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第1節(jié) 磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用
【高考目標(biāo)導(dǎo)航】
考綱點(diǎn)擊熱點(diǎn)提示
磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線(xiàn)
通電電流導(dǎo)線(xiàn)和通電線(xiàn)圈周?chē)�磁�?chǎng)的方向
安培力、安培力的方向
勻場(chǎng)磁場(chǎng)中的安培力
洛倫茲力、洛倫茲力方向
洛倫茲力公式
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
質(zhì)譜儀和回旋加速器
說(shuō)明：（1）安培力的計(jì)算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的情形
（2）洛倫茲力的計(jì)算只限于速度與磁場(chǎng)方向垂直的情形1.考查磁場(chǎng)的基本概念，如磁感線(xiàn)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量等，一般以選擇題的形式出現(xiàn)
2.結(jié)合左手定則分析解決通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的平衡，運(yùn)動(dòng)類(lèi)問(wèn)題，以非選擇題的形式考查居多
3.帶電粒子在勻場(chǎng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，確定其圓心、半徑、運(yùn)動(dòng)軌跡等
4.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，以及分析解決電磁式電表、電流天平、粒子速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、質(zhì)譜儀、回旋加速器、霍爾效應(yīng)、電磁流量計(jì)等磁場(chǎng)知識(shí)在生活和科技方面的應(yīng)用問(wèn)題，幾乎是每年高考考查的重點(diǎn)，常以計(jì)算題的形式出現(xiàn)。
【考綱知識(shí)梳理】
磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度
磁場(chǎng)：
（1）基本特性：對(duì)放入磁場(chǎng)中的（磁極、電流、運(yùn)動(dòng)的電荷）有力的作用，它們的相互作用通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生。
（2）方向：磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針北極(N極)的受力方向(小磁針靜止時(shí)N的指向)為該處的磁場(chǎng)方向。
2、磁感應(yīng)強(qiáng)度：
（1）表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量
（2）大小：B=F/IL
（3）方向：；是小磁針靜止時(shí)N極的指向
3、 磁通量
（1）概念：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積叫穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量，Φ＝B×S
（2）單位：1wb=1T?m2
4、安培分子環(huán)型電流假說(shuō)：分子、原子等物質(zhì)的微粒內(nèi)部存在一種環(huán)形電流，叫分子電流。這種環(huán)形電流使得每個(gè)物質(zhì)微粒成為一個(gè)很小的磁體。這就是安培分子電流假說(shuō)。
二、磁感線(xiàn)及幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)分布
1、磁感線(xiàn)：磁場(chǎng)中人為地畫(huà)出一系列曲線(xiàn)，曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向表示該位置的磁場(chǎng)方向，曲線(xiàn)的疏密能定性地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，這一系列曲線(xiàn)稱(chēng)為磁感線(xiàn)。
2、幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)分布
（1）
（2）地磁場(chǎng)
三、安培力的大小和方向
1、安培力的大小：
（1）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在通電直導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向垂直的情況下,電流所受的安培力F安等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度 L三者的乘積． F安＝BIL 通電導(dǎo)線(xiàn)方向與磁場(chǎng)方向成θ角時(shí),F安＝BILsinθ
（2）當(dāng)I⊥B時(shí)(θ=90°),Fmax=BIL;
（3）當(dāng)I∥B時(shí)(θ= 0°),Fmin= 0 ;
2、安培力的方向
（1）左手定則：
伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線(xiàn)垂直穿入手心，并使伸開(kāi)的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受安培力的方向．
（2）安培力方向的特點(diǎn)：
總是垂直于B和I所決定的平面，即F安⊥B且F安⊥I（但B、L不一定垂直）。
①已知B和I的方向，可用左手定則唯一確定F安的方向；
②已知B 和F安的方向，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)的位置確定時(shí)，可唯一確定I的方向；
③已知I和F安的方向，不能唯一確定B的方向；
四、磁電式電流表工作原理
由于這種磁場(chǎng)的方向總是沿著徑向均勻地分布的，在距軸線(xiàn)等距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小總是相等的，這樣不管線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到什么位置，線(xiàn)圈平面總是跟它所在位置的磁感線(xiàn)平行，I與指針偏角θ成正比，I 越大指針偏角越大，因而電流表可以量出電流I的大小，且刻度是均勻的，當(dāng)線(xiàn)圈中的電流方向改變時(shí)，安培力的方向隨著改變，指針偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變，又可知道被測(cè)電流的方向。
【要點(diǎn)名師透析】
一、對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解
1.磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場(chǎng)性質(zhì)的物理量，是用比值法定義的.
