2022年宁夏高考物理总复习：磁场

2022年宁夏高考物理总复习：磁场

1.当导线在磁场中做切割磁感线的运动时，已知电流方向和运动方向，则判断磁场的方向

需要用到右手定则（左手定则,右手定则），判断安培力的方向需要用到左手定则

（左手定则，右手定则）。

【分析】依据导线在磁场中做切割磁感线产生的感应电流，使用右手定则，而通电导线

在磁场中受到安培力，使用左手定则来判定。

【解答】解：当导线在磁场中做切割磁感线的运动时，通过右手定则判断感应电流方向，

因此此处磁场方向可由右手定则来确定，即右手大拇指指向导线运动方向，四指指向电

流方向，则磁场要穿过掌心；

左手定则可以判断安培力方向、磁场方向、电流方向关系，那么判断安培力的方向需要

用到左手定则，即让磁场穿过左手掌心，其四指指向电流方向，则大拇指指向则为安培

力方向；

故答案为：右手定则，左手定则。

【点评】本题考查了磁场方向的判断方法，掌握左手定则、右手定则、安培定则内容即

可正确解题，平时要注意基础知识的学习与掌握。

2.如图所示，一根长为L、质量为m的细导体棒a被水平放置在倾角为的光滑斜面上，导

体棒所在空间存在竖直方向匀强磁场，当细棒中通以恒定电流，当电流方向如图所示，

电流强度为I时，a能在斜面上保持静止，已知重力加速度g,则匀强磁场的磁感应强度

的大小为3g;方向为竖直向上。

—IL—-------------------

【分析】导体棒受重力、支持力和安培力作用，处于平衡状态，关键是根据左手定则确

定安培力方向，然后根据平衡条件列式求解安培力大小，根据F=BIL求解磁感应强度。

【解答】解：空间存在竖直方向的匀强磁场，当磁感应强度方向竖直向上时，根据左手

定则可知，导体棒受到水平向右的安培力，根据平衡条件，在平行斜面方向，BILcos450

=mgsin45°,解得，B=萼；

ILt

当磁感应强度方向竖直向下时、根据左手定则可知，导体棒受到水平向左的安培力，不

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能平衡。

故答案为：器;竖直向上。

【点评】本题中限制了磁感应强度的方向，必须在竖直方向，则答案唯一；实际上，磁

感应强度方向也可以水平向左，则安培力与重力平衡。

3.通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上，通有如图所示的电流时,

通电直导线A受到水平向右的安培力作用.当A、B中电流大小保持不变，但同时

改变方向时，通电直导线A所受到的安培力方向水平向右.

【分析】由安培定则可得出A处的磁场方向，再由左手定则可判断A受安培力的方向.

【解答】解：由安培定则可得，A所在处的磁场垂直线面向里，则由左手定则可得，A

受安培力向右，

同理可得，当电路反向后，安培力向右；

故答案为：右；右.

【点评】本题考查安培定则及左手定则的应用，只要熟练掌握定则内容并能正确应用即

可解出.

4.一导体材料的样品的体积为aXbXc,A'、C、A、C'为其四个侧面，如图所示.已知

导体样品中载流子是自由电子，且单位体积中的自由电子数为n,电阻率为p,电子的电

荷量为e,沿x方向通有电流I.

（1）导体样品A'、A两个侧面之间的电压是要，导体样品中自由电子定向移动

—ab-

（2）将该导体样品放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴正方向，则导体侧面C的电势」

于（填“高于”、“低于”或“等于"）侧面C'的电势.

（3）在（2）中，达到稳定状态时，沿x方向的电流仍为I,若测得C、C两侧面的电

势差为U,则匀强磁场的磁感应强度B的大小为竺”.

一/一

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【分析】（1）根据电阻定律和部分电路的欧姆定律可以求出A、A'之间的电压；由电流

的微观表达式：I=nesv,求出电子定向移动的速率；

（2）金属导体中移动的是自由电子，当电流的方向水平向右时，电子向左定向移动，受

到洛伦兹力发生偏转，根据电子偏转到哪一表面判断电势的高低.

（2）当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，根据电场力与洛伦兹力平衡，结合电

流I=nevS,推导出U的大小与I和B以及元件厚度b之间的关系.

【解答】解：（1）导体材料的电阻为：R=P三，则电压：U=IR=缥；由电流的微观表

ab助

达式：I=nesv,则电子定向移动的速率：v=总^

（2）根据左手定则，电子向侧面C'运动，C'有了多余的电子，电势低，所以导体的

侧面C的电势高于侧面C'的电势.

（3）电子受到的洛伦兹力与电场力平衡，有：e?=evB,得：B=嘤；

b1

一—

故,答,案为,：（1）上pci，一I7：（2）局于；（3）n-e-aU-

abneabI

【点评】解决本题的关键知道金属导体中移动的是自由电子，根据左手定则判断电子偏

转方向，从而得出表面电势的高低.会根据电荷所受的电场力与洛伦兹力相等，推导出

UH的大小与I和B以及元件厚度b之间的关系.

5.如图是霍尔元件工作原理示意图，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和

b,其中自由运动电荷的带电量大小为q。导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强

磁场中，磁感应强度大小为B.当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表

面之间的电压为U,且上表面的电势比下表面的低，由此可得该导电材料的自由运动电

荷为负（填“正”或“负”）电荷，单位体积内自由运动电荷数等于£。

----------qbU—

下

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【分析】上表面的电势比下表面的低。知上表面带负电，下表面带正电，根据左手定则

判断自由运动电荷的电性。抓住电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡求出电荷的移动速度,

从而得出单位体积内自由运动的电荷数。

【解答】解：因为上表面的电势比下表面的低，根据左手定则，知道移动的电荷为负电

荷；

U

因为qvB=q—,

解得：v=磊,