高二物理磁场复习 (2)

1、 辅导讲义学员姓名： 年 级： 高二 辅导科目： 物理课 题磁场巩固复习教学目的1、能运用安培定则、右手螺旋定则和左手定则判断各物理量的方向；2、掌握计算安培力的公式和判断安倍力方向的左手定则。教学内容课前知识点检测：（基本概念）1、试判断下列通电导线的受力方向I BB 2、试分别判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向BIFBF3、如图表示一个通电螺线管的纵截面，ABCDE在此纵截面内5个位置上的小磁针是该螺线管通电前的指向，当螺线管通入如图所示的电流时，5个小磁针将怎样转动？SNAB4、如图，一通电直导线位于蹄形磁铁、磁极的正上方，当通以电流I时，试判断导线的运动情况。5、如图所示，A为

2、一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图。当圆盘高速绕中心轴OO转动时，通电直导线所受磁场力的方向是（ ） A、竖直向上B、竖直向下C、水平向里D、水平向外6、质量为m的通电细杆ab置于倾角为的导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为。有电流时，ab恰好能在导轨上静止，如图所示，它的四个侧视图中标出四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab又与导轨之间的摩擦力可能为零的图是（ ）（a）图（b）图（c）图（d）图 A、B、C、D、7、如图所示，一重为G1的通电圆环置于水平桌面，环中电流方向为顺时针方向（从上往下看），在环的正上方用轻绳悬挂一条

3、形磁铁，磁铁的中心轴线通过圆环中心，磁铁的上端为N极，下端为S极，磁铁自身重为G2，则下列关于圆环对桌面压力F，磁铁对轻绳拉力F的大小正确的是（ ） A、FG1，FG2B、FG1，FG2C、FG1，FG2D、FG1，FG28、如图所示，水平桌面上放一根条形磁铁，磁铁正中央上方吊着跟磁铁垂直的导线，当导线中通入指向纸内的电流时（ ） A、悬线上的拉力将变大B、悬线上的拉力将变小C、条形磁铁对水平桌面的压力将变大D、条形磁铁对水平桌面的压力将不变知识点梳理：一、磁场的基本概念1.磁场的产生磁极周围有磁场。电流周围有磁场（奥斯特）。安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场

4、都是由电荷的运动产生的。（但这并不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的，因为麦克斯韦发现变化的电场也能产生磁场。）变化的电场在周围空间产生磁场。2.磁场的基本性质磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用（对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。这一点应该跟电场的基本性质相比较。3.磁场力的方向的判定磁极和电流之间的相互作用力（包括磁极与磁极、电流与电流、磁极与电流），都是运动电荷之间通过磁场发生的相互作用。因此在分析磁极和电流间的各种相互作用力的方向时，不要再沿用初中学过的“同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引”的结论（该结论只有在一个磁体在另一个磁体

5、外部时才正确），而应该用更加普遍适用的：“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，或用左手定则判定。4.磁感线用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。要熟记常见的几种磁场的磁感线： 地球磁场 通电直导线周围磁场 通电环行导线周围磁场安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。5.磁感应强度（条件是匀强磁场中，或L很小，并且LB ）。磁感应强度是

6、矢量。单位是特斯拉，符号为T，1T=1N/（Am）=1kg/（As2）6.磁通量如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S，则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量，用表示。是标量，但是有方向（进该面或出该面）。单位为韦伯，符号为Wb。1Wb=1Tm2=1Vs=1kgm2/（As2）。可以认为穿过某个面的磁感线条数就是磁通量。在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下，B=/S，所以磁感应强度又叫磁通密度。在匀强磁场中，当B与S的夹角为时，有=BSsin。二、安培力 （磁场对电流的作用力）1.安培力方向的判定用左手定则。用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺线

7、管外部时）。用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管（不要把长直螺线管等效为条形磁铁）。2.安培力大小的计算F=BLIsin（为B、L间的夹角）高中只要求会计算=0（不受安培力）和=90两种情况。典型例题分析：【例1】（2000年上海高考试题）如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，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 （ ）A.F2B.F1F2C.F1F2D.2F1F2 【例2】一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平

8、导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示.若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力F和摩擦力f的变化情况分别是 ( ) (A)F增大，f减小(B)F减小，f增大(C)F与f都增大(D)F与f都减小 【例3】 如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽L。匀强磁场磁感应强度为B。金属杆长也为L ，质量为m，水平放在导轨上。当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止。求：B至少多大？这时B的方向如何？若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？ 【例4】如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置：一长方体绝缘容器内部高

9、为L，厚为d，左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b，上、下两侧装有电极C（正极）和D（负极）并经开关S与电源连接，容器中注满能导电的液体，液体的密度为；将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当开关断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同，开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差。若当开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差为h，电路中电流表的读数为I，求磁感应强度B的大小。AabACDS【例5】安培秤如图所示，它的一臂下面挂有一个矩形线圈，线圈共有N匝，它的下部悬在均匀磁场B内，下边一段长为L，它与B垂直。当线圈的导线中通有电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；然后使电流反向

10、，这时需要在一臂上加质量为m的砝码，才能使两臂再达到平衡。求磁感应强度B的大小。OMNabR【例6】如图所示，半径为R、单位长度电阻为的均匀导体环固定在水平面上，圆环中心为O，匀强磁场垂直于水平面方向向下，磁感应强度为B。平行于直径MON的导体杆，沿垂直于杆的方向向右运动。杆的电阻可以忽略不计，杆与圆环接触良好。某时刻，杆的位置如图，aOb=2，速度为v，求此时刻作用在杆上的安培力的大小。巩固练习：1、一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，如图所示若带电粒子飞过小磁针上方向的瞬间，小磁针N极向纸面内偏转，这带电粒子可能是 （ ）A向右飞行的正离子束B向左飞行的正离子束C向右飞行的负离子束D向左

