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1、第八章磁場第八章磁場一、磁場及其描述一、磁場及其描述1定義定義：磁場是磁體、電流周圍存在的一種特殊物質(zhì)：磁場是磁體、電流周圍存在的一種特殊物質(zhì)2方向：方向：磁場中任一點小磁針磁場中任一點小磁針N極所受極所受 的方向為該點的磁的方向為該點的磁場方向場方向3磁場的基本性質(zhì)：磁場的基本性質(zhì)：磁場對放入其中的磁體、電流和運動電荷都有磁場對放入其中的磁體、電流和運動電荷都有磁場力的作用磁場力的作用4磁感應(yīng)強(qiáng)度：磁感應(yīng)強(qiáng)度：(1)物理意義：描述物理意義：描述 的物理量的物理量(2)方向：小磁針方向：小磁針 時時N極所指的指向極所指的指向磁場力磁場力磁場強(qiáng)弱磁場強(qiáng)弱靜止靜止5磁感線：磁感線：在磁場中人為地畫

2、出一系列曲線，使曲線上每一點的切在磁場中人為地畫出一系列曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的線方向都跟這點的 的方向一致，這樣的曲線就叫做磁感的方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線磁感線的疏密程度表示磁場的線磁感線的疏密程度表示磁場的 二、幾種常見的磁場二、幾種常見的磁場1條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(如圖所示如圖所示)特斯拉特斯拉 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)弱強(qiáng)弱2地磁場地磁場地球的磁場與條形磁鐵的磁場相似，其主要特點有三個：地球的磁場與條形磁鐵的磁場相似，其主要特點有三個：(1)地磁場的地磁場的 在地理南極附近，在地理南極附近， 在地理北極附近在地理北極附近(2)地磁場地磁

3、場B的水平分量的水平分量(Bx)總是從地理總是從地理 指向指向 ；而豎直分量；而豎直分量(By)則南、北半球相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面則南、北半球相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下向下(3)在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點，磁感強(qiáng)弱相同，在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點，磁感強(qiáng)弱相同，且方向水平向北且方向水平向北N極極S極極南極南極北極北極3幾種電流周圍的磁場分布幾種電流周圍的磁場分布4.勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場(1)定義：定義： 處處相同的磁場處處相同的磁場(2)磁感線特點：勻強(qiáng)磁場的磁感線為間隔相同的平行直線，如圖所示磁感線特點：勻強(qiáng)磁場的磁感線為間

4、隔相同的平行直線，如圖所示(3)常見例子：常見例子：距離很近的兩個異名磁極之間的磁場距離很近的兩個異名磁極之間的磁場(邊緣部分除外邊緣部分除外)相隔一定距離的兩個平行放置的通電線圈中間區(qū)域的磁場相隔一定距離的兩個平行放置的通電線圈中間區(qū)域的磁場5磁通量磁通量(1)公式：公式： .(2)單位：韋伯單位：韋伯(韋韋)，符號：，符號：Wb, 1 Wb1 Tm2.(3)適用條件：適用條件：勻強(qiáng)磁場；勻強(qiáng)磁場；S是垂直磁場并在磁場中的有效面積是垂直磁場并在磁場中的有效面積強(qiáng)弱、方向強(qiáng)弱、方向BS三、安培力的大小和方向三、安培力的大小和方向1安培力的大小安培力的大小(如圖所示如圖所示)(1)F .(2)磁

5、場和電流垂直時：磁場和電流垂直時：F .(3)磁場和電流平行時：磁場和電流平行時：F0.2安培力的方向安培力的方向(1)用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向都與手掌在同一個平面內(nèi)讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向 的方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受的方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受 的的方向方向(2)安培力的方向特點：安培力的方向特點：FB，F(xiàn)I，即，即F垂直于垂直于 決定的平面決定的平面安培力的方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度安培力的方向垂直于磁

