2013高考物理考点28磁感应强度磁场力 8页

高考物理2009-2012年全国高考考题精选解析 考点28 磁感应强度 磁场力 ‎【考点知识方法解读】‎ 1. 物理学中引入磁感应强度描述磁场的强弱，引入磁感线形象化的描述磁场。磁感线密的地方表示该处磁感应强度大，磁场强；磁感线疏的地方表示该处磁感应强度小，磁场弱；磁感线是闭合曲线。磁感线永不相交。‎ 2. 磁体、电流的磁场都产生于电荷的运动。电流产生的磁场方向用安培定则判断。‎ 3. 无限长通电导线在周围产生的磁场的磁感应强度与导线中的电流大小成正比，与到导线的距离成反比 4. 磁感应强度是矢量，矢量叠加遵循平行四边形定则。解答磁场叠加类试题依据各磁场的方向，运用平行四边形定则进行合成。‎ 5. 两平行直导线通有同向电流时相互吸引，通有反向电流时相互排斥。两平行通电直导线之间的作用力大小正比于电流大小。‎ ‎ 6. 磁场对电流的作用叫做安培力，安培力大小F=BILsinα，式中α是电流与磁场方向的夹角，L为导线的有效长度。闭合通电线圈在匀强磁场中所受的安培力的矢量和为零。‎ ‎7．.对于放在磁场中的通电导线，分析受力时要考虑它受到的安培力。若通电导线在安培力和其他力作用下处于平衡状态，则利用平衡条件列方程解之；‎ ‎【最新三年高考物理精选解析】‎ 1. ‎ (2012·天津理综)如图所示，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，棒中通一由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是 A． 棒中电流变大，θ角变大 B． 两悬线等长变短，θ角变小 C． 金属棒质量变大，θ角变大 D． 磁感应强度变大，θ角变小 ‎2. （2012·全国理综）如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b在M、N的连线上，o为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是 A.o点处的磁感应强度为零 B.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D.a、c两点处磁感应强度的方向不同 ‎3（2011新课标理综第14题）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的，在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是 ‎3【答案】：B ‎【解析】：在地理北极附近是地磁场的S极，由安培定则可知正确表示安培假设中环形电流方向的是图B。‎ ‎【点评】此题考查地磁场和安培定则。环形电流可等效为小磁针，地球的磁场可等效为一条形磁铁。‎ ‎4：（2011全国理综）如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,，且I1>I2,；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 A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 ‎ ‎5.. （2010上海物理）如图，长为‎2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为 B ‎60O ‎× × × × × × ‎ ‎× × × × × ×‎ ‎× × × × × ×‎ ‎× × × × × ×‎ ‎× × × × × ×‎ A．0 B．0.5BI l C．BI l D．2 BI l ‎ ‎5.【答案】C ‎6(2011上海物理第18题)如图3，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O’，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。则磁感应强度的方向和大小可能为 ‎(A) z正向，tanθ ‎ ‎(B) y正向，。‎ ‎(C) z负向，tanθ。 ‎ ‎(D)沿悬线向上，sinθ ‎6.【答案】BC ‎【解析】．画出通电导线受力图如图所示，由左手定则可知，当磁感应强度的方向沿y轴正方向时，安培力沿z轴正方向。当BIL=mg时，导线受力平衡，保持静止，即磁感应强度的方向沿y轴正向，大小为，选项B正确。当磁感应强度的方向沿z轴负方向时，安培力沿y轴正方向。当BIL=mgtanθ时，导线受力平衡，保持静止，即磁感应强度的方向沿z轴负向，大小为tanθ，选项C正确。‎ ‎【点评】与安培力相关的平衡问题可考查受力分析、安培力、平行四边形定则等知识点，难度中等。‎ ‎7（2011新课标理综）电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到的安培力在作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是 A．只将轨道长度L变为原来的2倍 B．只将电流I增加到原来的2倍 C．只将弹体质量减小到原来的一半 D．将弹体质量减小到原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变，‎ ‎8.（2012·海南物理）图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，导轨两端e、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 若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动 A． 若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动 B． 若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动 C． 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，根据安培定则，电磁铁产生竖直向上的磁场。e接负极，f接正极，由左手定则可判断出L所受安培力向右，则L向右滑动，选项A错误B正确；若a接负极，b接正极，根据安培定则，电磁铁产生竖直向下的磁场。e接负极，f接正极，由左手定则可判断出L所受安培力向左，则L向左滑动，选项D正确C错误。‎ ‎【考点定位】此题考查安培定则、左手定则及其相关知识。‎ ‎9．（13分）（2012·上海物理）载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B=kI/r，式中常量k>0，I为电流强度，r为距导线的即离。在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0。当MN通以强度为I1的电流时，‎ 两细线内的张力均减小为T1：当MN内的电流强度变为I2时，两细线的张力均大于T0。‎ ‎（1）分别指出强度为I1、I2的电流的方向；‎ ‎（2）求MN分别通以强度为I1和I2电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比；‎ ‎（3）当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求I3。‎ ‎==，‎ I3= I1。‎ ‎【考点定位】此题考查安培力、平衡条件、牛顿第二定律及其相关知识。‎ ‎10．（2010高考浙江理综）.如图7所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动，其在纸面上的长度为L1，垂直纸面的宽度为L2。在膜的下端（图中A处）挂有一平行于转轴，质量为m，长为L2的导体棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板，能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能，并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个电池，输出电压恒定为U，输出电流正比于光电池板接收到的光能（设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定）。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中，并与光电池构成回路，流经导体棒的电流垂直纸面向外（注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出）。‎ ‎（1）现有一束平行光水平入射，当反射膜与竖直方向成q =60°时，导体棒处于受力平衡状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。‎ ‎（2）当变成45°时，通过调整电路使导体棒保持平衡，光电池除维持导体棒平衡外，还能输出多少额外电功率？‎ mg BIL2‎ ‎8.【解析】（1）导体棒所受安培力FA= BIL2，导体棒处于受力平衡状态，由静力平衡条件，mgtanq=FA，‎ 解得 I=tanq 所以当q =60°时，I60=tan60°=，‎ 光电池输出功率P60=UI60=U。‎ ‎ （2）当q=45°时，维持静力平衡需要的电流为I45=tan45°=，‎ 根据几何关系可知，==。‎ 可得P45= P60 =U。‎ 而光电池产生的电流I光电= P45/U =，‎ 所以能够提供的额外电流为I额外= I光电- I45=(-1)，‎ 可提供的额外功率为P额外= I额外U=(-1)U。‎ ‎ ‎