2.勻強(qiáng)磁場(chǎng)：磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相同，磁感線(xiàn)是一組平行且等間距的直線(xiàn).
【例1】關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是( )
A.一小段通電導(dǎo)線(xiàn)放在B為零的位置，那么它受到的磁場(chǎng)力也一定為零
B.通電導(dǎo)線(xiàn)所受的磁場(chǎng)力為零，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度也一定為零
C.放置在磁場(chǎng)中1 m長(zhǎng)的通電導(dǎo)線(xiàn)，通過(guò)1 A的電流，受到的磁場(chǎng)力為1 N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度就是 1 T
D.磁場(chǎng)中某處的B的方向跟電流在該處受到的磁場(chǎng)力F的方向相同
【答案】選A.
【詳解】根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，A選項(xiàng)對(duì).B選項(xiàng)通電導(dǎo)線(xiàn)(電流I)與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁場(chǎng)力為零，磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，B選項(xiàng)錯(cuò). C選項(xiàng)只有通電導(dǎo)線(xiàn)(電流I)與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小才為1 T，C選項(xiàng)錯(cuò). D選項(xiàng)B與F方向一定垂直，D選項(xiàng)錯(cuò).
二、通電導(dǎo)體在安培力作用下運(yùn)動(dòng)的判斷
判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場(chǎng)分布情況，然后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向.現(xiàn)對(duì)五種常用的方法列表如下：
【例2】如圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線(xiàn)放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線(xiàn)可以自由移動(dòng).當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通有如圖所示方向的電流I時(shí)，試判斷導(dǎo)線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況.
【詳解】(1)根據(jù)如圖所示的導(dǎo)線(xiàn)所處的特殊位置判斷其運(yùn)動(dòng)情況.將導(dǎo)線(xiàn)AB從N、S極的中間O分成兩段，由左手定則可得AO段所受安培力的方向垂直于紙面向外，BO段所受安培力的方向垂直于紙面向里，可見(jiàn)從上向下看，導(dǎo)線(xiàn)AB將繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).
(2)根據(jù)導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)的特殊位置判斷其上下運(yùn)動(dòng)情況.如圖所示，導(dǎo)線(xiàn)AB此時(shí)所受安培力方向豎直向下，導(dǎo)線(xiàn)將向下運(yùn)動(dòng).
(3)由上述兩個(gè)特殊位置的判斷可知，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)不在上述的特殊位置時(shí)，所受安培力使AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要向下運(yùn)動(dòng).
三、與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問(wèn)題
1.安培力的大小
安培力常用公式F=BIL，要求兩兩垂直，應(yīng)用時(shí)要滿(mǎn)足：
(1)B與L垂直；
(2)L是有效長(zhǎng)度，即垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的長(zhǎng)度；如彎曲導(dǎo)線(xiàn)的有效長(zhǎng)度L等于兩端點(diǎn)所連直線(xiàn)的長(zhǎng)度(如圖所示)，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端.因?yàn)槿我庑螤畹拈]合線(xiàn)圈，其有效長(zhǎng)度為零，所以閉合線(xiàn)圈通電后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到的安培力的矢量和為零.
2.通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的平衡和加速問(wèn)題的分析思路
(1)選定研究對(duì)象;
(2)變?nèi)�維為二維，如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫(huà)出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意F安 ⊥ B、F安⊥I.
(3)列平衡方程或牛頓第二定律的方程式進(jìn)行求解.
