内容 要求 要点解读 新课标卷高考近几年未直接考查,而是结合安培力、洛 磁场、磁感应强度、磁感线 Ⅰ 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 Ⅰ 安培力、安培力的方向 Ⅰ 匀强磁场中的 安培力 Ⅱ 伦兹力、电磁感应等内容间接考查。高考要求知道其内 容及含义,并能在有关问题中识别和直接使用。 常考点,多以选择题考查安培定则的应用,要求考生会 分项多条通电导线周围磁场的叠加。 常考点,往往结合平衡条件、牛顿运动定律和电磁感应 问题综合考查。 常考点,选择题或计算题均有可能,特别是安培力作用 下的平衡或运动问题,并且常结合电磁感应问题综合考 查。 一、磁场 1.力的角度——磁感应强度:把一段检验电流放在磁场中时,用它受到的最大安培力与其电流强度 和长度的乘积之比来描述该点的磁感应强度大小,即 。 2.“形”的角度——磁感线:磁感线的疏密反映磁场的强弱(磁感应强度的大小),切线方向是磁场方 向。 3.磁场的叠加:由于磁感应强度是矢量,故磁场叠加时合磁场的磁感应强度可以由平行四边形定则 计算。 二、安培定则和左手定则 安培定则 使用手 使用范围 右手 环形电流→磁场、直线电流→环形磁场 左手定则 左手 电(流)+磁→(安培)力 判断通电导线在磁场中的运动方向: 1.把弯曲导线分成很多直线电流元,先用左手定则判断各电流元受力方向,然后判断整段导线所受 合力的方向,从而确定导线的运动方向。 2.环形通电导线等效为小磁针,根据小磁针受到的磁力方向判断导线的受力和运动方向。 3.两平行直线电流间,同向电流互相吸引,反向电流相互排斥。 三、安培力 1.公式:FA=BILsin θ,安培力的大小取决于磁感应强度 B、电流强度 I、导体长度 L 及直导体与磁场 方向间的夹角 θ,该公式一般只适用于匀强电场。 2.涉及安培力的力学综合问题,一般采取以下步骤解题: (1)选择适当的视角,将电流方向或磁场方向用“●”或“×”表示,使立体图转化为平面图; (2)进行受力分析,特别要根据磁场特定分析好安培力; (3)根据平衡条件、牛顿第二定律或功能关系列方程解答。 磁场叠加问题的一般解题思路: (1)确定磁场场源,如通电导线。 (2)定位空间中需求解磁场的点,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 M、N 在 c 点产生的磁场. (3)应用平行四边形定则进行合成,如图中的合磁场. 【2019·山东省潍坊市高三模拟训练】如图所示,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,二者之间的距离为 l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里,大小相等的电 流时,纸面内与两导线距离为 l 的 a 点处的磁感应强度为零。若仅让 P 中的电流反向,则 a 点处磁感应强 度的大小为 A.2B0 B. C. D.B0 【参考答案】B 【详细解析】如图所示。 设 P 和 Q 在 a 点的磁感应强度大小为 B,当 P 和 Q 的电流都垂直纸面向里时,根据右手螺旋定则可知, P 在 a 点的磁感应强度方向为水平向右偏下 30°,Q 点在 a 点的磁感应强度方向为水平向右偏上 30°,两者 在 a 点的合磁感应强度为 ,方向水平向右,因 a 点的磁感应强度为零,故 。B0 的方向水平 向左。当 P 中电流方向反向时,磁场如图所示。 如图所示当 P 的电流反向后,P 在 a 点的磁感应强度方向为水平向左偏上 30°,P 和 Q 在 a 点的合磁感 应强度为 B,方向竖直向上,则 a 点的磁感应强度为 ,故 B 正确。 1.三根完全相同的长直导线互相平行,通以大小和方向都相同的电流。它们的截面处于一个正方形 abcd 的三个顶点 a、b、c 处,如图所示。已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与该导线的距离 成反比,通电导线 b 在 a 处产生的磁场磁感应强度大小为 B,则 d 处的磁感应强度大小为 A.2B B. B C.3B D. B 【答案】B 【解析】设正方形的边长为 L,通电导线 b 在 a 处产生的磁场磁感应强度大小为 B,根据通电导线在其 周围产生的磁场的磁感应强度大小与距该导线的距离成反比,及几何关系可得,a 与 c 在 d 处产生的磁 场的磁感应强度大小为 B,b 在 d 处产生的磁场的磁感应强度大小为 感应强度大小为 B,方向如图所示,则 d 点的磁 ,选 B。 【名师点睛】根据安培定则确定磁场方向,结合几何关系由平行四边形定则合成磁感应强度。 2.如图所示,A、B、C 是正三角形的三个顶点,O 是 AB 的中点,两根互相平行的通电长直导线垂直纸面 固定在 A、B 两处,导线中通入的电流大小相等、方向相反。已知通电长直导线产生磁场的磁感应强度 ,I 为通电长直导线的电流大小,r 为距通电长直导线的垂直距离,k 为常量,O 点处的磁感应强 度大小为 B0,则 C 点处的磁感应强度大小为 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】设 A 、 B 处的电流在 O 点产生的磁感应强度大小为 B1 ,方向如图所示,有 ,由 及 可知,A、B 处的电流在 C 点产生的磁感应强度大小为 向如图所示,由平行四边形定则及顶角 C 为 120°可知合磁感应强度大小为 下列关于小磁针在磁场中静止时的指向,正确的是(  ) ,C 正确。 ,即 ,方 【参考答案】C 【详细解析】根据在磁体外部同名磁极相互排斥可知选项 A 错误;应用安培定则可知环形电流中心线 上的磁场方向由右向左,小磁针 N 极受到的磁场力向左,选项 B 错误;根据安培定则可知通电螺线管内部 磁场方向向右,内部小磁针 N 极受到的磁场力向右,选项 C 正确;根据安培定则可知通电直导线右边磁场 方向向里,小磁针 N 极应向里,选项 D 错误. 【名师点睛】牢记判断电流的磁场的方法→安培定则,并能熟练应用,建立磁场的立体分布模型。 在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.      因果 磁场      直线电流的磁场 环形电流的磁场 原因(电流方向) 结果(磁场方向) 大拇指 四指 四指 大拇指 1.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,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方向是 A.水平向左 B.水平向右 C.竖直向上 D.竖直向下 【答案】C 【解析】首先根据安培定则判断通电螺线管中心产生的磁场方向向右,所以在 A 处产生的磁场方向水平 向左,根据左手定则判断可知,A 受到的安培力方向竖直向上,故选 C。 【易错警示】注意使用安培定则和左手定则时不要用错手,明确定则涉及的物理量的因果关系。 2.如图所示,ab、cd 是两根在同一竖直平面内的直导线,在两导线中央悬挂一个小磁针,静止时在同一 竖直平面内。当两导线中通以大小相等的电流时,小磁针 N 极向纸面内转动,则两导线中的电流方向 A.一定都是向上 B.一定都是向下 C.ab 中电流向上,cd 中电流向下 D.ab 中电流向下,cd 中电流向上 【答案】C 【解析】若两导线中的电流方向均向上,根据安培定则判断可知,小磁针 N 极静止不动,与题意不符, 故 A 错误。若两导线中的电流方向均向下,根据安培定则判断可知,小磁针 N 极向纸外面转动,与题 意不符。故 B 错误。若 ab 中电流向上,cd 中电流向下,根据安培定则判断可知,小磁针 N 极向纸里面 转动,与题意相符。故 C 正确。若 ab 中电流向下,cd 中电流向上,根据安培定则判断可知,小磁针 N 极向纸外面转动,与题意不符。故 D 错误。 【点睛】由题,小磁针 N 极向纸面里转动,小磁针 S 极向纸面外转动,则小磁针 N 极所在磁场方向向 里,小磁针 S 极所在磁场方向向外,根据安培定则判断。 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) 如图所示,伸开左手,让拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入, 并使四指指向电流方向;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。 【2019·河南高三开学考试】如图所示,三根通电长直导线 a、b、c 平行水平放置,其横截面恰好位于 等边三角形的三个顶点,导线 a、b 固定在同一竖直面内,导线 a 中的电流方向垂直纸面向里,导线 b 中的 电流方向垂直纸面向外,已知导线 a、b 中的电流在导线 c 处产生的磁场的磁感应强度大小均为 ;导线 c 中的电流方向垂直纸面向里,电流大小为 I,长度为 L,质量为 m,在粗糙水平面上处于静止状态,重力加 速度为 g,下列说法正确的是 A.导线 c 所受安培力的大小为 B.导线 c 受到的静摩擦力方向向右 C.导线 c 对水平面的压力大小为 D.若仅将导线 b 中的电流反向,则导线 c 所受安培力的大小为 【参考答案】C 【详细解析】由右手螺旋定则可知导线 a、b 分别在导线 c 处产生的磁场方向的夹角为 120°,根据平行 四边形定则可知合磁场的磁感应强度大小为 竖直向上,大小为 小为 ,方向水平向左,由左手定则可知导线 c 受到的安培力方向 ,根据平衡条件可知水平方向不受静摩擦力,竖直方向上导线 c 对水平面的压力大 ,故选项 A、B 错误,C 正确;当导线 b 中的电流反向时,导线 b 在导线 c 处产生的磁场方 向反向,合磁场方向竖直向下,大小为 ,则导线 c 受到的安培力大小为 ,故选项 D 错误。 1.【2019·福建省厦门第二中学高二期中】如图,长为 2L 的直导线折成边长相等的直角形状,并置于与其 所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为 B,当在该导线中通以电流 I 时,该直角形通电导线受到 的安培力大小为( A.0 ) B.BIL C. D.2BIL 【答案】C 【解析】安培力中通电导线的长度为电流的有效长度,本题中为通电导线从初指向末的长度,为 因此安培力 , ,C 正确。 2.(多选)如图,两根间距为 d 的平行光滑金属导轨间接有电源 E,导轨平面与水平面间的夹角 θ=30°, 金属杆 ab 垂直导轨放置,导轨与金属杆接触良好,整个装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中。当磁 场方向垂直导轨平面向上时,金属杆 ab 刚好处于静止状态。要使金属杆能沿导轨向上运动,可以采取 的措施是 A.增大磁感应强度 B B.调节滑动变阻器使电流增大 C.增大导轨平面与水平面间的夹角 θ D.将

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