广东省深圳市高二物理《磁场对电流的作用》

整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt1.某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F相互关系的图如图所示,其中正确的是()整理ppt【解析】选D.根据左手定则可判定A项中安培力方向应竖直向下,B项中安培力方向应垂直磁场斜向上,C项中导线不受安培力,D项中安培力方向正确.整理ppt2.如图9-2-3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受到磁场力大小为F2,则此时b受到磁场力大小变为()F2B.F1-F2C.F1+F2D.2F1-F2整理ppt【解析】选A.原来两根有反向电流的平行直导线在对方导线附近产生的磁场Ba、Bb的方向都垂直纸面向里,两导线间的相互作用力是一对作用力与反作用力,其大小都为F1,如图所示.当加入垂直纸面的另一匀强磁场后,无论其方向是向里或向外,两导线所在区域的磁场发生同样的变化,因此a导线受力大小变为F2时,b导线受力大小一定也是F2,故选A.整理ppt3.（2020·南通模拟）如图9-2-4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线水平吊起通电直导线A.A与螺线管垂直，“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里.电键S闭合后，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.竖直向上整理ppt【解析】选C.电键闭合后根据安培定则可判定导线所在位置处磁感线的方向为水平向右，再由左手定则判定导线受到安培力的方向为竖直向下，C项正确.整理ppt4.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的均匀辐向分布的磁场,下列说法正确的有()A.该磁场的磁感应强度大小处处相等,方向不同B.该磁场的磁感应强度方向处处相同,大小不等C.该磁场的磁感应强度大小和方向都不相同D.距轴线等距离处的磁感应强度大小都相等整理ppt【解析】选D.磁电式电流表内磁场是均匀辐向分布的,只有在距轴线等距离处的磁感应强度大小相等,方向不同,故选项D正确.整理ppt5.（2020·惠州模拟）如图9-2-5所示，在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab，棒上通过3A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止，求：（1）匀强磁场的磁感应强度为多大？（2）ab棒对导轨的压力为多大？整理ppt【解析】整理ppt答案：整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt【例1】如图9-2-6所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流I时,导线的运动情况是(从上往下看)A.顺时针方向转动,同时下降B.顺时针方向转动,同时上升C.逆时针方向转动,同时下降D.逆时针方向转动,同时上升整理ppt【思路点拨】解答本题时，可按以下思路分析：整理ppt【自主解答】选A.判断导线的转动方向可用电流元法:把直线电流等效为AO′、O′O、OB三段(O′O段极短)电流元,由于O′O段电流方向与该处磁场方向相反,所以不受安培力作用;AO′段电流元所在处的磁场方向斜向上,根据左手定则可知其所受安培力方向垂直纸面向外;OB段电流元所在处的磁场方向斜向下,同理可知其所受安培力方向垂直纸面向里,综上可知导线将以OO′段为轴顺时针转动(俯视).整理ppt判断导线的升降情况可用特殊位置法:用导线转过90°的特殊位置来分析,根据左手定则判得安培力的方向向下,故导线在顺时针转动的同时向下运动.此题还可应用“转换研究对象法”即假设导体固定不动,判断出蹄形磁铁的N、S极受力方向,从而确定蹄形磁铁的转动方向,再根据具体情况,把结论反过来即可.整理ppt【变式训练】如图9-2-7所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图所示方向的电流后，线圈的运动情况是()A.线圈向左运动B.线圈向右运动C.从上往下看顺时针转动D.从上往下看逆时针转动整理ppt【解析】选A.方法一：电流元法.首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看做一直线电流，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所示.根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动.选项A正确.整理ppt方法二：等效法.将环形电流等效成一条形磁铁，如图乙所示，据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成一环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”,也可判断出线圈向左运动，选A.整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt【例2】（2020·泉州模拟）（14分）如图9-2-8所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源.现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，求：整理ppt（1）通过导体棒的电流；（2）导体棒受到的安培力大小；（3）导体棒受到的摩擦力.整理ppt【思路点拨】解答本题时，可按以下思路分析：整理ppt【标准解答】(1)根据闭合电路欧姆定律

