高中物理 磁场第一单元复习资料素材 粤教版选修3-1 8页

普通高中课程标准实验教科书—物理选修3－1[人教版]第三章磁场（复习）一、基础知识回顾NＳＩ1．磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互　　　，异名磁极相互　　　。磁铁能吸引　　　、　　　、　　　等金属。2．磁极间的相互作用是通过　　　　而发生的。3．通电导线的周围存在磁场是由丹麦物理学家　　　　发现的．如图，当导线中通有图示的电流时，小磁针Ｎ极将向　　　　　转动。4．磁感线与电场线的联系与区别：电场线磁感线1．电场线从　　　　出发，终止于　　　　，电场线是　　的曲线，正、负电荷可单独存在．1．在磁体内部，磁感线是从　　极指向　　极，外部是从　　　出发从　　　进去，磁感线是　　　　的曲线，N、S极是不可分割的．2．　电荷在电场中某点受到电场力的方向与该点的　　　方向一致，也与该点所在电场线的　　　方向一致．2．小磁针在磁场中静止时　　　　极的指向或　　　　极的受力方向与该点的　　　方向一致，也与该点所在磁感线的　　　方向致．3．电场中任何两条电场线都　相交．3．磁场中任何两条磁感线都　　相交．4．电场线的疏密表示电场的　．4．磁场线的疏密表示磁场的　　．5．安培定则是用来判断　　　　方向与　　　　方向之间的关系．具体做法是：用右手握住通电直导线，让伸直的大拇指的指向跟　　　　的方向一致，则弯曲的四指所指的方向表示　　　　的环绕方向．而在判断环形电流的磁感线与电流方向的关系时，右手弯曲的四指和　　　　方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上的　　　　方向．6．磁场的强弱和方向用来描述，它是矢量，它的方向规定为，它的定义式为7．磁场对电流的作用力（安培力）大小为F=BILsinθ（注意：L用心爱心专心\n为有效长度，电流与磁场方向应．F的方向可用　　　　　定则来判定．当电流与磁场方向平行时，安培力等于．试判断下列通电导线的受力方向．BＩ×B　　×　×　×　×　　　　．　．　．　．　　×　×　×　×　　　　．　．　．　．　　×　×　×　×　　　　．　．　．　．　　×　×　×　×　　　　．　．　．　．试分别判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向．BF×F×B8．磁场对运动电荷的作用力（洛伦兹力）大小为f=qvB（注意：电荷的速度方向与磁场方向应（　　　　　　　）．f的方向可用　　　　　定则来判定．当电荷的速度方向与磁场方向平行时，洛伦兹力等于．9．当带电粒子垂直进入匀强磁场，只受洛伦兹力作用时，粒子将做运动，运动半径为，运动周期为αα二、例题分析【例1】如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L。匀强磁场磁感应强度为B。金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上。当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止。求：⑴B至少多大？这时B的方向如何？⑵若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？用心爱心专心\n【例2】如图所示，两根平行金属导轨间的距离为0.4m，导轨平面与水平面的夹角为37°，磁感应强度为0.5T的匀强磁场垂直于导轨平面斜向上，两根电阻均为1Ω、重均为0.1N的金属杆ab、cd水平地放在导轨上，杆与导轨间的动摩擦因数为0.3，导轨的电阻可以忽略.为使ab杆能静止在导轨上，必须使cd杆以多大的速率沿斜面向上运动?θOMNabR【例3】如图所示，半径为R、单位长度电阻为的均匀导体环固定在水平面上，圆环中心为O，匀强磁场垂直于水平面方向向下，磁感应强度为B。平行于直径MON的导体杆，沿垂直于杆的方向向右运动。杆的电阻可以忽略不计，杆于圆环接触良好。某时刻，杆的位置如图，∠aOb=2θ，速度为v，求此时刻作用在杆上的安培力的大小。用心爱心专心\n四、针对训练：1．下列说法中正确的是（）A．磁感线可以表示磁场的方向和强弱B．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极C．磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场D．放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极2．关于磁感应强度，下列说法中错误的是（）A．由B=可知，B与F成正比，与IL成反比B．由B=可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强D．磁感应强度的方向就是该处电流受力方向3．一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，则电子流产生的磁场在z轴上的点P处的方向是（）A．沿y轴正方向B．沿y轴负方向C．沿z轴正方向D．沿z轴负方向4．在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知（）A．一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针B．一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针C．可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过D．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过5．两根长直通电导线互相平行，电流方向相同.它们的截面处于一个等边三角形ABC的A和B处.如图所示，两通电导线在C处的磁场的磁感应强度的值都是B，则C处磁场的总磁感应强度是（）A．2BB．BC．0D．B6．磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是（）A．分子电流消失B．分子电流的取向变得大致相同C．分子电流的取向变得杂乱D．分子电流的强度减弱7．根据安培假说的思想，认为磁场是由于电荷运动产生的，这种思想对于地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对于地球定向移动的电荷，那么由此判断，地球用心爱心专心\n应该（）A．