6、感應(yīng)強(qiáng)度B和電流和電流I所決定的平面，但磁感應(yīng)強(qiáng)所決定的平面，但磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流不一定垂直度與電流不一定垂直BILsinBIL電流電流安培力安培力B、I四、磁電式電流表四、磁電式電流表1基本組成部分：基本組成部分：磁鐵和放在磁鐵兩極之間的磁鐵和放在磁鐵兩極之間的 2工作原理工作原理 如右圖所示，磁場的方向總沿如右圖所示，磁場的方向總沿 著著 均勻輻射地分布，在距軸線等距離均勻輻射地分布，在距軸線等距離 處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小總是處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小總是 的，保證的，保證B的的 大小不發(fā)生變化，且安培力的方向與線圈垂直大小不發(fā)生變化，且安培力的方向與線圈垂直當(dāng)電流通過線圈時，導(dǎo)線受到安培力的作用，

7、線圈轉(zhuǎn)動，螺旋彈簧當(dāng)電流通過線圈時，導(dǎo)線受到安培力的作用，線圈轉(zhuǎn)動，螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動，電流越大，安培力就變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動，電流越大，安培力就 ，螺旋彈簧的形，螺旋彈簧的形變也就變也就 I與指針偏角與指針偏角成正比，表盤刻度均勻所以，從線圈偏成正比，表盤刻度均勻所以，從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過電流的大小轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過電流的大小3優(yōu)、缺點：優(yōu)、缺點：優(yōu)點是精確度高，能測出很弱的電流；缺點是線圈的優(yōu)點是精確度高，能測出很弱的電流；缺點是線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流很弱導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流很弱線圈線圈半徑方向半徑方向相等相等越大越大越大越大1關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B

8、，下列說法中正確的是，下列說法中正確的是()A磁場中某點磁場中某點B的大小，跟放在該點的試探電流元的情況有關(guān)的大小，跟放在該點的試探電流元的情況有關(guān)B磁場中某點磁場中某點B的方向，跟放在該點的試探電流元所受磁場力方向一的方向，跟放在該點的試探電流元所受磁場力方向一致致C在磁場中某點的試探電流元不受磁場力作用時，該點在磁場中某點的試探電流元不受磁場力作用時，該點B值大小為值大小為零零D在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大解析：解析：磁感應(yīng)強(qiáng)度是由磁場本身決定的，與試探電流元的情況無關(guān)，磁感應(yīng)強(qiáng)度是由磁場本身決定的，與試探電流元的情況無關(guān)，A錯；電流

9、元所受磁場力方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度錯；電流元所受磁場力方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直，的方向垂直，B錯；當(dāng)磁場錯；當(dāng)磁場與電流平行時，安培力等于零，與電流平行時，安培力等于零，C錯；磁感線的疏密程度表示磁場的強(qiáng)錯；磁感線的疏密程度表示磁場的強(qiáng)弱，磁場中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，弱，磁場中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，D正確，故選正確，故選D.答案：答案：D2.(2012年滁州模擬年滁州模擬)如圖所示，環(huán)形金屬軟彈簧套在條形磁鐵的中心如圖所示，環(huán)形金屬軟彈簧套在條形磁鐵的中心位置若將彈簧沿半徑向外拉，使其面積增大，則穿過彈簧所包圍面位置若將彈簧沿半徑向外拉，使其面積增大，則穿過彈簧所包圍

10、面積的磁通量將積的磁通量將()A增大增大 B減小減小C不變不變 D無法確定如何變化無法確定如何變化解析：解析：穿過彈簧所圍面積的磁通量應(yīng)為總磁通量，磁鐵內(nèi)部由穿過彈簧所圍面積的磁通量應(yīng)為總磁通量，磁鐵內(nèi)部由S極指極指向向N極的磁通量不變，而其外部由極的磁通量不變，而其外部由N極指向極指向S極的磁通量隨面積的增大極的磁通量隨面積的增大而增大，故總磁通量減小，選而增大，故總磁通量減小，選B.答案：答案：B3一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定導(dǎo)線中通有電流，方向如下一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定導(dǎo)線中通有電流，方向如下圖中箭頭所示當(dāng)沒有磁場時，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)；當(dāng)分別加上方向豎圖中箭頭所示當(dāng)沒有磁場時