3.安培力做功的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)
(1)安培力做功與路徑有關(guān)，不像重力、電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān).
(2)安培力做功的實(shí)質(zhì)：起傳遞能量的作用.
①安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通電導(dǎo)線(xiàn)后轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線(xiàn)的動(dòng)能或轉(zhuǎn)化為其他形式的能.
②安培力做負(fù)功：是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能后儲(chǔ)存起來(lái)或轉(zhuǎn)化為其他形式的能.
【例3】(2011?泉州模擬)(14分)如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50 T，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5 V、內(nèi)阻r=0.50 Ω的直流電源.現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5 Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10 m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，求：
(1)通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大��；
(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力.
【答案】(1)1.5 A (2)0.30 N (3)0.06 N，方向沿斜面向下
【詳解】(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律 (4分)
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力F安=BIL=0.30 N (4分)
(3)將重力正交分解，設(shè)導(dǎo)體棒所受重力沿斜面的分力為F1，則F1=mgsin37°=0.24 N (2分)
所以F1解得Ff=0.06 N，方向沿斜面向下 (2分)
【感悟高考真題】
1.（2011?上海高考物理?T18）如圖，質(zhì)量為 、長(zhǎng)為 的直導(dǎo)線(xiàn)用兩絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛于 ，并處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通以沿 正方向的電流 ，且導(dǎo)線(xiàn)保持靜止時(shí)，懸線(xiàn)與豎直方向夾角為 。則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為
(A) 正向， (B) 正向，
(C) 負(fù)向， (D)沿懸線(xiàn)向上，
【答案】選BC.
【詳解】對(duì)于A選項(xiàng)，安培力水平向內(nèi)，三力合力不可能為零,A錯(cuò)誤；對(duì)于B選項(xiàng)，安培力豎直向上，當(dāng)安培力 時(shí)，可以平衡，此時(shí) ，B選項(xiàng)正確；對(duì)于C選項(xiàng)，安培力水平向外，三力平衡時(shí)安培力 ，此時(shí) ，C選項(xiàng)正確；對(duì)于D選項(xiàng)，安培力垂直于繩子的方向向內(nèi)，三力不可能平衡，D錯(cuò)誤.
2.（2011?大綱版全國(guó)?T15）如圖，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)分別通有方向相反的電流 和 ，且 ；a、b、c、d為導(dǎo)線(xiàn)某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)，且a、b、c與兩導(dǎo)線(xiàn)共面；b點(diǎn)在兩導(dǎo)線(xiàn)之間，b、d的連線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是
A.a點(diǎn) B.b點(diǎn) C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)
【答案】選C
【詳解】空間某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向是兩條直線(xiàn)電流各自產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加的結(jié)果。距離導(dǎo)線(xiàn)越近的地方，磁場(chǎng)越強(qiáng)。根據(jù)安培定則，只有在c點(diǎn)，兩條導(dǎo)線(xiàn)電流各自產(chǎn)生的磁場(chǎng)才有可能大小相等，方向相反，疊加后互相抵消，磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。
3.（2011?海南物理?T7）自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的，很多物理學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻(xiàn)。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系
B.歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，說(shuō)明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系
C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系
D.焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，定量經(jīng)出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系
【答案】選ACD。
【詳解】奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系，故A正確；歐姆定律是反映了導(dǎo)體中的電流與電壓和電阻的關(guān)系，B錯(cuò)誤；法拉第實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)磁為電的夢(mèng)想，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象的關(guān)系，故C正確；焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，并且定量給出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，故D正確.
