（状元课堂）高三物理 （考点透视+典例精析+常见误区+基础演练+实验+综合能力测试）模块十一 磁场 第一节 磁场对电流的作用 新人教版.doc

模块十一 磁 场【知识网络】 产生：运动的电荷产生磁场（磁现象的电本质） 基本性质：对处在磁场中的运动电荷（电流）有力的作用 物理量：磁感应强度b= （bl）方向 小磁针n极的受力方向 磁感线的切线方向 描述 条形磁铁 蹄形磁铁 磁感线的分布磁 场图线：磁感线 匀强磁场 直线电流 环行电流 磁场方向的确定，安培定则 通电螺线管对通电导线 安培力的大小：f=bil（bl） 方向：左手定则（fb且fl）作用对运动电荷 洛仑兹力大小：f洛=qvb（bv） 方向：左手定则（f洛b且f洛v） 对磁体：磁体n极受力的方向与该处b方向相同质谱仪 回旋加速器 条件：vb带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 半径：r= 应用 周期：t=第一节 磁场对电流的作用【考点透视】一、考纲指要1电流的磁场。（）2磁感应强度，磁感线，地磁场。 （）3磁性材料，分子电流假说。（）4磁场对通电直导线的作用，安培力，左手定则。 （）5磁电式电表原理。 （）二、命题落点1理解磁感强度的计算公式f=bil（bl）。如例1。2知道地磁场分布，掌握分子电流假说的迁移应用。如例2。3分析安培力作用下导体的运动。如例3。4斜面上导体棒的运动问题。如例4。【典例精析】a图12-1-1例1：（2004江苏）如图12-1-1所示，两根无限长的平行导线水平放置，两导线中均通以向右的、大小相等的恒定电流i，图中的a点与两导线共面，且到两导线的距离相等，则这两根通电导线在该点产生的磁感应强度的合矢量为（）a方向水平向右b方向水平向左大小一定为零大小一定不为零解析 上面导线在a点磁感应强度方向垂直纸面向里，下面导线在a点磁感应强度方向垂直纸面向外，又因为a点和两导线距离相等，则磁感应强度大小相等，则磁感应强度的合矢量为零。故选c。答案：c例2：十九世纪二十年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由地球的环行电流引起的，则该假设中的电流方向是a 由西向东垂直磁子午线b由东向西垂直磁子午线c由南向北沿子午线d由赤道向两极沿子午线(注：磁子午线是地球磁场n极与s极在地球表面的连线)解析地磁n极在地理南极，地磁s极在地理北极，地磁场磁感线在地球内部由北极指向南极，则由安培定则环形电流方向为由东向西垂直磁子午线。故选b。答案：bi.bab.baa.bac.bad.bai.ba图12-1-2例3：两条导线相互垂直如图12-1-2所示，但相隔一段小距离，其中一条ab是固定的，另一条cd能自由活动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，导线cd将（从纸外向纸内看）（ ）a顺时针方向转动，同时靠近导线ab b逆时针方向转动，同时离开导线ab c顺时针方向转动，同时离开导线abd逆时针方向转动，同时靠近导线ab图12-1-3解析本题可用两种方法解答（）电流元受力分析法：把直线电流cd等效为co、do两段电流元，ab电流的磁感线分布如图所示，用左手定则判定可知导线cd将逆时针转动。 （2）特殊位置分析法：将导线cd转过900的特殊位置，两直线电流相互平行，方向相同相互吸引，可见cd将靠近ab，所以导线cd逆时针方向转动，同时靠近导线ab。 答案：d图12-1-4例4：如图12-1-4所示，导体杆ab的质量为m，电阻为r，放置在水平夹角为的倾斜金属导轨上。导轨间距为d，电阻不计，系统处于竖之向上的匀强磁场中，磁感应强度为b，电池内阻不计，问：（1）若导轨光滑，电源电动势e多大能使导体杆静止在导轨上？ （2）若杆与导轨之间的动摩擦因数为，且不通电时导体不能静止在导轨上，要使杆静止在导轨上，电池的电动势应多大？解析 （1）对导体棒受力分析如图12-1-5，由平衡条件得： 图12-1-5而 由以上三式解得 =（2）由两种可能：一种是e偏大，i偏大，f偏大，2杆有上滑趋势，摩擦力沿斜面向下，由平衡条件 根据安培力公式有 以上两式联立解得 另一种可能是e偏小，摩擦力沿斜面向上，同理可得综上所述电池电动势的取值范围是 e1ee2 【常见误区】1误认为“一切磁场都是有运动电荷产生的”。电荷的运动可以产生磁场，但不是磁场的唯一来源，根据麦克斯韦电磁理论，变化的电场也可以产生磁场。2不能正确理解磁极在磁场中的受力情况。误认为不管什么情况都符合同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。图12-1-6例如：如图12-1-6为通电螺线管的纵剖面图，试确定图中a、b处小磁针静止时n极的指向。有的同学可能认为通电螺线管磁场相当于一条形磁铁，左端为n极，右端为s极，则a处小磁针为左端s极，右端n极。实际上，同名磁极相排斥，异名磁极相吸引，是两个互为外部的磁体间的相互作用，而本题中a处为螺线管的内部，不适合用这种方法判断。而应用磁体n极的指向与该处磁感线方向一致来判断。【基础演练】 图12-1-71如图12-1-7所示，电流从a点分两路通过对称的环形分路汇合于b点，在环形分路的中心处的磁感应强度的方向（）a垂直环面指向“纸内” b垂直环面指向“纸内” c磁感应强度为零 d无法判断2根据安培假说的物理思想：磁场来源于运动电荷如果用这种思想解释地球磁场的形成，根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实，那么由此推断，地球上总体应该是（）a带负电 b带正电 c不带电 d不能确定 图12-1-83如图12-1-所示，一金属直杆n两端接有导线，悬挂于线圈上方，n与线圈轴线均处于竖直平面内，为使n垂直纸面向外运动，可以（）a将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极b将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极将a、c端接在交流电源的一极，b、d端接在交流电源的另一极4如图12-1-9所示，两根平行放置的长直导线a和b 载有大小相同方 图12-1-9向相反的电流，a受到的磁场力大小为f1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为f2，则此时b受到的磁场力大小变为 （ ）af2 bf1f2 f1f22f1f25如图12-1-10所示，倾角为30的光滑导电轨道，两轨平行，相距l=20cm，轨道上端接有一电动势e=3v，内阻r=0.的电池，轨道上垂直放置一根质量m=30g，电阻r=1.5的金属棒mn，为使mn棒能静止在轨道上。图12-1-10（1）所需加的匀强磁场的磁感应强度b最小