2020年高考物理一轮复习热点题型专题19磁场对电流的作用(教师版)

年考理轮习点型题19场电的用题型一题型二题型三题型四题一

安培定的应用和磁的叠加安培力用下导体运情况的断安培力用下的平衡题安培力功、动能定的综合用安定的用磁的加．安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分因和果.因果磁场直线电流的磁场环形电流的磁场

原因电流方)大拇指四指

结果(磁场方)四指大拇指磁场叠问题的解题思路确定磁场场源，如通电导线．定空中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图所示为N在c点生的磁场B、MN应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场B.【例题1】（2019·江卷）如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等．矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在ab产生的磁场作用下静止则、的电流方向可能是A均向左

B．均向右C

．a的向左，b的向右D．a的向右，b的向左【答案【解析】由右手螺旋定则可知，若a、b两线的电流方相同，在矩形线框上、下边处产生的磁场方向相反由矩形线上、下边的电流方向也相反，则矩形线框上、下边所受的安培力相反，所以不可以平衡，则要使矩形线框静止a、两线电流方向相反，故CD正。【例题】(多选)全国卷Ⅱ如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L、L，1L中电流方向向左中电流方向向上的上方有点相对于L对称121个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为，向垂直于纸面向外．已知、0点的磁感应强度大小分别为和B，向也垂直于面向外．()0A流经L的流在点生的磁感应强度大小为1120B流经L的流在点生的磁感应强度大小B10C．经L的流在点生的磁感应强度大小为20D．经L的电流在点生的磁感应强度大小为2120【答案】【解析】原场、电流的磁场向如图所示，由题意知在b点：＝B－B＋00在a点：＝B－B－001由上述两式解得B＝，＝B，A、C项确．1122

22【例题】全国卷·18)图，在磁感应强度大小为B的强磁场中，两长直导线P0和Q垂直于纸面固定放置之的距离为l.两导线中均通有方向垂直于纸面向里的流I时纸面内与两导线距离均为l的a处的磁感应强度为零，如果让P中电流反向、其他条件不变，则a点磁感应强度的大小()A．0B.

23BD2B03

0【答案】【解析】如甲所示，、Q中电流在点产生的磁感应度大小相等，设为，1几何关系可知，＝1

B.如果让中电流反向、其他条件不变时，如图乙所示，由几何关系可知，a点磁感应强度的大小＝＋0

2

＝

3

B，选项正，、B、错0误．【例题】多)山东省泰安市上学期期末已知通电长直导线产生的磁场中某点的I磁感应强度满足B＝k(中k为例系数I为流强度，r为点到直导线的距．现有r四根平行的通电长直导线，其横截面积恰好在一个边长为L的方形的四个点上，电流方向如图，其中、导中的电流大小为I，、导中的电流大小为I.已知导线所12受的磁场力恰好为零，则下列说法正确的()A电流的大小关系为I＝2I1B四根导线所受的磁场力都为零

2121C．方形中心O处磁感应强度为零D．移A导，则中心处磁场将沿向【答案】ACD【解析】将线、、D在线A处的磁场表示出来，如图甲所示：IIA导所受的磁场力为零，则A处合磁场零，即：2k＝k，：I＝I，选项LLA正；同理，将各点的磁场都画出来，可以判、D导处的合磁场不为零，故所受的磁场力不为零，故选项错；各导线在O点的磁场画出，如图乙所示，由于A、C导线电流相等而且距离点离等，则B＝′A同理＝，正方形中心O处磁感应强度为零，故选项确；若移走A导，则BD磁场B不在，由于′＝，此时在点磁只剩下导线的场，而且导线点ABD磁场方向沿OB方，即中心处磁场将沿OB方，故选项D正．题二

安力用导运情的断．问题特点安培力作用下导体的运动问题与力学中的运动问题一样样遵从力学基本规律是研究对象所受的力中多分析安培力而已．．规律分析判定通电导体在安培力作用下的运动方向或运动趋势必须弄清楚导体所在位置的磁感线分布情况再弄清楚导体中电的方向然利用左手定则准确判定导体的受力情况进而确定导体的运动方向或运动趋势．．几种判定方法

左手定则左手定则电流元法特殊位置法

分割为电流元安力方向整导体所受合力方→运动方向在特殊位置安力方向运方向环形电流

小磁针等效法条形磁铁

通电螺线管

多个环形电流同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用结论法时，有转到平行且电流方向相同的趋势定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析转换研究对电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受象法电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向【例题】如所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，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(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．时针方向转动，同时下降D．时方向转动，同时上升【答案】A【解析】如甲所示，把直线流等效为无数小段，中间的点为点，选择在点左侧极右上方的一小段为研究对象，该处磁场方向指向左下方，由左手定则判断，该小段受到的安培力的方向垂直纸面向里O点侧的各段电流元都受垂直纸面向里的安培力，把各段电流元受到的力合成，则O点左侧导线受到垂直纸面向里的安培力；同理判断出O点右侧的导线受到垂直纸面向外的安培力．因此，由上向下看，导线沿顺时针方向转动．分析导线转过90°时的情形：如图乙所示，导线中的电流垂直纸面向外，由左手定则可知，