4.（2011?新課標(biāo)全國(guó)卷?T14）為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場(chǎng)是由繞過(guò)地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在下列四個(gè)圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是
【答案】選B。
【詳解】由于地磁場(chǎng)的北極在地球的南極附近，由安培定則可知，安培假設(shè)中環(huán)形電流方向如B圖所示，故A、C、D錯(cuò)，B正確。
5.（2011?新課標(biāo)全國(guó)卷?T18）電磁軌道炮工作原理如圖所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入，通過(guò)導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(chǎng)（可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出�，F(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來(lái)的2倍，理論上可采用的方法是
A.只將軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
B.只將電流I增加至原來(lái)的2倍
C.只將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半
D.將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半，軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，其它量不變
【答案】選B、D。
【詳解】設(shè)發(fā)射速度為v時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流為I，彈體的質(zhì)量為m，軌道長(zhǎng)度為L(zhǎng)，當(dāng)速度為2v時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流為I′，彈體的質(zhì)量為m′，軌道長(zhǎng)度為L(zhǎng)′，依題意有，B=kI，F(xiàn)=BIa=kI2a，由動(dòng)能定理得，F(xiàn)L=12 mv2，即kI2aL=12 mv2，同理有kI′2aL′=12 m′4v2，兩式相比可得：I2L m′I′2L′m =14 ，四個(gè)選項(xiàng)中只有BD兩個(gè)選項(xiàng)使前式成立，故A、C錯(cuò)，B、D正確。
6.（2010?安徽卷）20．如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)邊長(zhǎng)相等的但匝閉合正方形線(xiàn)圈Ⅰ和Ⅱ，分別用相同，不同粗細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)繞制（Ⅰ為細(xì)導(dǎo)線(xiàn)）。兩線(xiàn)圈在距磁場(chǎng)上界面 高處由靜止開(kāi)始自由下落，再進(jìn)入磁場(chǎng)，最后落到地面。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線(xiàn)圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場(chǎng)上邊界。設(shè)線(xiàn)圈Ⅰ、Ⅱ落地時(shí)的速度大小分別為 、 ，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量分別為 、 。不計(jì)空氣阻力，則
A． B．
C． D．
答案：D
7.（2010?江蘇卷）9.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中附加另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，附加磁場(chǎng)位于圖中陰影區(qū)域，附加磁場(chǎng)區(qū)域的對(duì)稱(chēng)軸OO’與SS’垂直。a、b、c三個(gè)質(zhì)子先后從S點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的方向攝入磁場(chǎng)，它們的速度大小相等，b的速度方向與SS’垂直，a、c的速度方向與b的速度方向間的夾角分別為 ，且 。三個(gè)質(zhì)子經(jīng)過(guò)附加磁場(chǎng)區(qū)域后能達(dá)到同一點(diǎn)S’，則下列說(shuō)法中正確的有
A．三個(gè)質(zhì)子從S運(yùn)動(dòng)到S’的時(shí)間相等
B．三個(gè)質(zhì)子在附加磁場(chǎng)以外區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心均在OO’軸上
C．若撤去附加磁場(chǎng)，a到達(dá)SS’連線(xiàn)上的位置距S點(diǎn)最近
D．附加磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同
答案：CD
解析：
A.三個(gè)質(zhì)子從S運(yùn)動(dòng)到S’的時(shí)間不相等，A錯(cuò)誤；
B.三個(gè)質(zhì)子在附加磁場(chǎng)意外區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有b運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在OO’軸上，因?yàn)榘霃较嗟�，而圓心在初速度方向的垂線(xiàn)上，所以B錯(cuò)誤；
C.用作圖法可知，若撤去附加電場(chǎng)，a到達(dá)SS’連線(xiàn)上的位置距S點(diǎn)最近，b最遠(yuǎn)；C正確；
D.因b要增大曲率，才能使到達(dá)SS’連線(xiàn)上的位置向S點(diǎn)靠近，所以附加磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，D正確；
本體選CD。
本體考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。
難度：難。
