高中物理高考 第1讲　磁场及其对电流的作用 课件练习题

这是一份高中物理高考 第1讲　磁场及其对电流的作用 课件练习题，共60页。PPT课件主要包含了强弱和方向，特斯拉，平行四边形，不存在，不中断，不相交，电与磁，磁感线，两个磁极，环形电流等内容，欢迎下载使用。
第1讲　磁场及其对电流的作用
主干梳理 对点激活
2．几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场
3．磁电式电流表的工作原理磁电式电流表的原理图如图所示。
一 堵点疏通1．磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流元的情况无关。(　　)2．磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致。(　　)3．磁感线是客观存在的，磁感线上各点的切线方向表示该点的磁场方向。(　　)
4．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．垂直放置在磁场中的线圈面积减小时，穿过线圈的磁通量可能增大。(　　)6．安培力可以做正功，也可以做负功。(　　)
2. (多选)如图为通电螺线管，A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，关于A、B、C三点，下列说法正确的是(　　)A．磁感应强度最大处为A处，最小处为B处B．磁感应强度最大处为B处，最小处为C处C．小磁针静止时在B处和A处N极都指向左方D．小磁针静止时在B处和C处N极都指向右方
解析　通电螺线管的磁场分布类似于条形磁体的磁场分布，画出磁感线分布图，可知B处磁感线最密，C处磁感线最疏，所以B处磁感应强度最大，C处最小，A错误，B正确；根据安培定则可知，B处磁场向左，再根据磁感线的闭合性可知A处磁场向左，C处磁场向右，所以小磁针静止时，在A、B处N极指向左方，在C处N极指向右方，C正确，D错误。
3．(人教版选择性必修第二册·P6·T1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(　　)
解析　由左手定则知A、B错误，C正确；D项中通电直导线与磁场方向平行，磁场对通电直导线没有作用力，D错误。
4．(人教版选择性必修第二册·P6·T3)如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。
(1)导出用n、m、l、I表示磁感应强度B的表达式；(2)当n＝9，l＝10.0 cm，I＝0.10 A，m＝8.78 g时，磁感应强度是多少？
考点细研 悟法培优
1.安培定则的应用：在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场方向时应分清“因”和“果”。
2．磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵从平行四边形定则。磁场叠加问题的一般解题思路：(1)确定磁场场源，如通电直导线。(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则及其他已知条件判定各个场源在这一点上产生的磁场的磁感应强度的大小和方向。如图中BM、BN分别为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B。
例1　(2017·全国卷Ⅲ) 如图，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l。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l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(　　)
提示：依据安培定则判断磁感线是以导线为中心的同心圆。(2)磁感应强度的合成遵从什么运算法则？提示：平行四边形定则。
磁场的叠加和安培定则应用的“三大注意”(1)根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向时，注意直导线和环形导线存在的差异。(2)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。(3)磁感应强度是矢量，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。
[变式1]　(2020·四川省宜宾市三诊)如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2。当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为(　　)
1.应用公式F＝IlB计算安培力时的注意事项(1)当B与I垂直时，F最大，F＝IlB；当B与I的夹角为θ时，F＝IlBsinθ；当B与I平行时，F＝0。
(2)l是有效长度弯曲导线的有效长度l，等于连接两端点线段的长度(如图所示)；相应的电流沿l由始端流向末端。由此可知，垂直磁场的闭合线圈通电后，在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零。
例2　(2020·山东省日照市一模)如图所示，用电阻率为ρ、横截面积为S、粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd边均与ad边成60°角，ab＝bc＝cd＝L。框架与一电动势为E、内阻忽略不计的电源相连接。垂直于竖直框架平面有磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场，则框架受到安培力的合力的大小和方向为(　　)
提示：不同。(2)abcd的有效长度是多少？提示：有效长度等于ad，为2L。
安培力的大小与方向的判定方法分析和计算安培力大小时，必须准确利用安培力计算公式，有效长度的确定需要结合几何知识正确分析、计算，还要注意电流的方向与磁场方向的夹角；根据左手定则判断安培力方向时，注意四指指向电流的方向，安培力F⊥B，F⊥I，但磁感应强度B的方向与导线中电流I的方向并不一定垂直。
[变式2]　(2020·山东省淄博市般阳中学高三下入学考试)虚线区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，有一长为L的金属丝，被弯折成N匝的正方形金属线圈，线圈垂直磁场放置如图，线圈中通有大小为I的电流，则该线圈受到安培力的大小为(　　)
1.分析通电导体在磁场中平衡或加速问题的一般步骤(1)确定要研究的通电导体。(2)按照已知力→重力→安培力→弹力→摩擦力的顺序，对导体作受力分析。(3)分析导体的运动情况。(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列式求解。
2．分析安培力的注意事项(1)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面。(2)安培力的大小：应用公式F＝IlBsinθ计算弯曲导线在匀强磁场中所受安培力的大小时，有效长度l等于曲线两端点的直线长度。(3)视图转换：对于安培力作用下的力学综合问题，题目往往给出三维空间图，需用左手定则判断安培力方向，确定导体受力的平面，变立体图为二维平面图。
3．其他注意事项(1)类似于力学中用功与能的关系解决问题，通电导体受磁场力时的加速问题也可以考虑从能量的观点解决，关键是弄清安培力做正功还是做负功，再由动能定理列式求解。(2)对于含电路的问题，可由闭合电路欧姆定律求得导体中的电流，再结合安培力分析求解。
例3　(2020·山东省青岛市高三上期末)如图，垂直纸面放置的金属棒用绝缘丝线悬挂在O点，金属棒的质量m＝0.1 kg、长度L＝0.5 m，棒中通有垂直纸面向里的电流。在竖直面内加上匀强磁场，金属棒平衡时丝线与竖直方向间夹角θ＝30°，棒中电流强度I＝2 A，重力加速度g＝10 m/s2。关于所加磁场，下面判断正确的是(　　)C．若所加磁场的方向与丝线平行，那么磁场的磁感应强度最小D．只要所加磁场的磁感应强度大小确定，丝线上的拉力大小也就唯一确定
A．磁场的方向可能垂直丝线向右上方B．若所加磁场的磁感应强度大小B＝0.8 T，那么磁场的方向是唯一确定的
提示：沿丝线向下。(2)何时安培力最小？提示：当安培力与丝线拉力垂直时，安培力最小。
则B满足mgsinθ