导线受到向下的安培力．由以上分析可知，导线在顺时针转动的同时向下运动．选项A正确．【例题】河南省新乡市第三次模)如图所示，两个完全相、所在平面互相垂直的导体圆环、Q中用绝缘细线连接，通过另一绝缘细线悬挂在天花板上，当P、Q中同时通有图示方向的恒定电流时，关于两圆环的转从上向下看)以及细线中张力的变化，下列说法正确的是()A．顺时针转动，Q逆针转动，转动时与花板连接的细线张力变B．P逆针转动Q顺针转动转动时两细线张力均不变C．、Q均不动与天花板连接的细线和与Q接的细线张力均增大D．P不Q逆针转动，转动时、Q间线张力不变【答案】A【解析】根安培定则，P产的磁场的方向垂直于纸面向外产生的磁场水平向右，根据同名磁极相互排斥的特点，从上向下看P将时针转动Q时针转动；转动后PQ两的电流的方向相反，但下方细线与P连处的电流方向相同，所以两个圆环相互吸引，P、Q间线张力减小．由整体法可知与天花板连接的细线张力总等于两环的重力之和，大小不变，故A正，、、错．【例题(2019·吉省公主岭市调研将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一块条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下()A圆环顺时针转动，靠近磁铁C．环逆时针转动，靠近磁铁

B圆环顺时针转动，远离磁铁D．环时针转动，远离磁铁【答案】【解析】该电圆环相当于一垂直于纸面的小磁针N极内S极外，根据同极相

斥、异极相吸，C正确．【例题】(多选如图所示，台秤上放一光滑平，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F，在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，1当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F，以下说法正确的()2A弹簧长度将变长B弹簧长度将变短C．F1D．F1【答案】BC【解析】如甲所示导棒的磁场方向指向右上方，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向垂直于磁场方向指向右下方据牛顿第三定律对形磁铁受力分析如图乙所示，所以台秤对条形磁铁的支持力减小，即台秤示数F>F，水平方上，由于′12有水平向左的分力，条形磁铁压缩弹簧，所以弹簧长度变短．题三

安力用的衡题通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力电综合模型模一般由倾斜导轨体棒、电源和电阻等组成类题目的难点是题图具有立体性各的方向不易确定．因此解题时一定要先把立体图转化为平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系，如图所示．

FF【例题1天津市部分区上学期期末如图甲所示定的两光滑导体圆环距m两圆环上放一导体棒，圆环通过导线与电源相连，电源的电动势为3V，内阻为0.导体棒质量为60g接入电路的电阻为1.3Ω，圆环电阻不计，匀强磁场竖直向上开关S合后，棒可以静止在圆环上某位置，该位置对应的半径与水平方向的夹角为＝37°，如图乙所示，(10，37°0.6，cos＝0.8)求：棒静止时受到的安培力的大小；匀强磁场的磁感应强度的大小．【答案】(1)0.8N(2)0.4T【解析】(1)对导体棒进行受力分析，如图所示mg有＝tan解得＝NE由闭合电路欧姆定律，得I＝＋r解得I＝2AF由安培力的公式F＝，得＝，IL解得B＝0.4T.

2222【例题2】福建省三明市上学期期)如图所示质为m长为L的棒用度也为的根轻导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中磁应强度为未电时轻导线静止在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度为，()A棒中电流的方向为→amgtanθB棒中电流的大小为mgθC．中电流的大小为sinθD．只大轻导线的长度，则变【答案】【解析】根导体棒受到的安力方向和左手定则可知，棒中电流的方向为由a到b故A错；根据动能定理可知BIL

mgsinθ－(1－cos)＝0－，解得I＝，Bsinθ错误，确；由上式可知BILLθ＝(1－cosθ)，轻导线的长度L可消去，与之无关，故D误．题四

安力功动定的合用安培力做功与动能定理结合，其解题步骤如下：选取研究对象，明确它的运动过程；分析研究对象的受力情况若是立体图就改画成平面)各个力的做功情况别分析安培力的大小和方向，看安培力做正功还是负功，然后求各力做功的代数和；明确初、末状态的动能；列出动能定理的方程以及其他必要的解题方程进行求解．【例题】(多选)(2019·广省梅州市调)如图所示，水平放置的光滑平行金属导，左端通过开关与阻不计、电动势为的电源相连，右端与半径为L＝20的滑圆弧导轨相接．导轨宽度为cm，电阻不计．导轨所在空间有竖方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T.一导棒ab垂直导轨放置，质量m＝60、阻＝，用两根长也为cm的绝缘细线悬挂，导体棒恰好与导轨接触．当闭合开关后导体棒沿圆弧摆动，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态．导体棒ab速最时，细线与竖直方向的夹角θ＝53°(sin53°＝0.8，cos53°0.6，g＝m/s)则)

mmA磁场方向一定竖直