8. （2010?上海物理）13. 如圖，長(zhǎng)為 的直導(dǎo)線(xiàn)拆成邊長(zhǎng)相等，夾角為 的 形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 ，當(dāng)在該導(dǎo)線(xiàn)中通以電流強(qiáng)度為 的電流時(shí)，該 形通電導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力大小為
（A）0 （B）0.5 （C） （D）
答案：C
解析：導(dǎo)線(xiàn)有效長(zhǎng)度為2lsin30°=l，所以該V形通電導(dǎo)線(xiàn)收到的安培力大小為 。選C。
本題考查安培力大小的計(jì)算。
難度：易。
9.（2010?重慶卷）21.如題21圖所示，矩形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有5個(gè)帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁塊，在紙面民內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為相應(yīng)的圓弧，這些粒子的質(zhì)量，電荷量以及速度大小如下表所示
由以上信息可知，從圖中a、b、c處進(jìn)大的粒子對(duì)應(yīng)表中的編號(hào)分別為
A 3、5、4 B4、 2、5
C5、3、2 D2、4、5
答案：D
【解析】根據(jù)半徑公式 結(jié)合表格中數(shù)據(jù)可求得1—5各組粒子的半徑之比依次為0.5?2?3?3?2，說(shuō)明第一組正粒子的半徑最小，該粒子從MQ邊界進(jìn)入磁場(chǎng)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)。由圖a、b粒子進(jìn)入磁場(chǎng)也是逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，則都為正電荷，而且a、b粒子的半徑比為2?3，則a一定是第2組粒子，b是第4組粒子。c順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，都為負(fù)電荷，半徑與a相等是第5組粒子。正確答案D。
10.（09年廣東理科基礎(chǔ)）1．發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)�存在磁�?chǎng)的科學(xué)家是 （ B ）
A．洛倫茲 B．庫(kù)侖
C．法拉第 D．奧斯特
解析：發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)的科學(xué)家是丹麥的奧斯特.而法拉第是發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
11.（09年海南物理）2．一根容易形變的彈性導(dǎo)線(xiàn)，兩端固定。導(dǎo)線(xiàn)中通有電流，方向如圖中箭頭所示。當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)呈直線(xiàn)狀態(tài)：當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，描述導(dǎo)線(xiàn)狀態(tài)的四個(gè)圖示中正確的是 （ D ）
12..（09年寧夏卷）16. 醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)通過(guò)動(dòng)脈的血流速度。電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場(chǎng)是均勻的。使用時(shí)，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線(xiàn)、磁場(chǎng)方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖所示。由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電極a、b之間會(huì)有微小電勢(shì)差。在達(dá)到平衡時(shí)，血管內(nèi)部的電場(chǎng)可看作是勻強(qiáng)電場(chǎng)，血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零。在某次監(jiān)測(cè)中，兩觸點(diǎn)的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160V，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040T。則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為 （ A ）
A. 1.3m/s ，a正、b負(fù) B. 2.7m/s ， a正、b負(fù)
C．1.3m/s，a負(fù)、b正 D. 2.7m/s ， a負(fù)、b正
【考點(diǎn)模擬演練】
1．一段直導(dǎo)線(xiàn)L＝1 m，其中通有I＝1 A的電流，受到垂直于紙面向外的大小為F＝1 N的磁場(chǎng)力作用，據(jù)此
(　　)
A．既可以確定這個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，又可以確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
B．僅能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，不能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
C．僅能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，不能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向均無(wú)法確定
【答案】D
【詳解】考慮到I與B的方向不明確，無(wú)法用B＝FIL確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大��；僅知道F的方向，無(wú)法用左手定則判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．故選D.