带负电B．带正电C．不带电D．无法确定8．关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是A．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行B．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行C．既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D．既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直9．如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取下列四种办法，其中不正确的是（）A．增大电流IB．增加直导线的长度C．使导线在纸面内顺时针转30°D．使导线在纸面内逆时针转60°10．如图所示，线圈abcd边长分别为L1、L2，通过的电流为I，当线圈绕OO′轴转过θ角时（）A．通过线圈的磁通量是BL1L2cosθB．ab边受安培力大小为BIL1cosθC．ad边受的安培力大小为BIL2cosθD．线圈受的磁力矩为BIL1L2cosθ11．如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以（）A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D．将a、c端接在交流电源的一端，b、d接在交流电源的另一端12．（2000年上海高考试题）如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（）A．F2B．F1－F2C．F1＋F2D．2F1－F213．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（）A．磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B．磁铁对桌面的压力减小，受到桌面的摩擦力作用C．磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面的摩擦力作用用心爱心专心\n14．长为L，重为G的均匀金属棒一端用细线悬挂，一端搁在桌面上与桌面夹角为α，现垂直细线和棒所在平面加一个磁感应强度为B的匀强磁场，当棒通入如图所示方向的电流时，细线中正好无拉力.则电流的大小为______A．15．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹速度大小约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_______T，磁场力的最大功率P=_______W（轨道摩擦不计）.16．如图所示，在两根劲度系数都为k的相同的轻质弹簧下悬挂有一根导体棒ab，导体棒置于水平方向的匀强磁场中，且与磁场垂直.磁场方向垂直纸面向里，当导体棒中通以自左向右的恒定电流时，两弹簧各伸长了Δl1；若只将电流反向而保持其他条件不变，则两弹簧各伸长了Δl2，求：（1）导体棒通电后受到的磁场力的大小?（2）若导体棒中无电流，则每根弹簧的伸长量为多少?用心爱心专心\n17．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的通电直导体棒，棒内电流大小为I，方向垂直纸面向外.以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系.（1）若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，求磁场的磁感应强度多大？（2）若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止，该磁场的磁感应强度多大.18．在原子反应堆中抽动液态金属时，由于不允许转动机械部分和液态金属接触，常使用一种电磁泵.如图1—34—13所示是这种电磁泵的结构示意图，图中A是导管的一段，垂直于匀强磁场放置，导管内充满液态金属.当电流I垂直于导管和磁场方向穿过液态金属时，液态金属即被驱动，并保持匀速运动.若导管内截面宽为a，高为b，磁场区域中的液体通过的电流为I，磁感应强度为B．求：（1）电流I的方向；（2）驱动力对液体造成的压强差.用心爱心专心\n参考答案：例1：αB解：画出金属杆的截面图。由三角形定则得，只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B也最小。根据左手定则，这时B应垂直于导轨平面向上，大小满足：BI1L=mgsinα，B=mgsinα/I1L。当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，沿导轨方向合力为零，得BI2Lcosα=mgsinα，I2=I1/cosα。例2：解：设必须使cd杆以v沿斜面向上运动，则有cd杆切割磁场线，将产生感应电动势E=Blv在两杆和轨道的闭合回路中产生电流I=ab杆受到沿斜面向上的安培力F安＝Bilab杆静止时，受力分析如图根据平衡条件，应有Gsinθ一μGcosθ≤F安≤Gsinθ+μGcosθ联立以上各式，将数值代人，可解得1.8m/s≤v≤4.2m/s例3、解：ab段切割磁感线产生的感应电动势为E=vB2Rsinθ，以a、b为端点的两个弧上的电阻分别为2R（π-θ）和2Rθ，回路的总电阻为，总电流为I=E/r，安培力F=IB2Rsinθ，由以上各式解得：。针对训练：1．AC2．ABCD3．A4．C5．D6．C7．A8．C9．C10．D11．ABD可先由安培定则判定磁场方向，再由左手定则判定通电导线的受力方向.12．A13．A变换研究对象，根据磁感线分布及左手定则，先分析通电长直导线受力情况，再由牛顿第三定律分析磁铁和桌面之间的作用14．Gcosα/BL15．55，1.1×10716．（1）k（Δl2-Δl1）（2）（Δl1+Δl2）17．（1）（2）18．（1）电流方向由下而上（2）把液体看成由许多横切液片组成，因通电而受到安培力作用，液体匀速流动时驱动力跟液体两端的压力差相等，即F=Δp·S，Δp=F/S=IbB/ab=IB/A．用心爱心专心