(浙江选考)高考物理一轮复习第8章磁场第1讲磁场的描述磁场对电流的作用学案

1、1选考导航知识内容考试要求历次选考统计2016/042016/102017/042017/112018/042018/11磁现象和磁场b2磁感应强度c几种常见的磁场b10912通电导线在磁场中受到的力d910、229、2277运动电荷在磁场中受到的力c8带电粒子在匀强磁场中的运动d222323232223SR基过关堆孤教材自4落實知识排查厂止 磁场、磁感应强度1. 磁场(1) 基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。(2) 方向：小磁针的 N 极所受磁场力的方向。2. 磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。大小：B=IL(通电导线垂直于磁场)。(3) 方向：小磁

2、针静止时N 极的指向。单位：特斯拉(T)。3. 匀强磁场(1) 定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。(2) 磁感线的特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线。I 川1磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1.磁感线及特点(1)磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的 方向一致。2特点31磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。2磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。3磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。4磁感线是假想的曲线，客观上不存在2.电流的磁场图 1小题速练1.思考判断安培定则立体图横截面图纵截面图通电直导线通电螺线管环形电流

3、厂出1安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1.安培力的大小(1) 磁场和电流垂直时：F=BIL。(2) 磁场和电流平行时：F= 0。2. 安培力的方向左手定则判断：(1) 伸出左手，让拇指与其余四指垂直且都在同一个平面内。(2) 让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向。(3) 拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。从丄U1U1下从左U1U1石从AtEAtE车SN4(1)小磁针 N 极所指的方向就是该处磁场的方向()5（2）磁感线是真实存在的（）（3）磁感线越密表示磁场越强（）（4）将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零 （5）磁场中某点磁感应强度的方向，跟

4、放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致（6）安培力一定不做功（）（7）奥斯特发现了电流可以产生磁场（）答案(1)X(2)X(3)V(4)X(5)X(6)X(7)V2.关于磁感应强度B下列说法正确的是（ ）A.根据磁感应强度的定义式B=F可知，磁感应强度B与F成正比， 与IL成反比B. 一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零C一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零D.磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同答案 B3.人教版选修 3 1P94Ti改编下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是（）A.c、d两点的

5、磁感应强度大小相等答案 C4.在磁感应强度为Bo、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图 2 所示,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（）图 26B.a、b两点的磁感应强度大小相等C.c点的磁感应强度的值最小7D.b点的磁感应强度的值最大解析 通电直导线在c点产生的磁场的磁感应强度方向与Bo的方向相反，b、d两点的电流磁场与Bo垂直，a点电流磁场与Bo同向，由磁场的叠加知c点的合磁感应强度最小。答案 C考点突瞒研込几技心突锻考点1安培定则的应用1.几种常见的磁场2.安培定则（1）直线电流的磁场：右手握住通电导线，伸直的大拇指

6、指向电流方向，那么弯曲的四指的 方向就是导线周围的磁感线环绕的方向。（2）环形电流的磁场：用右手握住通电的环形导线（或通电螺线管），弯曲的四指与环形电流 的方向一致，那么大拇指的指向就是环形导线轴心上（或通电螺线管内部）的磁感线的方向。3.电场线与磁感线的比较电场线磁感线电场线的疏密程度表示该区域电场强弱（密T强；疏7弱 ）磁感线的疏密程度表示该区域磁场强弱（密T强；疏T弱）电场线由正电何指向负电何或无穷远；或由无穷远指向负电荷，是不闭合曲线磁感线在磁体外部是从 N 极指向 S 极，内部从S 极指向 N 极。磁感线是闭合曲线电场线互不相交、不相切磁感线互不相交、不相切A.a、cB.b、cD.a