(4分)(2)导体棒受到的安培力F安=BIL=0.30N(4分)整理ppt(3)导体棒受力如图,将重力正交分解F1=mgsin37°=0.24N(2分)F1<F安,根据平衡条件mgsin37°+f=F安(2分)解得f=0.06N(2分)答案：(1)1.5A(2)0.30N(3)0.06N整理ppt【互动探究】若导轨是光滑的，则导体棒恰好静止在导轨上时，磁感应强度B的最小值是多少？方向如何？整理ppt【解析】当B取最小值时，则安培力F安最小，此时F安的方向平行于斜面向上,故B的方向仍为垂直于斜面向上,则有mgsin37°=BIL，答案：0.4T垂直于斜面向上整理ppt【例3】如图所示是导轨式电磁炮实验装置示意图.两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,其间安放金属滑块(即实验用弹丸).滑块可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触.电源提供的强大电流从一根导轨流入,经过滑块,再从另一导轨流回电源.滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射.在发射过程中,该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场,方向垂直于纸面,其强度与电流的关系为B=kI,比例常量k=2.5×10-6T/A.整理ppt已知两导轨内侧间距l=1.5cm,滑块的质量m=30g,滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s(此过程视为匀加速运动).(1)求发射过程中电源提供的电流强度.(2)若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能,则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大?整理ppt【思路点拨】解决此题要把握以下两点:整理ppt【标准解答】整理ppt答案：整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt1.（2020·重庆·T19）在如图9-2-9所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小为fa、fb，判断这两段导线（）A.相互吸引，fa＞fbB.相互排斥，fa＞fbC.相互吸引，fa＜fbD.相互排斥，fa＜fb整理ppt

【命题意图】本题考查电流的磁效应和磁场对电流的作用力，注意同向电流相互吸引，异向电流相互排斥．整理ppt【解析】选D．电键S分别置于a、b两处时，电源分别为一节干电池、两节干电池，而电路中灯泡电阻不变，则电路中电流Ia＜Ib，MM′在NN′处的磁感应强度Ba＜Bb，应用安培力公式F=BIL可知fa＜fb，又MM′与NN′电流方向相反，则相互排斥．整理ppt2.(2020·海南·T15)据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图9-2-10所示．炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离l=0.10m，导轨长L=5.0m，炮弹质量m=0.30kg．整理ppt导轨上的电流I的方向如图中箭头所示．可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T，方向垂直于纸面向里．若炮弹出口速度为v=2.0×103m/s，求通过导轨的电流I．忽略摩擦力与重力的影响．整理ppt

【命题意图】本题考查在安培力作用下的匀加速运动，要求运用牛顿第二定律、运动学公式和安培力公式综合解答．整理ppt【解析】答案：整理ppt有一长为l=0.50m、质量为10g的导线cd，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的z轴上，如图9-2-11所示．z轴垂直纸面向外，g=10m/s2．求：(1)当磁感应强度B1=1.0T，方向与x轴负方向相同时，要使悬线中张力为零，导线cd中的电流I1的大小和方向？(2)当导线cd中通入方向由c到d的I2=0.40A的电流，这时磁感应强度B2=1.0T，方向与x轴正方向相同，当cd静止时每条悬线中的张力是多大？整理ppt(3)当导线cd通入方向由c到d的大小为I3=0.10A的电流，若磁场方向垂直z轴，且与y轴负方向夹角为30°，与x轴正方向夹角为60°，磁感应强度B3=2.0T，则导线cd静止时每条悬线中的张力又是多大？整理ppt【解析】整理ppt答案：整理ppt一、单项选择题（本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题只有一个选项符合题意）1.通电的三角形闭合线框处在与其表面垂直的匀强磁场中，如图1所示，则线框所受安培力（）A.为零B.方向垂直ab边向外C.方向垂直bc边向外D.条件不充分，无法求解整理ppt【解析】选A.由于折线acb的等效长度与直线ab相等，且电流等大反向，因此直线ab受的安培力与折线acb所受的安培力大小相等，方向相反，合力为零，即线框所受安培力的合力为零，故选项A正确.整理ppt2.（2020·海南高考）一根容易形变的弹性导线,两端固定,导线中通有电流,方向如图中箭头所示.当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是()整理ppt【解析】选D.本题考查左手定则的应用.没有通电时导线是直的,竖直向上,当加上竖直向上的磁场时,由于磁感应强度B的方向与电流方向平行,导线不受安培力,不会弯曲,A图错误;加上水平向右的匀强磁场,根据左手定则,电流所受的安培力应垂直纸面向里,B图弯曲方向错误;同理,C图中电流受的安培力向右,因此C图中导线弯曲方向错误;D图正确.整理ppt3.如图2所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F.为使F=0，可能达到要求的方法是（）A.加水平向右的磁场B.加水平向左的磁场C.