2．將一個(gè)質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)線(xiàn)吊起來(lái)，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線(xiàn)與圓環(huán)在同一個(gè)平面內(nèi)，且通過(guò)圓環(huán)中心，如圖23所示，當(dāng)圓環(huán)中通以順時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，從上往下看
(　　)
A．圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵
B．圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵
C．圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵
D．圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵
【答案】C
【詳解】該通電圓環(huán)相當(dāng)于一個(gè)垂直于紙面的小磁針，N極在內(nèi)，S極在外，根據(jù)同極相互排斥，異極相互吸引，可得C項(xiàng)正確．
3．如圖所示，金屬細(xì)棒質(zhì)量為m，用兩根相同輕彈簧吊放在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，彈簧的勁度系數(shù)為k，棒ab中通有穩(wěn)恒電流，棒處于平衡，并且彈簧的彈力恰好為零．若電流大小不變而方向相反，則(　　)
A．每根彈簧彈力的大小為mg
B．每根彈簧彈力的大小為2mg
C．彈簧形變量為mg/k
D．彈簧形變量為2mg/k
【答案】AC
【詳解】彈簧的彈力恰好為零，說(shuō)明安培力應(yīng)向上與重力平衡，即F安＝mg，若電流大小不變而方向相反時(shí)，則安培力應(yīng)向下，但大小不變，彈簧彈力與安培力和重力平衡，即2kx＝F安＋mg＝2mg，所以每根彈簧彈力的大小為mg，彈簧形變量為mg/k，選項(xiàng)A、C正確．
4．如圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于東、西方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過(guò)程中，在兩云的尖端之間形成了一個(gè)放電通道，發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關(guān)于A、B帶電情況的說(shuō)法中正確的是(　　)
A．帶同種電荷 B．帶異種電荷
C．B帶正電 D．A帶正電
【答案】BD
【詳解】云層間閃電必須發(fā)生在異種電荷之間，故B正確；在云層間放電時(shí)，形成的強(qiáng)電場(chǎng)和高溫將空氣電離成正離子和負(fù)離子，并在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下做定向移動(dòng)，形成電流，所以此題是考查通電直導(dǎo)線(xiàn)的右手定則，由題意知，從西向東看，磁場(chǎng)是逆時(shí)針的，根據(jù)右手定則可以判斷電流是從A流向B的，故可知A帶正電，B帶負(fù)電，所以D選項(xiàng)正確．
5．(2011年北京海淀區(qū)期末測(cè)試)有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線(xiàn)的截面圖．在圖中所示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線(xiàn)連線(xiàn)的中點(diǎn)，M、N為兩導(dǎo)線(xiàn)附近的兩點(diǎn)，它們?cè)趦蓪?dǎo)線(xiàn)連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上，且與O點(diǎn)的距離相等．若兩導(dǎo)線(xiàn)中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線(xiàn)段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法中正確的是(　　)
A．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同
B．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反
C．在線(xiàn)段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零
D．在線(xiàn)段MN上只有一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零
【答案】選BD.
【詳解】根據(jù)安培定則和磁場(chǎng)的疊加原理，M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，選項(xiàng)A錯(cuò)B對(duì)；在線(xiàn)段MN上只有在O點(diǎn)處，a、b兩電流形成的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，即只有O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)C錯(cuò)D正確．
6．(2011年廣東六校聯(lián)考)一段長(zhǎng)0.2 m，通過(guò)2.5 A電流的直導(dǎo)線(xiàn)，關(guān)于在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受安培力F的情況，正確的是(　　)
A．如果B＝2 T，F(xiàn)一定是1 N
B．如果F＝0，B也一定為零
C．如果B＝4 T，F(xiàn)有可能是1 N
D．如果F有最大值時(shí)，通電導(dǎo)線(xiàn)一定與B平行
【答案】選C.
【詳解】當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向垂直放置時(shí)，F(xiàn)＝BIL，力最大，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向平行放置時(shí)，F(xiàn)＝0，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向成任意其他角度放置時(shí)，07．(2011年吉林模擬)如圖所示，平行于紙面水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝1 T．位于紙面內(nèi)的細(xì)直導(dǎo)線(xiàn)，長(zhǎng)L＝1 m，通有I＝1 A的恒定電流．當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)與B1成60°夾角時(shí)，發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零．則該區(qū)域同時(shí)存在的另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小可能為(　　)
A.12 T　　　　　　　　　B.32 T
C．1 T D.3 T
【答案】選BCD.
