全国通用近年高考物理大一轮复习第九章磁场课时达标24磁场安培力(2021-2022学年)9191.pdf
课时达标 第 2讲 磁场 安培力 解密考纲主要考查对磁场的理解、磁场的叠加、安培力的方向和决定安培力大小的因素 1如图所示是磁场中某区域的磁感线，则(B）A.a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,BBb.同一通电导线放在处受力一定比放在处受力大.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 解析 根据磁感线的疏密程度可以判断出a、b两处的磁感应强度的大小不等,Bab,即选项 B 正确;同一通电导线放在a处受力的情况大小不确定,因为放入时的位置(即放入时与磁感线所成的方向)不确定,则其受安培力的大小就不确定.2.已知地磁场的水平分量为,利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度,如图所示为测定通电线圈中央一点的磁感应强度,实验方法：先将未通电线圈平面固定于南北方向竖直平面内,中央放一枚小磁针,N 极指向北方；给线圈通电,此时小磁针 N 极指北偏东角后静止，由此可以确定线圈中电流方向(由东向西看）与线圈中央的合磁感应强度分别为（C)A顺时针 Bcos B顺时针 错误!未定义书签。逆时针 Bco D逆时针(,sin)解析 通电线圈产生的磁场方向向东，由安培定则可知电流沿逆时针方向(由东向西看）;磁感应强度为矢量，根据其叠加原理可得Bcs （B为合磁感应强度）,所以B=错误!未定义书签。.选项 C 正确 3如图所示,一个边长、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中若通以图示方向的电流(从A点流入,从C点流出）,电流为I,则金属框受到的磁场力为（B）A.0 BIB C.f（4,3)IB D2IlB 解析 可以把正三角形金属框看作两根导线并联，且两根导线中的总电流等于I,由安培力公式可知,金属框受到的磁场力为IB，选项 B 正确.4图中a、b、c、为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的 4 个顶点上,导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是(B）A向上 B向下 C向左 D.向右 解析 根据右手螺旋定则，可判断a、b、四根导线中的电流在点产生的磁场方向如图所示，a、b、d四根导线上电流大小相同,故O点的合磁场方向向左.根据左手定则，可判断该粒子所受洛伦兹力方向向下，故选项 B 正确.（多选)图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆当电磁铁线圈两端a、b,导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动下列说法正确的是（BD）A.若接正极，b接负极,e接正极,接负极，则L向右滑动 B.若a接正极，b接负极,e接负极,接正极，则L向右滑动 C若a接负极，接正极,接正极,接负极,则L向左滑动 D.若a接负极,接正极，e接负极，f接正极,则L向左滑动 解析 若a接正极,b接负极，则电磁铁产生的磁场方向向上,若e接正极，f接负极,由左手定则可判断金属杆所受安培力方向向左,故向左滑动;若e接负极,f接正极,则向右滑动，选项 A 错误,B正确若a接负极，b接正极,则电磁铁产生的磁场方向向下；若e接正极，接负极,则向右滑动，选项 C 错误，D 正确.6（多选)如图所示,质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于、O，并处于匀强磁场中当导线中通以沿x正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为。则磁感应强度方向和大小可能为（B）A.z正向，错误!tan 正向，错误!C.负向,错误!未定义书签。t D沿悬线向上，错误!si 解析 受力平面图如图，对于选项,安培力水平向内，三个合力不可能为零,选项 A 错误;对于选项,安培力竖直向上，当安培力BILg时，可以平衡，此时f（g，L),选项 B 正确；对于选项 C,安培力水平向外,三力平衡时安培力=gtan ,此时=错误!未定义书签。an ，选项 C 正确；对于选项 D,安培力垂直于悬线的方向向内,三力不可能平衡,选项 D 错误.7图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，线圈中、b两条导线的长均为l,通有方向如图乙所示的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为。