11、，導(dǎo)線呈直線狀態(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)磁場時，描述導(dǎo)線狀態(tài)的直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場時，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個圖示中正確的是四個圖示中正確的是()解析：解析：電流與磁場平行放置時不受磁場力，選項電流與磁場平行放置時不受磁場力，選項A錯誤；電流與磁場錯誤；電流與磁場垂直放置時，由左手定則知選項垂直放置時，由左手定則知選項D正確正確答案：答案：D4.如圖所示，如圖所示，PQ和和MN為水平、平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距為水平、平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距1 m，導(dǎo)體，導(dǎo)體棒棒ab跨放在導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為跨放在導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為m0.2 kg，棒的中點用細(xì)繩經(jīng)滑

12、輪與，棒的中點用細(xì)繩經(jīng)滑輪與物體相連，物體的質(zhì)量物體相連，物體的質(zhì)量M0.3 kg，棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.5，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T，方向豎直向下，為了使物體勻速上升，方向豎直向下，為了使物體勻速上升，應(yīng)在棒中通入多大的電流？方向如何？應(yīng)在棒中通入多大的電流？方向如何？(g取取10 m/s2)解析：解析：導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ab受力如右圖所示，由平衡條件：受力如右圖所示，由平衡條件：FNmg BILFfMg0 又又FfFN 聯(lián)立聯(lián)立可得可得I2 A，由左手定則知電流方向由由左手定則知電流方向由ab.答案：答案：2 Aab對磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解對磁感

13、應(yīng)強(qiáng)度的理解 1磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場性質(zhì)的物理量，是用比值法定義的磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場性質(zhì)的物理量，是用比值法定義的2勻強(qiáng)磁場：磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相同，磁感線是一組平行且等間距的勻強(qiáng)磁場：磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相同，磁感線是一組平行且等間距的直線直線3磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場強(qiáng)度與電場強(qiáng)度E的比較的比較(1)電場強(qiáng)度的方向與電荷的受力方向相同或相反，而磁感應(yīng)強(qiáng)度電場強(qiáng)度的方向與電荷的受力方向相同或相反，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與電流元受安培力方向垂直，滿足左手定則的方向與電流元受安培力方向垂直，滿足左手定則(2)電荷在電場中一定受到電場力的作用，而電流在磁場中如果電電荷在電場中一定受到電場力的作用，而電流在

14、磁場中如果電流方向與磁場方向平行，則不受安培力的作用流方向與磁場方向平行，則不受安培力的作用例例1如圖所示，在如圖所示，在a、b、c三處垂直于紙面放置三處垂直于紙面放置 三根長直通電導(dǎo)線，電流大小相等，三根長直通電導(dǎo)線，電流大小相等，a、b、c是等邊是等邊 三角形的三個頂點，三角形的三個頂點，a處電流在三角形中心處電流在三角形中心O點產(chǎn)生點產(chǎn)生 的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求，求O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度處的磁感應(yīng)強(qiáng)度思路點撥思路點撥首先求出首先求出a、b、c三根導(dǎo)線電流在三根導(dǎo)線電流在O處各自形成的磁場的磁感處各自形成的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向，然后利用平行四邊形定則進(jìn)行合

15、成應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向，然后利用平行四邊形定則進(jìn)行合成自主解答自主解答由于由于OaObOc，所以在各電流等大，所以在各電流等大的前提下，各處的電流在的前提下，各處的電流在O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也都為都為B，根據(jù)安培定則，各電流在，根據(jù)安培定則，各電流在O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度處的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)垂直于各點和應(yīng)垂直于各點和O的連線，如圖所示，由圖中幾何關(guān)的連線，如圖所示，由圖中幾何關(guān)系知系知Ba與與Bb夾角為夾角為120，所以根據(jù)平行四邊形定則，所以根據(jù)平行四邊形定則，a、b在在O處的合磁感處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為B，方向水平向右，所以，方向水平向右，所以O(shè)處的總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為處的總磁感