加垂直纸面向里的磁场D.加垂直纸面向外的磁场整理ppt【解析】选C.为使F=0，则F安必竖直向上且F安=mg，由左手定则可判定磁场一定是垂直纸面向里，故选项C正确.整理ppt4.（2020·全国高考Ⅰ）如图3,一段导线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()整理pptA.方向沿纸面向上,大小为(+1)ILBB.方向沿纸面向上,大小为(-1)ILBC.方向沿纸面向下,大小为(+1)ILBD.方向沿纸面向下,大小为(-1)ILB整理ppt【解析】选A.由左手定则可判断,导线所受磁场力方向沿纸面向上,C、D错;导线的有效长度为ad的长度，即L有效=（+1）L，故安培力的大小为F=（+1）BIL,因此选A.整理ppt二、双项选择题（本大题共5小题，每小题8分，共40分，每小题有两个选项符合题意）5.一段通电直导线，长度为l，电流为I，放在同一个匀强磁场中，导线和磁场的相对位置如图4所示的四种情况，通电导线所受到的安培力的大小情况将是（）整理pptA.（c）和（d）的情况下，导线所受到的安培力都大于（a）的情况B.（b）的情况下，导线不受力C.（b）、（c）的情况下，导线都不受力D.（a）、（c）、（d）的情况下，导线所受安培力大小都相等整理ppt【解析】选B、D.（b）的情况下，由于I与B同向，通电导线不受安培力作用，B对；（a）、（c）、（d）三种情况下，F、I与B三者大小不变且方向总是相互垂直的，所以F的大小相同，A、C错D对.整理ppt6.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,电流方向如图5所示,ab边与MN平行.关于MN的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是()A.线框有两条边所受的安培力方向相同B.线框有两条边所受的安培力大小相同C.线框所受安培力的合力向左D.线框所受安培力的合力向右整理ppt【解析】选B、C.由图示的电流方向可知,通电线框abcd处的磁场方向是垂直于纸面向里的.由左手定则可知导线框abcd的4条边所受的磁场力方向分别垂直于各边向外,即4条边所受的安培力方向都不同:Fab向左,Fbc向上,Fcd向右,Fda向下.bc边与ad边到通电直导线MN的距离相等,由对称性知,Fbc与Fad大小相等;由于ab边比cd边距MN近,所以Fab>Fcd,故线框所受安培力的合力向左.故B、C正确.整理ppt7.（2020·吉林模拟）如图6所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B1=1T.位于纸面内的细直导线长L=1m，通有I=1A的恒定电流.当导线与B1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零.则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为（）A.TB.TC.1TD.T整理ppt【解析】选B、C.导线受到的安培力为零，可判断出合磁感应强度为零或沿导线方向，若沿导线方向，可求出磁感应强度B2的最小值，B2min=B1sin60°=T，故B、C正确.整理ppt8.（2020·泉州模拟）如图7所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线，当通以电流I时，欲使导线静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方向可能是（）A.B=mgtanα/IL，方向垂直斜面向上B.B=mgsinα/IL，方向垂直斜面向下C.B=mgtanα/IL，方向竖直向上D.B=mg/IL，方向水平向左整理ppt【解析】选B、D.导线在重力、支持力和安培力三力作用下平衡，当磁场方向垂直斜面向上时，安培力沿斜面向下，三力不可能平衡，A错；当磁场方向垂直斜面向下时安培力沿斜面向上，则有mgsinα=BIL，故B=mgsinα/IL，B项正确；当磁场方向竖直向上时，安培力水平向右，三力不可能平衡，C错；若磁场方向水平向左时，安培力竖直向上，则有mg=BIL,即故D正确.整理ppt9.如图8所示,质量为m、长为L的导体棒电阻为R,初始时静止于光滑的水平轨道上,电源电动势为E,内阻不计.匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与轨道平面成θ角斜向上方,电键闭合后导体棒开始运动,则()A.导体棒向左运动B.电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BEL/RC.电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BELsinθ/RD.电键闭合瞬间导体棒MN的加速度为BELsinθ/mR整理ppt【解析】选B、D.磁场方向与导体棒垂直,导体棒所受安培力方向为垂直于磁场方向与导线方向所确定的平面斜向下,其有水平向右的分量,故A、C错误,B正确.导体棒的合力F合=Fcos(90°-θ)=Fsinθ,由

D正确.整理ppt三、计算题（本大题共2小题，共36分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）10.（2020·大连模拟）（16分）水平放置的光滑金属导轨宽L=0.2m，接有电源电动势E=3V，电源内阻及导轨电阻不计.匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B=1T.导体棒ab的电阻R=6Ω，质量m=10g，垂直放在导轨上并良好接触（如图9），求合上开关的瞬间：整理ppt（1）金属棒受到安培力的大小和方向；（2）金属棒的加速度.整理ppt【解析】（1）（4分）F=BIL=1×0.5×0.2N=0.1N方向水平向右（6分）（2）方向水平向右（6分）答案：（1）0.1N水平向右（2）10m/s2水平向右整理ppt11.