7、、dC.c、d8【典例】 如图 3 所示，直导线AB螺线管C电磁铁D三者相距较远，它们的磁场互不影 响，开关 S闭合，则小磁针的北极 N（黑色一端）指示磁场方向正确的是（）9解析据安培定则判断出：（1）AB直导线磁场在小磁针a所在位置垂直纸面向外，所以小磁 针a的 N极指向正确；（2）C左侧为 N 极，内部磁场向左，所以小磁针c的 N 极指向正确，小磁针b的 N 极指向不对；（3）D左为 S 极，右为 N 极，所以小磁针d的 N 极指向也不正确。 答案 AI踉逬题组_ 多埔练透1. 如图 4 所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，侧旁小磁针 N 极的最终指向应为（）1厶全图 4A. 平行纸面向

8、右B. 平行纸面向左C. 垂直纸面向里D. 垂直纸面向外解析 根据安培定则可知，导线右侧的磁感线方向垂直纸面向外，故小磁针 N 极的最终指向应为垂直纸面向外。答案 D2. （2016 10 月浙江选考）如图 5 所示，把一根通电的硬直导线ab，用轻绳悬挂在通电螺线 管正上方，直导线中的电流方向由a向b.闭合开关 S 瞬间，导线a端所受安培力的方向是解析 闭合开关 S 瞬间，由右手螺旋定则知螺线管右端为N 极，左端为 S 极，螺线管产生的A.向上C.垂直纸面向外图 5B.向下D.垂直纸面向里10磁场方向在通电导线a端斜向左下方，由左手定则可知，导线a端所受安培力的方向垂直纸面向里，D 正确。11

9、1. 磁感应强度由磁场本身决定，与检验电流无关。2. 磁感应强度是矢量，磁场叠加时合磁感应强度等于各个磁感应强度的矢量和，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或根据正交分解法进行合成与分解。3. 磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场。【典例】（2017 4月浙江选考）如图 6 所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内，则（）A.b点的磁感应强度为零B.ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里C.cd导线受到的安培力方向向右D. 同时改变两导线的电流方向、cd导线受到的安培力方向不变解析根据右手螺旋定则可知，两平行直导

10、线通以电流后在b处的磁场方向均为垂直纸面向外，所以选项 A 错误；导线cd在a处的磁场垂直纸面向里，导线ef在a处的磁场垂直纸面向外，且导线cd在a处产生的磁感应强度大，所以选项B 错误；根据安培定则和左手定则可判断，方向相反的两个电流的安培力互相排斥，所以选项 C 错误；不管电流方向如何，只要电流方向相反，就互相排斥，选项D 正确。答案 DI跟逬题组_多埔练透1.下列说法正确的是（）A. 电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度可能不为零B. 一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零C. 电场强度表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷

11、本身电荷量的比值D. 磁感应强度表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值解析电场和磁场有一个明显的区别是：电场对放入其中的电荷有力的作用，磁场对通电导答案 D考点磁感应强度及磁场的叠加图 612线有力的作用的条件是磁场方向不能和电流方向平行，因此A、B 错误；同理根据电场强度的定义式E=可知 C 正确；而同样用比值定义法定义的磁感应强度则应有明确的说明，即B=IL中|和B的方向必须垂直，故 D 错误。答案 C2.有两根长直导线a、b互相平行放置，如图 7 所示为垂直于导线的截面图。在图中所示的 平面内，0点为两根导线连线的中点，M N为

12、两根导线附近的两点， 它们在两导线连线的中垂线上，且与0点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法正确的是（）图 7A.M点和N点的磁感应强度大小相等、方向相同B.M点和N点的磁感应强度大小相等、方向相反C. 在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D. 在线段MN上三点的磁感应强度为零解析 根据安培定则和磁场叠加原理，M点和N点的磁感应强度大小相等、方向相反，选项A 错误，B 正确；在线段MN上只有在0点处，a、b两直导线电流形成的磁场的磁感应强度等大反向，即只有0点处的磁感应强度为零，选项C D 错误。答案 B3.（2017 全国卷川

