鲁科版高中物理必修第三册核心考点突破5含答案

核心考点突破5

一、安培定则的应用及磁场叠加

【典例1】 (多选) 三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线搭成一等边三角形。在导线中通过的电流均为I，电流方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3。下列说法正确的是              (　　)

A.B1=B2<B3

B.B1=B2=B3

C.a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里

D.a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里

【解析】选A、C。靠近a点的两根导线产生的磁场叠加后，磁感应强度为零，a点磁感应强度由离a最远的导线决定，b点的磁感应强度大小与a点相同，对于c点，靠近c的两根导线的磁感应强度方向相同，叠加后的磁感应强度最大，选项A正确，选项B错误；由右手螺旋定则和磁感应强度的矢量叠加可得，C正确，D错误。

【方法技巧】分析电流磁场叠加问题的程序和方法

1.安培定则的“因”和“果”判断磁场的方向

2.磁场的叠加

(1)磁感应强度是矢量，磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。

(2)多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和，叠加时遵循矢量合成法。

【素养训练】

在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘。导线没有通电时，罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量B=5.0×10-5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置，如图所示。由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为              (　　)

A.5.0×10-5 T　　　　　　　B.1.0×10-4 T

C.8.66×10-5 T    D.7.07×10-5 T

【解析】选C。由题意作图可得tan60°=   得B1=8.66×10-5 T。

【补偿训练】

　　如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，通过L1、L2中的电流相同，L1、L2中的电流方向垂直纸面向里，L3中的电流方向垂直纸面向外，在三根导线与纸面的交点所构成的等边三角形的中心上放有一电流方向垂直纸面向外的通电长直导线，则该导线受到的安培力的方向为              (　　)

A.指向L1　　　　 B.指向L2

C.指向L3    D.背离L3

【解析】选C。三根相互平行的固定长直导线电流大小相等，它们在中心O处产生的磁感应强度大小均相同，依题意利用安培定则可知L1、L2产生的合磁场水平向右与L3产生的磁场相同，如图所示：由图可知，最终中心O点的合磁场强度方向水平向右，根据左手定则可知，中心导线所受的安培力方向为指向L3，故A、B、D错误，C正确。

二、对电磁感应现象的理解及判断

【典例2】在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是 (　　)

A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化

B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化

C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化

D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化

【解析】选D。本题考查了感应电流的产生条件。产生感应电流的条件是只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电流，本题中的A、B选项都不会使得电路中的磁通量发生变化，并不满足产生感应电流的条件，都不正确。C选项中磁铁插入线圈时，虽有短暂电流产生，但未能及时观察，C项错误。在给线圈通电、断电瞬间，会引起闭合电路磁通量发生变化，产生感应电流，因此D项正确。

【方法技巧】判断电磁感应现象是否发生的一般流程

(1)确定研究的闭合回路。

(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ。

(3)判断磁通量变化

(4)利用产生感应电流的条件判断是否产生感应电流

【素养训练】

　重庆市某中学的几位同学把一条大约10 m长电线的两端连接在一个灵敏电流表的接线柱上，形成闭合导体回路。甲、乙两位同学沿南北方向站立匀速摇动电线时，灵敏电流表的示数为I1，两位同学沿东西方向站立匀速摇动电线时，灵敏电流表的示数为I2，则              (　　)

A.I1=0，I2≠0　　　　  B.I1≠0，I2=0

C.I1≠0，I2≠0    D.I1=0，I2=0

【解析】选C。由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极，所以当两个同学朝东西方向站立，并迅速摇动电线时，导线就会做切割磁感线运动，灵敏电流表的读数最大I2≠0。沿南北方向站立匀速摇动电线时，由于北半球的磁场有向下的分量，所以穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流，所以I1≠0，C正确。

【补偿训练】

　　(多选)如图所示线圈中不能产生感应电流的是 (　　)

【解析】选A、C。线圈在磁场中运动，穿过线圈的磁通量没有变化，所以不会产生感应电流，符合题意，故A正确；线圈离开磁场时，磁通量减小，故有感应电流产生，不符合题意，故B错误；线圈与磁场始终平行，穿过线圈的磁通量为零，没有变化，所以不能产生感应电流，符合题意，故C正确；在磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量发生变化，所以线圈中产生感应电流，不符合题意，故D错误。本题选不能产生感应电流，故选A、C。