高考物理母题解读（九）磁场母题3磁场对电流的作用.doc

高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题3、磁场对电流的作用【解法归纳】磁场对电流的作用叫做安培力，安培力大小f=bilsin，式中是电流与磁场方向的夹角，l为导线的有效长度。闭合通电线圈在匀强磁场中所受的安培力的矢量和为零。两平行直导线通有同向电流时相互吸引，通有反向电流时相互排斥。两平行通电直导线之间的作用力大小正比于电流大小。对于放在磁场中的通电导线，分析受力时要考虑它受到的安培力。若通电导线在安培力和其他力作用下处于平衡状态，则利用平衡条件列方程解之；典例：(2012天津理综)如图所示，金属棒mn两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通一由m向n的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为。如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是a 棒中电流变大，角变大b 两悬线等长变短，角变小c 金属棒质量变大，角变大d 磁感应强度变大，角变小【针对训练题精选解析】1. （2012海南物理）图中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，l是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，l便在导轨上滑动。下列说法正确的是若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则l向右滑动a 若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则l向右滑动b 若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则l向左滑动c 若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则l向左滑动【答案】：bd【解析】：若a接正极，b接负极，根2（2010上海物理）如图，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60的v形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为b，当在该导线中通以电流强度为i的电流时，该v形通电导线受到的安培力大小为b60o a0 b0.5bi l cbi l d2 bi l 【解析】v形通电导线的有效长度为2lsin30=l，所以该v形通电导线受到的安培力大小为bil，选项c正确。【答案】c【点评】安培力公式中的l为通电导线的有效长度，弯折形通电导线的有效长度等于导线两端点连线的长度。4（2009年全国卷）如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为b的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均为l，且abc=bcd=135。流经导线的电流为i，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力方向沿纸面向上，大小为(+1)ibl 方向沿纸面向上，大小为(-1)ibl 方向沿纸面向下，大小为(+1)ibl 方向沿纸面向下，大小为(-1)ibl 【解析】该导线可以用a和d之间的直导线长为(+1) l来等效代替,根据f=ibl，可知导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力大小为(+1)ibl，根据左手定则磁场作用力的方向沿纸面向上，选项.a正确。【答案】a水银直铜棒磁铁绝缘支架导体柱so图7【点评】此题也可分段计算各段所受的安培力，然后进行矢量合成得到导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力。5（2012北京石景山期末）法拉第曾做过如下的实验：在玻璃杯侧面底部装一导体柱并通过导线与电源负极相连，直立的细圆柱形磁铁棒下端固定在玻璃杯底部的中心，往杯内加入水银。在玻璃杯的正上方o点吊一可自由转动的直铜棒，铜棒的上端与电源的正极相接，下端浸入玻璃杯的水银中。由于水银的密度比铜大，铜棒静止时处于倾斜状态，如图7所示。这样，可动铜棒、水银、导体柱和电源就构成了一个回路。闭合开关s，可观察到的现象是 a与闭合s前相比，铜棒与竖直方向的夹角不变且仍静止b与闭合s前相比，铜棒与竖直方向的夹角会增大但仍可静止c与闭合s前相比，铜棒与竖直方向的夹角会减小但仍可静止d铜棒会以磁铁棒为轴转动7(2012年3月陕西渭南市质检)如图1所示，长方形线框abcd通有电流i，放在直线电流i附近，以下关于线框四个边受到安培力的说法正确的是a线框只有两个边受力，合力向左b线框只有两个边受力，合力向右c线框四个边都受力，合力向左d线框四个边都受力，合力向右7.答案：c解析：利用左手定则可判断出线框四个边都受力，由于左侧边所在处磁感应强度最大，所以合力向左，选项c正确。8（2012年2月福建晋江四校第二次联考）如图所示，长为l的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为b的匀强磁场中，弹簧伸长x，棒处于静止状态则 （ ） a导体棒中的电流方向从b流向ab导体棒中的电流大小为c若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大d若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大10（江西省重点中学协作体2012届高三第二次联考）如图所示，一个半径为r的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度b大小相等，方向均与环面轴线方向成角（环面轴线为竖直方向）。若导线环上载有如图所示的恒定电流i，则下列说法正确的是（ ）a导电圆环有收缩的趋势 b导电圆环所受安培力方向竖直向上c导电圆环所受安培力的大小为2bir d导电圆环所受安培力的大小为2birsin10.答案：abd解析：若导线环上载有如图所示的恒定电流i，由左手定则可得导线环上各小段所受安培力斜向内，导电圆环有收缩的趋势，导电圆环所受安培力方向竖直向上，导电圆环所受安培力的大小为2birsin，选项abd正确c错误。11(2011上海物理第18题)如图3，质量为m、长为l的直导线用两绝缘细线悬挂于o、o，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向的电流i，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。则磁感应强度的方向和大小可能为(a) z正向，tan (b) y正向，。(c) z