圈接入電路部分的總電阻為R,則下列推斷正確的是(B)A.線圈俯視逆時針轉(zhuǎn)動B.旋轉(zhuǎn)時電源消耗的電功率小于C.旋轉(zhuǎn)達到穩(wěn)定時,線圈中的電流為D.旋轉(zhuǎn)達到穩(wěn)定時,線圈中電流比剛起先轉(zhuǎn)動時的大解析:依據(jù)左手定則可判知,線圈俯視順時針轉(zhuǎn)動,A錯誤;電動機模型是非純電阻電路,旋轉(zhuǎn)時線圈中的電流I<,電源消耗的電功率P=EI<,B正確,C錯誤;剛起先轉(zhuǎn)動時,電動機模型輸出的機械功率為0,可視為純電阻,則此時的電流I0=,D錯誤?？键c六安培力作用下的平衡問題1.解決安培力相關(guān)問題的“兩大關(guān)鍵”(1)要正確畫出通電導(dǎo)體受力的平面圖,電流方向和磁場方向表示要正確。(2)受力分析時安培力的方向必需用左手定則正確判定,留意安培力的方向既跟磁感應(yīng)強度的方向垂直,又和電流方向垂直。2.安培力做功的特點和實質(zhì)(1)安培力做功與路徑有關(guān),不像重力、電場力做功與路徑無關(guān)。(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)線的動能或其他形式的能。②安培力做負(fù)功時將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能后儲存起來或轉(zhuǎn)化為其他形式的能。[典例6]如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源?，F(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5Ω,金屬導(dǎo)軌電阻不計,g取10m/s2。已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:(1)通過導(dǎo)體棒的電流;(2)導(dǎo)體棒受到安培力大小;(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力。解析:(1)依據(jù)閉合電路歐姆定律得I==1.5A。(2)導(dǎo)體棒受到的安培力F安=BIL=0.30N。(3)對導(dǎo)體棒受力分析如圖,將重力正交分解,沿導(dǎo)軌方向F1=mgsin37°=0.24NF1<F安,依據(jù)平衡條件mgsin37°+Ff=F安解得Ff=0.06N,方向沿導(dǎo)軌向下。答案:(1)1.5A(2)0.30N(3)0.06N,方向沿導(dǎo)軌向下變式6:如圖所示,一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN兩端分別放在兩個固定的光滑圓形導(dǎo)軌上,兩導(dǎo)軌平行且間距為L,導(dǎo)軌處在豎直方向的勻強磁場中,當(dāng)導(dǎo)體棒中通一自右向左的電流I時,導(dǎo)體棒靜止在與豎直方向成37°角的導(dǎo)軌上,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)磁場的磁感應(yīng)強度B;(2)每個圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小FN。解析:(1)從左向右看,受力分析如圖所示。由平衡條件得tan37°=,F安=BIL,解得B=。(2)設(shè)兩導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒支持力為2FN,則有2FNcos37°=mg,解得FN=mg,即每個圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小為mg。答案:(1)(2)mg1.(磁現(xiàn)象和磁場)如圖甲是用磁傳感器探究通電螺線管內(nèi)部磁場的試驗裝置(局部);圖乙是電腦處理試驗數(shù)據(jù)后得到的通電螺線管內(nèi)部中軸線上的磁感應(yīng)強度B隨x變更的圖象,x1和x2是螺線管兩端點的坐標(biāo)。由該圖象可知(D)A.整個通電螺線管內(nèi)部都是勻強磁場B.通電螺線管兩端點處磁感應(yīng)強度最大C.通電螺線管兩端點處磁感應(yīng)強度為零D.通電螺線管內(nèi)有近似勻強磁場區(qū)段解析:由B-x圖象可知,在x1與x2之間,有一段B不隨x變更而變更,故管內(nèi)有近似勻強磁場區(qū)段。2.(安培力的理解)在磁場中的同一位置放置一條直導(dǎo)線,導(dǎo)線的方向與磁場方向垂直,則下列描述導(dǎo)線受到的安培力F的大小與通過導(dǎo)線的電流I的關(guān)系圖象正確的是(A)解析:磁場中同一位置,磁感應(yīng)強度B保持不變。導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時,安培力F=BIL,故A選項正確。3.(通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力)(2024·浙江10月選考,10)如圖所示,把一根通電的硬直導(dǎo)線ab,用輕繩懸掛在通電螺線管正上方,直導(dǎo)線中的電流方向由a向b。閉合開關(guān)S瞬間,導(dǎo)線a端所受安培力的方向是(D)A.