(新题快递)(20分)如图10所示,PQ和EF为水平放置的平行金属导轨,间距为l=1.0m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M=30g.在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速度g取10m/s2.若导轨是粗糙的,且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍,若要保持物体c静止不动,应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何?整理ppt答案:【解析】整理ppt1.如图所示，A为被固定的长直导线，abcd为能绕与A平行的固定转轴OO′自由转动的矩形线框，若直导线和线框分别通以图示方向的电流I1、I2，则线框的运动情况为（）A.顺时针旋转，最终停在线框内磁通量最小的位置B.逆时针旋转，最终停在线框内磁通量最大的位置C.顺时针旋转，最终停在ad边和bc边与直导线A等距离的位置D.逆时针旋转，最终停在ad边和bc边与直导线A等距离的位置整理ppt【解析】选B.先用安培定则判断I1周围的磁场方向，再用左手定则判断I2在I1的磁场中的受力情况，如图所示.根据力的转动效果知，线框将逆时针旋转，最终停在线框内磁通量最大的位置.整理ppt2.如图所示，一边长为h的正方形线圈A，其电流I方向固定不变，用两条长度恒为h的细绳静止悬挂于水平长直导线CD的正下方.当导线CD中无电流时，两细绳中张力均为T，当通过CD的电流为i时，两细绳中张力均降为aT(0<a<1)，而当CD上的电流为i′时，细绳中张力恰好为零.已知通电长直导线的磁场的磁感应强度B与到导线的距离r成反比（即B=ki/r,k为常数）.由此可知，CD中的电流方向和电流之比i/i′分别为（）整理pptA.向左，1+aB.向右，1+aC.向左，1-aD.向右，1-a整理ppt【解析】整理ppt3.取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（）A.0B.0.5BC.BD.2B整理ppt【解析】选A.题图(b)中螺线管上的长导线可等效为两个通过等大反向电流的通电螺线管，两螺线管电流方向相反，由安培定则可知产生的磁场也是大小相等、方向相反的，所以螺线管中部磁感应强度为零.整理ppt4.如图所示,在条形磁铁S极附近悬挂一个圆形线圈,线圈与水平放置的条形磁铁位于同一平面内,当线圈中电流沿图示方向流动时,将会出现()A.线圈向磁铁平移B.线圈远离磁铁平移C.从上往下看,线圈顺时针转动的同时靠近磁铁D.从上往下看,线圈逆时针转动的同时靠近磁铁整理ppt【解析】选D.把环形电流等效成N极向里、S极向外的磁铁,由同名磁极互相排斥、异名磁极互相吸引的作用规律知,从上往下看,线圈逆时针转动的同时靠近磁铁.整理ppt5.如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A为水平放置的直导线的截面.导线中无电流时磁铁对斜面的压力为N1;当导线中有电流通过时,磁铁对斜面的压力为N2,此时弹簧的伸长量减小了,则()A.N1<N2,A中电流方向向外B.N1=N2,A中电流方向向外C.N1>N2,A中电流方向向内D.N1>N2,A中电流方向向外整理ppt【解析】选D.如图所示,画出磁铁在导线A处的一条磁感线,若导线A中通有向外的电流,由左手定则判断出导线所受安培力F方向向下,由牛顿第三定律知磁铁所受反作用力F′向上,磁铁对斜面的压力减小,N2<N1;同时由于F′沿斜面向上的分力,使得弹簧弹力减小,可知弹簧的伸长量减小,假设正确,故选D.整理ppt6.如图所示,通电直导线ab质量为m、长为L,水平放置在倾角为θ的光滑斜面上,通以图示方向的电流,电流为I,要求导线ab静止在斜面上.(1)若磁场的方向竖直向上,则磁感应强度为多大?(2)若要求磁感应强度最小,则磁感应强度为多少?方向如何?整理ppt【解析】整理ppt答案：整理ppt整理ppt9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。2022/12/252022/12/25Sunday,December25,202210、雨中黄叶树，灯下白头人。。2022/12/252022/12/252022/12/2512/25/20226:59:33PM11、以我独沈久，愧君相见频。。2022/12/252022/12/252022/12/25Dec-2225-Dec-2212、故人江海别，几度隔山川。。2022/12/252022/12/252022/12/25Sunday,December25,202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。。2022/12/252022/12/252022/12/252022/12/2512/25/202214、他乡生白发，旧国见青山。。25十二月20222022/12/252022/12/252022/12/2515、比不了得就不比，得不到的就不要。。。十二月222022/12/252022/12/252022/12/2512/25/202216、行动出成果，工作出财富。。2022/12/252022/12/2525December202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。2022/12/252022/12/252022/12/252022/12/259、没有失败，只有暂时停止成功！。2022/12/252022/12/25Sunday,December25,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。2022/12/252022/12/252022/12/2512/25/20226:59:33PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。2022/12/252022/12/252022/12/25