16、應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，方向平行，方向平行ab連線向右連線向右答案答案2B，方向平行，方向平行ab連線向右連線向右答案：答案：D對磁通量的理解對磁通量的理解1BS的含義的含義BS只適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度只適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積與面積S垂直的情況當(dāng)垂直的情況當(dāng)S與垂直于與垂直于B的的平面間的夾角為平面間的夾角為時，則有時，則有BScos .可理解為可理解為B(Scos )，即，即等等于于B與與S在垂直于在垂直于B方向上分量的乘積；也可理解為方向上分量的乘積；也可理解為(Bcos )S，即，即等于等于B在垂直于在垂直于S方向上的分量與方向上的分量與S的乘積如圖甲所示的乘積如圖甲所示2面積面積S的含義的含義S

17、不一定是某個線圈的真正面積，而是線圈在磁場范圍內(nèi)的面積不一定是某個線圈的真正面積，而是線圈在磁場范圍內(nèi)的面積 如圖乙所示，如圖乙所示，S應(yīng)為線圈面積的一半應(yīng)為線圈面積的一半3多匝線圈的磁通量多匝線圈的磁通量多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān)，因為不論線圈匝數(shù)多少，多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān)，因為不論線圈匝數(shù)多少，穿過線圈的磁感線條數(shù)相同，而磁感線條數(shù)可表示磁通量的大小穿過線圈的磁感線條數(shù)相同，而磁感線條數(shù)可表示磁通量的大小4合磁通量求法合磁通量求法若某個平面內(nèi)有不同方向和強(qiáng)弱的磁場共同存在當(dāng)計算穿過這個若某個平面內(nèi)有不同方向和強(qiáng)弱的磁場共同存在當(dāng)計算穿過這個 面的磁通量時，先規(guī)定某

18、個方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負(fù)，面的磁通量時，先規(guī)定某個方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負(fù)，平面內(nèi)各個方向的磁通量的代數(shù)和等于這個平面內(nèi)的合磁通量平面內(nèi)各個方向的磁通量的代數(shù)和等于這個平面內(nèi)的合磁通量(1)磁通量是標(biāo)量，其正、負(fù)值僅表示磁感線是正向還是磁通量是標(biāo)量，其正、負(fù)值僅表示磁感線是正向還是反向穿過線圈平面反向穿過線圈平面(2)同一線圈平面，如果正向穿過平面的磁感線條數(shù)與反同一線圈平面，如果正向穿過平面的磁感線條數(shù)與反向穿過平面的條數(shù)一樣多，則向穿過平面的條數(shù)一樣多，則0.例例2如圖，矩形線圈有如圖，矩形線圈有N匝，面積大小為匝，面積大小為S，放在水平面內(nèi)，加，放在水平面內(nèi)，加

19、一個豎直向下的范圍較大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為一個豎直向下的范圍較大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則穿過平面的，則穿過平面的磁通量是多少？若使線圈繞磁通量是多少？若使線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過邊轉(zhuǎn)過60，則穿過線圈平面的磁通量，則穿過線圈平面的磁通量是多少？若線圈繞是多少？若線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過邊轉(zhuǎn)過180，則穿過線圈的，則穿過線圈的 磁通量改變了多少？磁通量改變了多少？思路點撥思路點撥解決此題應(yīng)把握以下兩點：解決此題應(yīng)把握以下兩點：(1)明確磁感線方向與線圈平面的角度關(guān)系明確磁感線方向與線圈平面的角度關(guān)系(2)求解磁通量變化時應(yīng)考慮磁感線正穿和反穿的情況求解磁通量變化時應(yīng)考慮磁感線正穿和反穿的情況2如圖有一

