2020版高考物理大一輪復習 第九章 第1講 磁場及其對電流的作用課件 教科版.ppt

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第1講磁場及其對電流的作用,,大一輪復習講義,,第九章磁場,,NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,過好雙基關,研透命題點,課時作業(yè),回扣基礎知識訓練基礎題目,細研考綱和真題分析突破命題點,限時訓練練規(guī)范練速度,,過好雙基關,,,,一、磁場、磁感應強度,,,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.磁感應強度(1)物理意義：描述磁場的強弱和.(2)定義式：(通電導線垂直于磁場).(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的通電直導線放在磁感應強度為B的磁場中，當通過它的電流為I時，所受安培力為F.以下關于磁感應強度B的說法正確的是,C.磁場中通電直導線受力大的地方，磁感應強度一定大D.在磁場中通電直導線也可以不受力,√,√,自測2(2016北京理綜17)中國宋代科學家沈括在《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,條形,越弱,勻強,最強,非勻強,越弱,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線在磁場中的受力方向.3.兩平行通電導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山東省煙臺市上學期期末)以下說法中正確的是A.通電直導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長的導線，通過1A的電流，受到的安培力為1N時，該處磁感應強度就是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長的通電導線，通過1A的電流，受到的安培力為1N，則該處的磁感應強度不一定是1T，故D錯誤.,,研透命題點,,,1.安培定則的應用在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應分清“因”和“果”.,,,,命題點一安培定則的應用和磁場的疊加,2.磁場疊加問題的解題思路(1)確定磁場場源，如通電導線.(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Ⅱ20)如圖6，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導線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Ⅲ18)如圖7，在磁感應強度大小為B0的勻強磁場中，兩長直導線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)與兩導線距離均為l的a點處的磁感應強度為零，如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點處磁感應強度的大小為,√,圖7,變式2(多選)(2018山東省泰安市上學期期末)已知通電長直導線產(chǎn)生的磁場中某點的磁感應強度滿足B＝(其中k為比例系數(shù)，I為電流強度，r為該點到直導線的距離).現(xiàn)有四根平行的通電長直導線，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導線中的電流大小為I1，B、D導線中的電流大小為I2.已知A導線所受的磁場力恰好為零，則下列說法正確的是A.電流的大小關系為I1＝2I2B.四根導線所受的磁場力都為零C.正方形中心O處的磁感應強度為零D.若移走A導線，則中心O處的磁場將沿OB方向,√,圖8,√,√,解析將導線B、C、D在導線A處的磁場表示出來，如圖甲所示：A導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；,將各導線在O點的磁場畫出，如圖乙所示，由于A、C導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處的磁感應強度為零，故選項C正確；若移走A導線，則磁場BA′不存在，由于BB′＝BD′，則此時在O點的磁場只剩下導線C的磁場，而且導線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體運動情況的判斷,1.問題特點安培力作用下導體的運動問題與力學中的運動問題一樣，同樣遵從力學基本規(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，首先必須弄清楚導體所在位置的磁感線分布情況，再弄清楚導體中電流的方向，然后利用左手定則準確判定導體的受力情況，進而確定導體的運動方向或運動趨勢.,3.幾種判定方法,例2如圖9所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導線可以自由轉(zhuǎn)動，當導線通入圖示方向電流I時，導線的運動情況是(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點左側導線受到垂直紙面向里的安培力；同理判斷出O點右側的導線受到垂直紙面向外的安培力.因此，由上向下看，導線沿順時針方向轉(zhuǎn)動.,分析導線轉(zhuǎn)過90時的情形：如圖乙所示，導線中的電流垂直紙面向外，由左手定則可知，導線受到向下的安培力.由以上分析可知，導線在順時針轉(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P、Q中同時通有圖示方向的恒定電流時，關于兩圓環(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體棒，當導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.F1F2，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軌、導體棒、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)上學期期末)如圖14甲所示，固定的兩光滑導體圓環(huán)相距1m.在兩圓環(huán)上放一導體棒，圓環(huán)通過導線與電源相連，電源的電動勢為3V，內(nèi)阻為0.2Ω.