11、飞行的负离子束 2、把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面接触，并使它组成如图1所示的电路，当电键S接通后，将看到的现象是 （ ）A弹簧向上收缩 B弹簧被拉长C弹簧上下跳动 D弹簧仍静止不动3、在同一平面有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示，四导线中电流Il=I3I2I4，要使O点磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流？ （ ）A切断I1 B切断I2C切断I3 D切断I44、如图1所示，在光滑水平桌面上，有两根弯成直角的相同金属棒，它们一端均可绕固定转动轴O自由转动，另一端b相互接触，组成一个正方形线框，正方形每边长度均为l，匀强磁场的方向垂直桌面向下当线框中通以图示方

12、向的电流I时，两金属棒在b点的相互作用力为f，则此时磁感强度的大小为_（不计电流产生的磁场）5、如图1所示，把轻质线圈用细线挂在一个固定的磁铁的N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面当线圈内通电时，下列结论中正确的是 （ ）A电流方向如图中所示时，线圈将向左偏移B电流方向如图中所示时，线圈将向右偏移C电流方向与图中相反时，线圈将向左偏移D电流方向与图中相反时，线圈将向右偏移6、如图1所示，在蹄形磁铁上水平放置一根直导线ab，当通以从a流向b的电流时直导线将 （ ）A在水平面内顺时针向转动B在水平面内逆时针向转动C在水平面内顺时针向转动并向下运动D在水平面内逆时针向转动并向下运动

13、7、在倾角=30的斜面上，固定一金属框，宽l=0.25m，接入电动势=12V、内阻不计的电池垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab，它与框架的摩擦因数u=。整个装置放在磁感强度B=0.8T，垂直框面向上的匀强磁场中（图1）当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？（框架与棒的电阻不计，g=10ms2） 8、一个单匝矩形线圈abcd，边长ab=30cm，bc=20cm，如图所示放在oxyz直角坐标内，线圈平面垂直oxy平面，与ox轴，oy轴的夹角分别为=30，=60匀强磁场的磁感强度B=10-2T试计算当磁场方向分别沿ox、oy、oz方向时，穿过线圈的磁通量各为多少

14、？9、关于磁感强度的下列说法中，正确的是 （ ）A放在磁场中的通电导线，电流越大，受到的磁场力也越大，表示该处的磁感强度越大B磁感线的指向就是磁感强度的方向C垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感强度方向D磁感强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、导线长度、导线取向等均无关10、由磁感强度定义式知，磁场中某处的磁感强度的大小 （ ）A随通电导线中电流I的减小而增大B随通电导线长度l的减小而增大C随着I1乘积的减小而增大D随通电导线受力F的增大而增大E跟F、Il的变化无关 课堂检测：1如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电

15、流时（ ）（A）磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力（B）磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力（C）磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力（D）磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力 2如图所示的电流天平可用来测定磁感应强度B。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽ab为l，共N匝，线圈的下部悬在待测匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有图示方向电流I时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知（ ）（A）磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为（m1m2）g/Nl（B）磁感应强度的方向垂直纸面

16、向里，大小为mg2NIll（C）磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为（m1m2）g/NIll（D）磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NIll 3如图所示，在倾角为30的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向下，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上，则磁感应强度的大小为B 。 4.如图所示，在倾角为30的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的通电直导体棒，棒内电流大小为I，方向垂直纸面向外.以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系.（1）若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，求磁

17、场的磁感应强度多大？（2）若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止，该磁场的磁感应强度多大. 5.在原子反应堆中抽动液态金属时，由于不允许转动机械部分和液态金属接触，常使用一种电磁泵.如图13413所示是这种电磁泵的结构示意图，图中A是导管的一段，垂直于匀强磁场放置，导管内充满液态金属.当电流I垂直于导管和磁场方向穿过液态金属时，液态金属即被驱动，并保持匀速运动.若导管内截面宽为a，高为b，磁场区域中的液体通过的电流为I，磁感应强度为B.求：（1）电流I的方向；（2）驱动力对液体造成的压强差. 课后作业：1、关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下

18、列说法中正确的是（ ）A、F、B、I的三者必定均相互垂直B、F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于IC、B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于ID、I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B2、如图所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是（ ）A、ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动B、ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动C、ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动D、ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动3、如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A

19、，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是（ ）A、水平向左 B、水平向右 C、竖直向下 D、竖直向上4、如图所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于紧张状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零（ ）A、适当增大电流 B、使电流反向并适当减小C、保持电流I不变，适当增大B D、使电流I反向，适当减小5、一根均匀粗导线的两端用柔软导线拉入电路，用用两根弹簧测力计悬挂起来，使导线MN保持水平，如图所示，在导线MN处加水平向里的磁场，并通以自M向N的电流，弹簧测力计的示数为F，若要使弹簧测力计示数增大，可以采用的做法是（ ）A、只减小电流 B、只增加电流C、只改变电流方向 D、只改变磁场方向 6、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线（ ）A、受到竖直向上的安培力 B、受到竖直向下的安培力C、受到由南向北的安培力 D、受到由西向东的安培力 7、如图所示，通有电流的导体A可以自由运动，判断导线A受安培力的情况及在安培力作用下导线将如何运动。8、在匀强磁场中，有一段5的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场人作用力是0.1N，那么磁感应强度B= T；现将导线长度增大为