20、正方形線圈邊長為如圖有一正方形線圈邊長為10 cm，與水平面夾角，與水平面夾角為為37，勻強(qiáng)磁場豎直向下，已知通過線圈平面的磁，勻強(qiáng)磁場豎直向下，已知通過線圈平面的磁通量為通量為0.04 Wb，則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少？為多少？如果線圈的匝數(shù)變?yōu)樵瓉淼娜绻€圈的匝數(shù)變?yōu)樵瓉淼腘倍，則其磁通量變?yōu)槎啾?，則其磁通量變?yōu)槎嗌?？為什么？少？為什么？答案：答案? T0.04 Wb原因見解析原因見解析通電導(dǎo)體在安培力作用下運動的判斷通電導(dǎo)體在安培力作用下運動的判斷判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運動或運動趨勢，首先必須弄清楚導(dǎo)判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運動或運動趨勢，首先必須

21、弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場分布情況，然后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力體所在位置的磁場分布情況，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)體的運動方向或運動趨勢的方向現(xiàn)對五種常用的情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運動方向或運動趨勢的方向現(xiàn)對五種常用的方法列表如下：方法列表如下：(1)在應(yīng)用左手定則判定安培力方向時，磁感線方向不一定垂直于電在應(yīng)用左手定則判定安培力方向時，磁感線方向不一定垂直于電流方向，但安培力方向一定與磁場方向和電流方向垂直，即大拇指一流方向，但安培力方向一定與磁場方向和電流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁場方向和電流方向決定的平面定要垂直于磁場方向和電流方向決定的平面(2)有時導(dǎo)體

22、在安培力作用下會出現(xiàn)平動和轉(zhuǎn)動，這時可以應(yīng)用特殊有時導(dǎo)體在安培力作用下會出現(xiàn)平動和轉(zhuǎn)動，這時可以應(yīng)用特殊位置法位置法例例3如圖所示，把一重力不計的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵如圖所示，把一重力不計的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流兩極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時，時，導(dǎo)線的運動情況是導(dǎo)線的運動情況是(從上往下看從上往下看)()A順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降B順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升

23、思路點撥思路點撥首先明確常見磁場的磁感線分布情況，然后取首先明確常見磁場的磁感線分布情況，然后取“電流電流元元”，用左手定則判定其受力方向，特別注意電流旋轉(zhuǎn)后，有了垂直，用左手定則判定其受力方向，特別注意電流旋轉(zhuǎn)后，有了垂直于紙面的分量而導(dǎo)致向下受力于紙面的分量而導(dǎo)致向下受力自主解答自主解答(1)電流元法：如圖所示，把直線電流電流元法：如圖所示，把直線電流 等效為等效為AO、OO、OB三段三段(OO段極短段極短)電流元，電流元， 由于由于OO段電流方向與該處磁場方向平行，所以不受段電流方向與該處磁場方向平行，所以不受 安培力作用；安培力作用；AO段電流元所在處的磁場方向傾斜向段電流元所在處的磁

24、場方向傾斜向 上，根據(jù)左手定則可知其所受安培力方向垂直于紙面上，根據(jù)左手定則可知其所受安培力方向垂直于紙面 向外；向外；OB段電流元所在處的磁場方向傾斜向下，同理可知其所受安培段電流元所在處的磁場方向傾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直于紙面向里綜上可知導(dǎo)線將以力方向垂直于紙面向里綜上可知導(dǎo)線將以O(shè)O段為軸順時針轉(zhuǎn)動段為軸順時針轉(zhuǎn)動(俯俯視視)(2)特殊位置法：把導(dǎo)線轉(zhuǎn)過特殊位置法：把導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90的特殊位置來分析，根據(jù)左手定則的特殊位置來分析，根據(jù)左手定則判得安培力方向向下，故導(dǎo)線在順時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動綜上所判得安培力方向向下，故導(dǎo)線在順時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動綜上所述，選項述，選項A正確

25、正確答案答案A3.將一個質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)線吊起來，在其附近放一條形磁將一個質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)線吊起來，在其附近放一條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個平面內(nèi)，且通過圓環(huán)中心，如圖所示，鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個平面內(nèi)，且通過圓環(huán)中心，如圖所示，當(dāng)圓環(huán)中通以順時針方向的電流時，從上往下看當(dāng)圓環(huán)中通以順時針方向的電流時，從上往下看A圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵B圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，遠(yuǎn)離磁鐵圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，遠(yuǎn)離磁鐵C圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵D圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，遠(yuǎn)離磁鐵圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，遠(yuǎn)離磁鐵解析：解析：該通電圓環(huán)相當(dāng)于一個垂直于紙面的小磁針，該通電圓環(huán)