则(D）A该磁场是匀强磁场 线圈平面总与磁场方向垂直 C.线圈将沿逆时针方向转动 D.a、b导线受到的安培力的大小总为IlB 解析 该磁场是均匀辐向分布的,不是匀强磁场,选项 A 错误;线圈平面与磁场方向平行，选项 B错误；在图示位置,、b导线受到的安培力方向分别为向上、向下，大小均为IB,合力为 2BI,线圈将沿顺时针方向转动,选项 C 错误，选项正确 8已知通电长直导线周围某点的磁感应强度Bk错误!未定义书签。，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比.如图所示,两根平行长直导线相距为R,通以大小、方向均相同的电流规定磁场方向垂直纸面向里为正，在 0R区间内磁感应强度B随r变化的图线可能是(C)解析 根据安培定则可知两根平行长直导线上的电流在两根导线间产生的磁感应强度的方向相反，又由B=k错误!可知,在其连线的中点即r=错误!处，两根导线中的电流产生的合磁感应强度为零,选项 A、B错误;在 0错误!范围内,左边导线中的电流产生的垂直纸面向里的磁场要强于右边导线中的电流产生的垂直纸面向外的磁场,则合场强的方向垂直纸面向里,为正值,同理靠近右边导线处，合磁场方向垂直纸面向外,为负值，选项 C 正确,选项错误.分别置于a、b两处的长直导线垂直纸面放置,通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,、b、c、d在一条直线上，且ac=cb=b。已知点的磁感应强度大小为B1,d点的磁感应强度大小为B。若将b处导线的电流切断，则(A）.c点的磁感应强度大小变为f(1,2),d点的磁感应强度大小变为错误!未定义书签。B1B2.c点的磁感应强度大小变为121,d点的磁感应强度大小变为错误!未定义书签。B2B1 Cc点的磁感应强度大小变为B12,d点的磁感应强度大小变为错误!B1B2 D.c点的磁感应强度大小变为B1-B,d点的磁感应强度大小变为错误!未定义书签。2B1 解析 c点的磁场是分别置于a、b两处的长直导线中的电流产生的由安培定则可知分别置于a、b两处的长直导线在点产生的磁场方向相同,磁感应强度大小均为f（B1,2)由对称性可知,b处的长直导线在d点产生的磁场的磁感应强度大小为错误!，方向向下处的长直导线在d点产生的磁场的方向与前者相反，磁感应强度大小为B2B2。若将b处导线的电流切断,则点的磁感应强度大小变为错误!未定义书签。B1,d点的磁感应强度大小变为错误!1-2,选项 A 正确.10.如图所示，固定不动的绝缘直导线mn和可以自由移动的矩形线框bc位于同一平面内，与ad、bc边平行且离ad边较近.当导线m中通以方向向上的电流,线框中通以顺时针方向的电流时，线框的运动情况是(B）A向左运动 B向右运动.以mn为轴转动 D静止不动 解析 以mn为研究对象线框内磁场方向垂直纸面向里,由左手定则知导线受向左的安培力,由牛顿第三定律可知线框受到向右的作用力.故线框向右运动,选项 B 正确.11.质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中,直导体棒中通有恒定电流,平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60角,其截面图如图所示.则下列关于导体棒中的电流分析正确的是(C）A导体棒中电流垂直纸面向外，大小为错误!未定义书签。B.导体棒中电流垂直纸面向外，大小为错误!C导体棒中电流垂直纸面向里,大小为错误!未定义书签。D.导体棒中电流垂直纸面向里,大小为错误!未定义书签。解析 导体棒受到竖直向下的重力、斜向上的弹力，要使导体棒平衡,应受水平向右的安培力,重力和安培力的合力大小与弹力大小相等、方向相反，由平衡条件有 tan 60=f(IL，mg)错误!，得导体棒中电流I错误!,再由左手定则可知,导体棒中电流的方向应垂直纸面向里,故只有选项 C 正确.12如图所示，ab、cd为相距 2 m 的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，质量为 3.6 kg 的金属棒MN垂直于导轨放在其上,当金属棒中通以 A 的电流时,金属棒受到水平方向的磁场力的作用沿着导轨做匀加速运动,加速度为 2 m/s2,当棒中通以同方向的 5 的电流时，棒恰好沿着导轨做匀速运动求此匀强磁场的磁感应强度的大小.解析 设金属棒在水平方向受到摩擦力为Ff，当通以电流I=8 A 时,处于加速状态.由牛顿第二定律,有I1LFm1,当通以电流I2=5 A 时，棒处于平衡状态，有B2LFf0，联立，解得B1。2 T 答案 1。T