13、，18）如图 8，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为I。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为I的a点处的磁感应强度为零，如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为（）tl傀* V2 “JT*Jf、rP0一宓图 8V32肝A.0B. B0C. D.2B03313解析 如图甲所示，P、Q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等，设为B,由几何关14系可知，B=*Bo。如果让P中的电流反向、其他条件不变时，如图乙所示，由几何关系可答案 C1.安培力的大小(1) 当B与I垂直时，F最大，F=ILB，

14、当B与I平行时，F最小，F= 0。(2) 公式F=BIL中的L是指有效长度。当直导线与磁场垂直时， 导线在磁场中的部分为有效长度；当弯曲导线与磁场垂直时，有效长度等于连接两端点线段的长度(如图 9 所示)，相应的电流沿L由始端流向末端。2.安培力作用下导体运动方向的判断方法电流元法分割为电流兀 左手定则安培力方向T整段导体所受合力方向T运动方向特殊位置法在特殊位置T安培力方向T运动方向等效法环形电流？小磁针条形磁铁？通电螺线管？多个环形电流结论法同向电流互相吸引， 反向电流互相排斥； 两不平行的直线电流相 互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运

15、动或运动趋势的冋题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第二定律，知，a点处磁感应强度的大小Bo，故选项 C 正确,AB、D 错误。安培力及安培力作用下的导体运动情况的判断甲乙X X H MX XX图 915确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动 方向【典例 1】（2017 上海单科）如图 10, 导体棒ab静止在 U 形铁芯的两臂之间。电键闭C.向左解析 根据图中的电流方向，由安培定则知U 形铁芯下端为 N 极，上端为 S 极，ab中的电流方向由 ab,由左手定则可知导体棒受到的安培力方向向右，选项D 正确。答案 D【典例 2】 如图 11 所示，U 形平行金属

16、导轨与水平面成 37。角，金属杆ab横跨放在导轨 上，其有效长度为 0.5 m，质量为 0.2 kg，与导轨间的动摩擦因数为 0.1。空间存在竖直向 上的磁感应强度为 2 T 的匀强磁场。要使ab杆在导轨上保持静止，则ab中的电流大小应在 什么范围？（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取g= 10 m/s2, sin 37= 0.6 , cos 37=0.8)解析 先画出金属杆受力的侧面图，由于安培力的大小与电流有关，因此改变电流的大小, 可以改变安培力的大小，也可以使导线所受的摩擦力方向发生变化。A.向上合后导体棒受到的安培力方向D.向右16由平衡条件可知，当电流较小时，导线所受的摩擦力方向沿

17、斜面向上，如图甲所示。17则 min0=(mgcos0+Fsine) +Fcose,mgsin0口cos0BLcos0+口sin0当电流较大时，导线所受的摩擦力方向沿斜面向下，如图乙所示。则 mn0+口（mgcos0+Fsin0) =Fcos0,所以 1.21 A I 1.84 A。答案 1.21 A I|2,纸面内的一点H到两根导线的距离相等，则该点的磁感应强度方向可能为图中的（）A.向左运动C.以mn为轴转动B.向右运动D.静止不动图 225-(J)hf图 4ABB.B3CBD.B解析 根据题述IiI2,由安培定则，Ii在H点产生的磁感应强度方向垂直于H和Ii连线，指向右下方，12在H点产

18、生的磁感应强度方向垂直于H和12连线，指向左下方。Ii在H点产生的磁感应强度比 丨2在H点产生的磁感应强度大，H点磁感应强度为两磁场的叠加，故H点的磁感应强度方向可能为图中的E3,选项 B 正确。答案 B7. （2018 浙江台州高三期末）如图 5 所示，三根长为L的无限长直导线的横截面在空间构成 等边三角形，电流的方向垂直纸面向里。电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0,导线C位于水平面处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力是（）* C嚅.I厂丁/产严于若h-图 5A. ,.3BoIL, 水平向左B.BIL，水平向右 3C.牙BolL，水平向左D. .,;3B）IL