導體棒質(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S閉合后，棒可以靜止在圓環(huán)上某位置，該位置對應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小；,圖14,答案0.8N,解析對導體棒進行受力分析，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的兩根輕導線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度為B，未通電時，輕導線靜止在豎直方向，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15,D.若只增大輕導線的長度，則θ變小,√,解析根據(jù)導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，BILLsinθ＝mgL(1－cosθ)，輕導線的長度L可消去，與之無關，故D錯誤.,安培力做功與動能定理結合，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軌，左端通過開關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的光滑圓弧導軌相接.導軌寬度為20cm，電阻不計.導軌所在空間有豎直方向的勻強磁場，磁感應強度B＝0.5T.一根導體棒ab垂直導軌放置，質(zhì)量m＝60g、電阻R＝1Ω，用兩根長也為20cm的絕緣細線懸掛，導體棒恰好與導軌接觸.當閉合開關S后，導體棒沿圓弧擺動，擺動過程中導體棒始終與導軌接觸良好且細線處于張緊狀態(tài).導體棒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.導體棒在擺動過程中所受安培力F＝8ND.導體棒擺動過程中的最大動能為0.08J,√,圖16,√,解析當開關S閉合時，導體棒向右擺動，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，關于這兩點磁感應強度大小的判斷，正確的是A.一定是a點的磁感應強度大B.一定是b點的磁感應強度大C.一定是兩點的磁感應強度一樣大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兩點的磁感應強度的大小，故D正確.,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖1,2.磁場中某區(qū)域的磁感線如圖2所示，則A.a、b兩處的磁感應強度的大小不等，Ba＞BbB.a、b兩處的磁感應強度的大小不等，Ba＜BbC.同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力大D.同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力小,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,√,圖2,解析磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小，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強度的大小B、電流大小I、導線長度L和導線放置的方向與磁感應強度的方向的夾角有關，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、通電的硬直導線ab放在磁場中，導線所在區(qū)域的磁感線呈弧形，如圖3所示.導線可以在空中自由移動和轉(zhuǎn)動，導線中的電流方向由a向b，關于導線的受力和運動情況，下述說法正確的是A.硬直導線先轉(zhuǎn)動，然后邊轉(zhuǎn)動邊下移B.硬直導線只能轉(zhuǎn)動，不會向下移動C.硬直導線各段所受安培力的方向都與導線垂直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,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,√,圖3,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析題圖可看成通電螺線管產(chǎn)生的磁場，如圖所示，導線等效為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)，所以硬直導線各段所受安培力的方向都與導線垂直且從上向下看導線逆時針轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)過90時再用左手定則可判定導線所受安培力方向向下，即導線在逆時針轉(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.當小磁針位于圓盤的左上方時，它的N極向左側偏轉(zhuǎn)D.當小磁針位于圓盤的左下方時，它的N極向右側偏轉(zhuǎn),圖4,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析本題中不符合感應電流的產(chǎn)生條件，故無法產(chǎn)生感應電流，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極向右側偏轉(zhuǎn)，故D正確.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,5.(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,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖5,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,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、丁中通電導線電流大小相等，豎直虛線為兩點電荷、兩通電導線的中垂線，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點的場強和磁感應強度都最小B.圖甲和圖丁中，在連線和中垂線上，關于O點對稱的兩點場強和磁感應強度都相等C.圖乙和圖丙中，在連線和中垂線上，O點的場強和磁感應強度都最大D.