1、考纲解读考试要求章 内容必考 加试说明磁现象和磁场 b b磁感应强度 c c几种常见的磁场 b b磁场通电导线在磁场中受到的力c d1.不要求计算导线与磁场不垂直时的安培力2利用安培力公式，综合其他力学规律，求解力学与电学综合的问题只限于所受各力在一条直线或相互垂直的情形一、磁现象和磁场1磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引图 12奥斯特实验(如图 1 所示)：(1)通电直导线沿 南北方向放置在小磁针的上方(2)意义：说明通电导体周围存在着磁场，发现了电流的磁效应，首先揭示了电与磁之间是有联系的3磁场(1)磁场：存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质磁体与磁体之间、磁
2、体和通电导体之间、通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的(2)基本性质：对放入其中的磁体或通电导体有力的作用(3)地磁场：地球磁体的 N 极(北极) 位于地理南极附近，地球磁体的 S 极(南极)位于地理北极附近二、磁感应强度 安培定则1磁感应强度(1)定义式：B (通电导体垂直于磁场) FIL(2)方向：小磁针静止时 N 极的指向(3)单位：特斯拉，简称特(T) ，1 T1 .NAm(4)磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的2磁感线(1)引入：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：磁感线的特点与电场线的
3、特点类似，主要区别在于磁感线是闭合的曲线(3)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图 2 所示) 图 23常见电流的磁场通电直导线 通电螺线管 环形电流安培定则三、安培力1安培力的方向资*源%库(1)左手定则：伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都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(2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥2匀强磁场中安培力的大小(1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，F maxBIL.(2)当磁场与电流平行时，安培力等于零1下列四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是( )资*源%库 A
4、 B C D答案 C解析 由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，正确，错误，和为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出正确，错误故正确选项为 C.2(2016台州模拟 )磁场中某区域的磁感线如图 3 所示，则( )图 3Aa、b 两处的磁感应强度的大小不等，B aBbBa、 b 两处的磁感应强度的大小不等，B aI2；a、 b、c、d 为导线某一横截面所在平面内的四点，且 a、b、c 与两导线共面；b 点在两导线之间，b、d 的连线与导线所在平面垂直磁感应强度可能为零的点是( )图 4Aa 点 Bb 点 Cc 点 Dd 点答案 C解析 要使某点合磁感应强度为零，必有 I1 和
5、 I2 形成的两个磁场在该点的磁感应强度等大反向，只有 c 点有可能，选 C.7如图 5 所示的电路中，电池相同，当开关 S 分别置于 A、B 两处时，导线MM与 NN之间的安培力的大小分别为 FA、F B，可判断这两段导线( )图 5A相互吸引，F AFBB相互排斥，F AFBC相互吸引，F AFBD相互排斥，F AFB答案 D解析 开关接 A 时导线中的电流小于接 B 时导线中的电流，故 FAFB.两种情况下两段导线中均为反向电流，故相互排斥选项 D 正确8(2016湖州调研 )如图 6，一段导线 abcd 位于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段 a
6、b、bc 和 cd 的长度均为 L，且abc bcd135. 流经导线的电流为 I，方向如图中箭头所示导线段abcd 所受到的磁场的作用力的合力( )图 6A方向沿纸面向上，大小为( 1)ILB2B方向沿纸面向上，大小为( 1) ILB2C方向沿纸面向下，大小为( 1) ILB2D方向沿纸面向下，大小为( 1)ILB2答案 A解析 导线所受合力 F 合 ILB2BILsin 45( 1)ILB，方向沿纸面向上29(多选 )图 7 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 及导轨两端 e、
7、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( )图 7A若 a 接正极，b 接负极，e 接正极，f 接负极，则 L 向右滑动B若 a 接正极，b 接负极，e 接负极，f 接正极，则 L 向右滑动C若 a 接负极，b 接正极，e 接正极，f 接负极，则 L 向左滑动D若 a 接负极，b 接正极，e 接负极，f 接正极，则 L 向左滑动答案 BD解析 若 a 接正极，b 接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e 接正极，f 接负极，由左手定则判定金属杆所受安培力向左，则 L 向左滑动，A 选项错误，同理判定 B、D 选项正确，C 选项错误10通电矩形导线框 abcd 与无限