19、，水平向右解析A B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为如图所示:26根据平行四边形定则，结合几何的菱形关系得水平向左，大小为FA=*3BolL，由于导线 静摩擦力大小为,3B）IL，方向水平向右，故3B,再由左手定则可知，安培力方向C位于水平面处于静止状态，所以导线C受到的D 正确，AB、C 错误。27B 组能力提升8.（2018 4月浙江选考）在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图答案 A9. （2018 浙江教育绿色评价联盟高考适应性考试）某兴趣小组同学制作出一个可以测量电流的仪器，其主要原理如图 7 所示，铜棒左右两侧的中点分别固定相同弹簧,线范围内有垂直于纸面的匀强

20、磁场，两弹簧为原长时，指针指向 0 刻度。下电流时指针在 0 刻度左边静止。由题中所给条件，判断正确的是（0LLA. 可知磁场的方向垂直于纸面向外B. 仅改变磁场方向，指针将在 0 刻度左边静止C. 仅改变电流的方向，指针将在0 刻度左边静止答案 D示。有一种探测的方法是，首先给金属长直管通上电流,再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场最强的某点，记为a;在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF;在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为 45的b、c两点,测得b、c两点距离为L。由此可确定金属

21、管线（比1哋diA.平行于EF,深度为 2B.平行于EF,深度为LC.垂直于EF,深度为 2D.垂直于EF,深度为L解析 画出垂直于金属管线方向的截面图，可知磁场最强的点a即为地面距离管线最近的点，作出b、c两点的位置,由题意可知EF过a点垂直于纸面，所以金属管线与EF平行,根据几何关系得深度为 2铜棒所在的虚在测量一个自上而28D. 同时改变磁场和电流的方向，指针会在0 刻度右边静止解析 电流向下时，指针在 0 刻线左侧，弹力向右，则说明电流受安培力向左，由左手定则知，磁场垂直于纸面向外，故 A 正确；仅改变磁场方向或仅改变电流方向，由左手定则可知电流受安培力向右，则弹力向左，指针将在右侧静

22、止，故B、C 错误；同时改变磁场和电流的方向，安培力方向仍向左，故指针仍在0 刻度左边静止，故 D 错误。答案 A10. （2018 浙江宁波选考适应性考试）超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪音新型船，如图 8 是电磁船的简化原理图，AB和CD是与电源相连的导体板，AB与CD之间部分区域浸没在海水中并有垂直纸面向内的匀强磁场（磁场由固定在船上的超导线圈产生，其独立电路部分未画出），以下说法正确的是（）图 8A. 使船前进的力，是磁场对海水中电流的安培力B. 要使船前进，海水中的电流方向从CD板指向AB板C. 同时改变磁场的方向和电源正负极，推进力方向将与原方向相反D. 若接入电路的海水电阻

23、为R其两端的电压为U,则船在海水中前进时，AB与CD间海水 中的电流强度小于U解析 当CD接直流电源的负极时，海水中电流方向由AB指向CD海水受到的安培力向左，根据牛顿第三定律可知，船体受到向右的作用力，故使船体向前运动，故A、B 错误；同时改变磁场的方向和电源正负极，磁场方向反向，电流方向反向，所以推进力方向将与原方向相同，故 C 错误；因船在海水中前进时，AB与CD间海水切割磁感线产生电流，使接入电路的海水两端电压小于 U,所以电流强度小于R故 D 正确。答案 D11.利用如图 9 所示装置可测磁感应强度B,矩形线圈宽为L,共N匝，磁场垂直于纸面，当 线圈中通以方向如图所示的电流I时，天平处于平衡。当电流改为反方向且大小不变时，右边需加质量为m的砝码后，天平才能重新平衡，由此可知（）29解析 天平是等臂杠杆，右边需加质量为m的砝码可推知原来安培力向下，后来安培力变为向上，由此可判断B的方向为垂直纸面向里，原来未加m时有平衡方程mg=mg+NBIL,后mg来平衡方程有mg=mg+mg-