圖乙和圖丙中，在連線和中垂線上，關于O點對稱的兩點場強和磁感應強度都相等,√,圖6,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,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，關于O點對稱的兩點場強和磁感應強度只是大小相等，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點場強最小；在圖丙中，在連線上O點的磁感應強度最小，在中垂線上O點的磁感應強度都最大，故選項C錯誤；在圖乙和圖丙中，在連線和中垂線上關于O點對稱的兩點場強和磁感應強度大小相等，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，各有一條長直導線垂直穿過紙面，導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,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,√,圖7,解析導線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到兩根導線的距離相等，則該點的磁感應強度方向可能為圖中的A.B1B.B2C.B3D.B4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,√,12,圖8,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,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.,12,9.(多選)(2017全國卷Ⅱ21)某同學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，該同學應將A.左、右轉(zhuǎn)軸下側的絕緣漆都刮掉B.左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側的絕緣漆都刮掉C.左轉(zhuǎn)軸上側的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側的絕緣漆刮掉D.左轉(zhuǎn)軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側的絕緣漆刮掉,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,,,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，線圈下邊導線中電流方向向左，受垂直紙面向里的安培力，同理，上邊導線中電流受安培力垂直紙面向外，使線圈轉(zhuǎn)動.當線圈上邊導線轉(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)軸只能上一側或下一側形成通路，另一側斷路.故選項A、D正確.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,10.(多選)(2017全國卷Ⅰ19)如圖10，三根相互平行的固定長直導線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10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,√,√,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；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,11.如圖11所示，長為L、質(zhì)量為m的導體棒ab，置于傾角為θ的光滑斜面上.導體棒與斜面的水平底邊始終平行.已知導體棒通以從b向a的電流，電流為I，重力加速度為g.(1)若勻強磁場方向豎直向上，為使導體棒靜止在斜面上，求磁感應強度B的大??；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析勻強磁場方向豎直向上時，導體棒受力如圖甲所示，由平衡條件得：mgsinθ＝F安cosθ，F(xiàn)安＝BIL，,12,(2)若勻強磁場的大小、方向都可以改變，要使導體棒能靜止在斜面上，求磁感應強度的最小值和對應的方向.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析如圖乙所示，當安培力平行斜面向上，即安培力和重力沿斜面的分力平衡時，安培力最小，有mgsinθ＝F安′，F(xiàn)安′＝BminIL，,由左手定則可知磁感應強度的方向垂直斜面向上.,12,12.(2018山東省菏澤市上學期期末)如圖12所示，在傾角為θ＝37的斜面上，固定一寬為L＝1.0m的平行金屬導軌.現(xiàn)在導軌上垂直導軌放置一質(zhì)量m＝0.4kg、電阻R0＝2.0Ω、長為1.0m的金屬棒ab，它與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5.整個裝置處于方向豎直向上、磁感應強度大小為B＝2T的勻強磁場中.導軌所接電源的電動勢為E＝12V，內(nèi)阻r＝1.0Ω，若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，滑動變阻器的阻值符合要求，其他電阻不計，取g＝10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8.現(xiàn)要保持金屬棒在導軌上靜止不動，求：(1)金屬棒所受安培力的取值范圍；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析當金屬棒剛好達到向上運動的臨界狀態(tài)時，金屬棒受到的摩擦力為最大靜摩擦力，方向平行斜面向下，此時金屬棒所受安培力最大，設金屬棒受到的安培力大小為F1，其受力分析如圖甲所示.則有N＝F1sinθ＋mgcosθ，F(xiàn)1cosθ＝mgsinθ＋fmax，fmax＝μN以上三式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得F1＝8N,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,當金屬棒剛好達到向下運動的臨界狀態(tài)時，金屬棒受到的摩擦力為最大靜摩擦力，方向平行斜面向上，此時金屬棒所受安培力最小，設金屬棒受到的安培力大小為F2，其受力分析如圖乙所示.則有N′＝F2sinθ＋mgcosθ，F(xiàn)2cosθ＋fmax′＝mgsinθ，fmax′＝μN′,(2)滑動變阻器接入電路中的阻值范圍.,答案0≤R≤30Ω,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析因磁場與金屬棒垂直，所以金屬棒受到的安培力為F＝BIL，因此有I＝，由安培力的取值范圍可知電流的取值范圍為A≤I≤4A設電流為I1＝A時滑動變阻器接入電路中的阻值為R1，由閉合電路歐姆定律，有E－I1r＝I1(R0＋R1)，代入數(shù)據(jù)可得R1＝30Ω設電流為I2＝4A時滑動變阻器接入電路中的阻值為R2，由閉合電路歐姆定律，有E－I2r＝I2(R0＋R2)，代入數(shù)據(jù)可得R2＝0所以滑動變阻器接入電路中的阻值范圍為0≤R≤30Ω.,