26、相當(dāng)于一個垂直于紙面的小磁針，N極在內(nèi)，極在內(nèi)，S極極在外，根據(jù)同極相互排斥，異極相互吸引，可得在外，根據(jù)同極相互排斥，異極相互吸引，可得C項正確項正確答案：答案：C與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問題與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問題1安培力的大小安培力的大小安培力常用公式安培力常用公式FBIL，要求兩兩垂直，應(yīng)用時要滿足：，要求兩兩垂直，應(yīng)用時要滿足：(1)B與與L垂直；垂直；(2)L是有效長度，即垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的長度是有效長度，即垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的長度如彎曲導(dǎo)線的有效長度如彎曲導(dǎo)線的有效長度L等于兩端點所連直線等于兩端點所連直線 的長度的長度(如圖所示如圖所示)，相應(yīng)的電流方向沿，相應(yīng)的電流方向沿L

27、由始端由始端 流向末端因為任意形狀的閉合線圈，其有效流向末端因為任意形狀的閉合線圈，其有效 長度為零，所以閉合線圈通電后在勻強(qiáng)磁場中，受到的安培力的矢量長度為零，所以閉合線圈通電后在勻強(qiáng)磁場中，受到的安培力的矢量和為零和為零涉及安培力的運動問題，用動能定理或能量守恒定律有時會比較方便涉及安培力的運動問題，用動能定理或能量守恒定律有時會比較方便思路點撥思路點撥先根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流先根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流I，進(jìn)而求出安培，進(jìn)而求出安培力當(dāng)力當(dāng)F安安mgsin 時，時，F(xiàn)f靜靜沿導(dǎo)軌向下，當(dāng)沿導(dǎo)軌向下，當(dāng)F安安mgsin 時，時，F(xiàn)f靜靜沿導(dǎo)沿導(dǎo)軌向上，最后由力的平衡條件列式求解軌向

28、上，最后由力的平衡條件列式求解. 自主解答自主解答金屬棒受到四個力作用：重力金屬棒受到四個力作用：重力mg，垂直框面向上的支持，垂直框面向上的支持力力FN，沿框面向上的安培力，沿框面向上的安培力F安安，沿框面的靜摩擦力，沿框面的靜摩擦力Ff靜靜金屬棒靜止在金屬棒靜止在框架上時，框架上時，F(xiàn)f靜靜的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分兩種情況考的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分兩種情況考慮當(dāng)變阻器慮當(dāng)變阻器R取值較大時，取值較大時，I較小，安培力較小，安培力F安安較小，在金屬棒重力分較小，在金屬棒重力分力力mgsin 作用下棒有沿框架下滑的趨勢，框架對棒的摩擦力沿框面向作用下棒有沿框架下滑的

29、趨勢，框架對棒的摩擦力沿框面向上，受力如圖所示金屬棒剛好不下滑時滿足平衡條件上，受力如圖所示金屬棒剛好不下滑時滿足平衡條件答案答案1.4 R8.2 4如圖所示，在傾角為如圖所示，在傾角為37的光滑斜面上有一根長為的光滑斜面上有一根長為0.4 m，質(zhì)量為，質(zhì)量為6102 kg的通電直導(dǎo)線，電流強(qiáng)度的通電直導(dǎo)線，電流強(qiáng)度I1 A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動，整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加線用平行于斜面的輕繩拴住不動，整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4 T，方向豎直向上的磁場中設(shè)，方向豎直向上的磁場中設(shè)t0時，時，B0，則需要多長時間，則需要多長時間