8、长通电直导线 MN 在同一平面内，电流方向如图 8 所示，ad 边与 MN 平行，关于 MN 中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是( )图 8A线框有两条边受到的安培力方向相同B线框有两条边受到的安培力大小相同C整个线框有向里收缩的趋势D若导线 MN 向左微移，各边受力将变小，但合力不变答案 B解析 由直线电流产生磁场的特点可知，与导线距离相等的位置磁感应强度大小相等，因此 ab 边与 cd 边受到的安培力大小相等，B 对；由安培定则知 MN中电流在导线框处产生的磁场垂直纸面向里，由左手定则可判定 ab 边受力方向向下，cd 边受力方向向上，ad 边受力方向向左，bc 边受力方向向
9、右，但 ad 边受到的力大于 bc 边受到的力，整个线框有向外扩张的趋势，A、C 错；若 MN向左微移，则线框各边所在处磁场均减弱，故各边受力均变小，但 ad 边所在处减弱更多，故线框所受向左的合力变小，D 错11(2016宁波模拟 )如图 9 所示，金属棒 MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以由 M 向 N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为 .如果仅改变下列某一个条件， 角的相应变化情况是( )图 9A金属棒中的电流变大， 角变大B两悬线等长变短， 角变小C金属棒质量变大， 角变大D磁感应强度变大， 角变小答案 A解析 选金属棒 MN 为研究对象，
10、其受力情况如图所示根据平衡条件及三角形知识可得 tan ，所以当金属棒中的电流BILmgI、磁感应强度 B 变大时， 角变大，选项 A 正确，选项 D 错误；当金属棒质量 m 变大时， 角变小，选项 C 错误； 角的大小与悬线长短无关，选项 B 错误12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 10 所示则下列关于导体棒中的电流分析正确的是( )图 10A导体棒中电流垂直纸面向外，大小为3mgBLB导体棒中电流垂直纸面向外，大小为3m
11、g3BLC导体棒中电流垂直纸面向里，大小为3mgBLD导体棒中电流垂直纸面向里，大小为3mg3BL答案 C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 ，得导体棒中电流大小 I ，再由左手定则可知，BILmg 3 3mgBL导体棒中电流的方向应垂直纸面向里，故只有选项 C 正确13(多选 )如图 11 甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为 L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒从 t0 时刻起，棒上通以如图乙所示的持续交变电流 I，
12、周期为 T，最大值为 Im，图甲中 I 所示方向为电流正方向则金属棒( )图 11A一直向右移动B速度随时间周期性变化C受到的安培力随时间周期性变化D受到的安培力在一个周期内做正功答案 ABC解析 根据左手定则知金属棒在 0 内所受安培力向右，大小恒定，故金属棒T2向右做匀加速运动，在 T 内金属棒所受安培力与 0 内大小相等、方向相T2 T2反，金属棒向右做匀减速运动，一个周期结束时金属棒速度恰好为零，以后始终向右重复上述运动，选项 A、B、C 正确；在 0 时间内，安培力方向与运T2动方向相同，安培力做正功，在 T 时间内，安培力方向与运动方向相反，安培力做负功，在一个周T2期内，安培力所
13、做的总功为零，选项 D 错误14如图 12 所示，PQ 和 MN 为水平平行放置的金属导轨，相距 L1 m 导体棒 ab 跨放在导轨上，棒的质量为 m0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连(绳与棒垂直) ，物体的质量为 M0.3 kg.导体棒与导轨的动摩擦因数为 0.5(g 取 10 m/s2)，匀强磁场的磁感应强度 B2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？图 12答案 2 A 由 a 指向 b解析 对导体棒 ab 受力分析，由平衡条件得，竖直方向 FNmg，水平方向BILF fMg0，又 Ff FN，联立解得 I2 A，由左手定则知电流方向由
14、a指向 b.15如图 13 所示，在倾角 30的斜面上，固定一宽 L0.25 m 的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器 R.电源电动势 E12 V，内阻 r1 ，一质量 m20 g 的金属棒 ab 与两导轨垂直并接触良好整个装置处于磁感应强度 B0.80 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)金属导轨是光滑的，取 g10 m/s 2，要使金属棒在导轨上保持静止，求：图 13(1)金属棒所受到的安培力的大小(2)通过金属棒的电流的大小(3)滑动变阻器 R 接入电路中的阻值答案 (1)0.1 N (2)0.5 A (3)23 解析 (1)金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示F 安 mg sin 30，代入数据得 F 安 0.1 N.(2)由 F 安 BIL 得 I 0.5 A.F安BL(3)设滑动变阻器接入电路中的阻值为 R0，根据闭合电路欧姆定律得：EI(R 0r)解得 R0 r23 .EI