向上 B.向下C.垂直紙面對外 D.垂直紙面對里解析:開關(guān)閉合時,螺線管右端為N極,由左手定則推斷導(dǎo)線a端所受安培力的方向垂直紙面對里,選項D正確。4.(磁感應(yīng)強度的疊加)(多選)如圖,紙面內(nèi)有兩條相互垂直的長直絕緣導(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,方向垂直于紙面對外。已知a,b兩點的磁感應(yīng)強度大小分別為B0和B0,方向也垂直于紙面對外。則(AC)A.流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0B.流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0C.流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0D.流經(jīng)L2的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0解析:原磁場、電流的磁場方向如圖所示,由題意知在b點:B0=B0-B1+B2,在a點:B0=B0-B1-B2,由上述兩式解得B1=B0,B2=B0,選項A,C正確。5.(安培力作用下的平衡問題)如圖所示,PQ和MN為水平平行放置的金屬導(dǎo)軌,相距L=1m。P,M間接有一個電動勢為E=6V、內(nèi)阻為r=1Ω的電源和一只滑動變阻器,導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上,棒的質(zhì)量為m=0.2kg,棒的中點用細繩經(jīng)定滑輪與一物體相連(繩與棒垂直),物體的質(zhì)量為M=0.3kg。棒與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)為μ=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B=2T,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行能的是(D)A.2Ω B.4Ω C.5Ω D.6Ω解析:對導(dǎo)體棒,若安培力大于拉力,由平衡條件得BIL=μmg+Mg,解得I的最大值Imax=2A,由閉合電路歐姆定律,滑動變阻器連入電路的阻值最小值為2Ω;若安培力小于拉力,由平衡條件BIL+μmg=Mg,解得I的最小值Imin=1A,由閉合電路歐姆定律,滑動變阻器連入電路的阻值最大值為5Ω;所以滑動變阻器連入電路的阻值不行能是6Ω,選項D正確。1.(2024·浙江11月選考,7)電流天平是一種測量磁場力的裝置,如圖所示。兩相距很近的通電平行線圈Ⅰ和Ⅱ,線圈Ⅰ固定,線圈Ⅱ置于天平托盤上。當(dāng)兩線圈均無電流通過時,天平示數(shù)恰好為零。下列說法正確的是(A)A.當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時,兩線圈電流方向相同B.當(dāng)天平示數(shù)為正時,兩線圈電流方向相同C.線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力大于線圈Ⅱ?qū)€圈Ⅰ的作用力D.線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力與托盤對線圈Ⅱ的作用力是一對相互作用力解析:裝置的構(gòu)造模型為兩個線圈和一個杠桿,當(dāng)線圈中通有同向電流時相互吸引,天平示數(shù)為負(fù),故A正確;當(dāng)通有異向電流時相互排斥,天平示數(shù)為正,故B錯誤;線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力和線圈Ⅱ?qū)€圈Ⅰ的作用力是一對相互作用力,大小相等,方向相反,故C錯誤;線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力與托盤對線圈Ⅱ的作用力都作用在同一物體上,不是一對相互作用力,故D錯誤。2.(2024·浙江4月選考,12)在城市建設(shè)施工中,常常須要確定地下金屬管線的位置,如圖所示。有一種探測方法是,首先給金屬長直管線通上電流,再用可以測量磁場強弱、方向的儀器進行以下操作:①用測量儀在金屬管線旁邊的水平地面上找到磁場最強的某點,記為a;②在a點旁邊的地面上,找到與a點磁感應(yīng)強度相同的若干點,將這些點連成直線EF;③在地面上過a點垂直于EF的直線上,找到磁場方向與地面夾角為45°的b,c兩點,測得b,c兩點距離為L。由此可確定金屬管線(A)A.平行于EF,深度為B.平行于EF,深度為LC.垂直于EF,深度為 D.垂直于EF,深度為L解析:由圖可知磁場最強點為a點,在導(dǎo)線的正上方,所以導(dǎo)線平行于EF,且h=,故A正確。3.(2024·浙江1月選考,11)如圖所示,在光滑絕緣水平面上,兩條固定的相互垂直彼此絕緣的導(dǎo)線通以大小相同的電流I。在角平分線上,對稱放置四個相同的正方形金屬框。當(dāng)電流在相同時間間隔內(nèi)增加相同量,則(B)A.1,3線圏靜止不動,2,4線圈沿著對角線向內(nèi)運動B.1,3線圏靜止不動,2,4線圈沿著對角線向外運動C.2,4線圏靜止不動,1,3線圈沿著對角線