【詳解】導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力為零，可判斷出合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零或沿導(dǎo)線(xiàn)方向，可求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的最小值，B2�。紹1sin60°＝32 T，故B、C、D均正確．
8．(2011年濟(jì)南模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的回形針系在細(xì)線(xiàn)下端被磁鐵吸引保持靜止，此時(shí)細(xì)線(xiàn)與豎直方向的夾角為 θ，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．回形針靜止時(shí)受到的磁鐵對(duì)它的磁力大小為mgtanθ
B．回形針靜止時(shí)受到的細(xì)線(xiàn)的拉力大小為mgcosθ
C．現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對(duì)回形針加熱，過(guò)一會(huì)發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流排列無(wú)序了
D．現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對(duì)回形針加熱，過(guò)一會(huì)發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流消失了
【答案】選C.
【詳解】回形針靜止時(shí)受到的磁鐵對(duì)它的磁力大小和方向都不確定，拉力大小也不能確定，故A、B錯(cuò)誤；對(duì)回形針加熱，回形針磁性消失是因?yàn)榉肿与娏髋帕袩o(wú)序了，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．
9．(2011年泉州模擬)如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的直導(dǎo)線(xiàn)，當(dāng)通以電流I時(shí)，欲使導(dǎo)線(xiàn)靜止在斜面上，外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的大小和方向可能是(　　)
A．B＝mgtanα/(IL)，方向垂直斜面向上
B．B＝mgsinα/(IL)，方向垂直斜面向下
C．B＝mgtanα/(IL)，方向豎直向上
D．B＝mg/(IL)，方向水平向右
【答案】選B.
【詳解】B方向垂直斜面向上，由左手定則可知，安培力方向沿斜面向下，導(dǎo)線(xiàn)不可能靜止，A錯(cuò)；同理可知C、D錯(cuò)；B方向垂直斜面向下，安培力沿斜面向上，由平衡條件得：BIL＝mgsinα，解得B＝mgsinαIL，故B項(xiàng)對(duì)．
10．(2011年黃岡質(zhì)檢)如圖所示，用粗細(xì)均勻的電阻絲折成平面梯形框架，ab、cd邊均與ad邊成60°角，ab＝bc＝cd＝L，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的電阻絲電阻為r，框架與一電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則框架受到的安培力的合力大小為(　　)
A．0 B.5BEL11r
C.10BEL11r D.BELr
【答案】選C.
【詳解】總電阻R＝3r?2r3r＋2r＋r＝115r，總電流I＝ER＝5E11r，梯形框架受的安培力可等效為I通過(guò)ad邊時(shí)受到的安培力，F(xiàn)＝BIad＝BI2L＝10BEL11r，所以C選項(xiàng)正確．
11．如圖所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長(zhǎng)為0.4 m，質(zhì)量為6×10－2 kg的通電直導(dǎo)線(xiàn)，電流強(qiáng)度I＝1 A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線(xiàn)用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4 T，方向豎直向上的磁場(chǎng)中，設(shè)t＝0時(shí)，B＝0，則需要幾秒，斜面對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的支持力為零？(g取10 m/s2)
【答案】5 s
【詳解】斜面對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的支持力為零時(shí)導(dǎo)線(xiàn)的受力如圖所示
由平衡條件FTcos37°＝F
FTsin37°＝mg
由①②解得：F＝mgtan37°
代入數(shù)值得：F＝0.8 N
由F＝BIL得B＝FIL＝0.81×0.4 T＝2 T
B與t的變化關(guān)系為B＝0.4t
解得t＝5 s
12．水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ，它們之間的寬度為L(zhǎng)，M和P之間接入電動(dòng)勢(shì)為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻)．現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m，電阻為R的金屬棒ab，并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方，如圖所示，問(wèn)：
(1)當(dāng)ab棒靜止時(shí)，受到的支持力和摩擦力各為多少？
(2)若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少？此時(shí)B的方向如何？
【答案】(1)mg－BLEcos θR　BLEsin θR
(2)Bmin＝mgREL　水平向右
從b向a看側(cè)視圖如圖所示
【詳解】(1)水平方向：f＝F安sin θ①
豎直方向：N＋F安cos θ＝mg②
又F安＝BIL＝BERL③
聯(lián)立①②③得：N＝mg－BLEcos θR
f＝BLEsin θR


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