30、，斜面對導(dǎo)線的支持力為零？斜面對導(dǎo)線的支持力為零？(g取取10 m/s2)答案：答案：5 s1. (2012年淮北模擬年淮北模擬)如圖，長為如圖，長為2l的直導(dǎo)線折成邊長的直導(dǎo)線折成邊長相等，夾角為相等，夾角為60的的V形，并置于與其所在平面相垂形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)在該導(dǎo)線中通，當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為以電流強(qiáng)度為I的電流時，該的電流時，該V形通電導(dǎo)線受到的安形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為培力大小為()A0B0.5BIlCBIl D2BIl解析：解析：V形導(dǎo)線通入電流形導(dǎo)線通入電流I時每條邊受到的安培力大小均為時每條邊受到的安

31、培力大小均為BIl，方向分別，方向分別垂直于導(dǎo)線斜向上，再由平行四邊形定則可得其合力垂直于導(dǎo)線斜向上，再由平行四邊形定則可得其合力FBIl，答案為，答案為C.答案：答案：C2(2011年高考課標(biāo)全國卷年高考課標(biāo)全國卷)為了解釋地球的磁性，為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的在下列四個圖中，引起的在下列四個圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是()解析：解析：地磁場的地磁場的N極在地球南極附近，地磁場的極在地球南極附近，地磁場的S極在地球北極附極在地球北極附近，根據(jù)

32、安培定則，可判定電流方向為順時針方向近，根據(jù)安培定則，可判定電流方向為順時針方向(站在地球的北極站在地球的北極向下看向下看)，選項，選項B正確，選項正確，選項A、C、D錯誤錯誤答案：答案：B3(2011年高考大綱全國卷年高考大綱全國卷)如圖，兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別通如圖，兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流有方向相反的電流I1和和I2，且，且I1I2；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點，且平面內(nèi)的四點，且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；與兩導(dǎo)線共面；b點在兩導(dǎo)線之間，點在兩導(dǎo)線之間，b、d的的連線與導(dǎo)線所在平面垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點是連線與導(dǎo)線所在平面垂

33、直磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點是()Aa點點Bb點點Cc點點 Dd點點解析：解析：由于由于I1I2，且離導(dǎo)線越遠(yuǎn)產(chǎn)生的磁場越弱，在，且離導(dǎo)線越遠(yuǎn)產(chǎn)生的磁場越弱，在a點點I1產(chǎn)生的磁產(chǎn)生的磁場比場比I2產(chǎn)生的磁場要強(qiáng)，產(chǎn)生的磁場要強(qiáng)，A錯，同理，錯，同理，C對對I1與與I2在在b點產(chǎn)生的磁場方點產(chǎn)生的磁場方向相同，合成后不可能為零，向相同，合成后不可能為零，B錯錯d點兩電流產(chǎn)生的磁場點兩電流產(chǎn)生的磁場B1、B2不共不共線，合磁場不可能為零，線，合磁場不可能為零，D錯錯答案：答案：C4.(2011年高考江蘇單科年高考江蘇單科)如圖所示，固定的水平長直導(dǎo)線中通有電流如圖所示，固定的水平長直導(dǎo)線中通有電流I

34、，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行線框由靜，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行線框由靜止釋放，在下落過程中止釋放，在下落過程中()A穿過線框的磁通量保持不變穿過線框的磁通量保持不變B線框中感應(yīng)電流方向保持不變線框中感應(yīng)電流方向保持不變C線框所受安培力的合力為零線框所受安培力的合力為零D線框的機(jī)械能不斷增大線框的機(jī)械能不斷增大解析：解析：直線電流的磁場離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁感線越稀，故線圈在下落過直線電流的磁場離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁感線越稀，故線圈在下落過程中磁通量一直減小，程中磁通量一直減小，A錯、錯、B對；由于上、下兩邊電流相等，上邊磁對；由于上、下兩邊電流相等，上邊磁場較強(qiáng)，線框所受合力不為零，場較強(qiáng)，線框所受合力不為零，C錯；由于電磁感應(yīng)，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)錯；由于電磁感應(yīng)，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，機(jī)械能減小，化為電能，機(jī)械能減小，D錯錯答案：答案：B