20xx版高考物理人教版一輪學(xué)案：91-磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用-【含答案】(編輯修改稿)
2025-04-05 05:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 30176。；當(dāng)通過(guò)導(dǎo)線的電流為I2時(shí)，小磁針偏轉(zhuǎn)了60176。，則下列說(shuō)法中正確的是( A )A．I2＝3I1 B．I2＝2I1C．I2＝I1 D．I2＝I1[解析] 本題考查直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)、磁場(chǎng)疊加及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。由題意可設(shè)B＝KI，K為常數(shù)，通電后小磁針偏轉(zhuǎn)后重新平衡時(shí)，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在小磁針處的合磁場(chǎng)方向沿著小磁針N極所指的方向，通電前小磁針N極所指的方向?yàn)榈卮艌?chǎng)方向。設(shè)地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，導(dǎo)線中通過(guò)電流為II2時(shí)，磁場(chǎng)方向如圖所示。tan 30176。＝＝，tan 60176。＝＝，解得I2＝3I1，選項(xiàng)A正確?？键c(diǎn)二 安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的判斷1．判定導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的基本思路判定通電導(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)體所在位置的磁感線分布情況，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。2．安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況判斷的常用方法電流元法分割為電流元安培力方向―→整段導(dǎo)體所受合力方向―→運(yùn)動(dòng)方向特殊位置法在特殊位置―→安培力方向―→運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流―→小磁針，通電螺線管―→條形磁鐵結(jié)論法同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的問(wèn)題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向例2 一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1和一個(gè)固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個(gè)線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈通以如圖所示的電流時(shí)，從左向右看，線圈L1將( B )A．不動(dòng)B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．向紙面內(nèi)平動(dòng)[解析] 方法一：等效分析法。把線圈L1等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流L2的中心，通電后，小磁針的 N極應(yīng)指向該環(huán)形電流L2的磁場(chǎng)方向，由安培定則知L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向在其中心豎直向上，而L1等效成小磁針，其 N極應(yīng)由紙里轉(zhuǎn)為向上，所以從左向右看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。方法二：利用結(jié)論法(凡轉(zhuǎn)動(dòng)，必靠近)。環(huán)形電流LL2之間不平行，則必有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可得L1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向應(yīng)是：從左向右看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。方法三：直線電流元法。把線圈L1沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸分成上下兩部分，每一部分又可以看成無(wú)數(shù)直線電流元，電流元處在L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，據(jù)安培定則可知各電流元所在磁場(chǎng)方向向上，據(jù)左手定則可得，上部電流元所受安培力均指向紙外，下部電流元所受安培力均指向紙內(nèi)，因此從左向右看線圈L1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)?！沧兪接?xùn)練2〕一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運(yùn)動(dòng)且通以方向?yàn)橛蒩到b的電流，則導(dǎo)線ab受磁場(chǎng)力后的運(yùn)動(dòng)情況為( D )A．從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管B．從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管C．從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管D．從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管[解析] 先由安培定則判斷出通電螺線管的N、S極，找出導(dǎo)線左、右兩端磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，并用左手定則判斷這兩端受到的安培力的方向，如圖甲所示。可以判斷導(dǎo)線受磁場(chǎng)力后從上向下看逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。再分析此時(shí)導(dǎo)線位置的磁場(chǎng)方向，再次用左手定則判斷導(dǎo)線受磁場(chǎng)力的方向，如圖乙所示，導(dǎo)線還要靠近螺線管，所以D正確，A、B、C錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三 安培力作用下導(dǎo)體的平衡問(wèn)題通電導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中的平衡問(wèn)題是一種常見(jiàn)的力學(xué)綜合模型，該模型一般由傾斜導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒、電源和電阻等組成。這類題目的難點(diǎn)是題圖具有立體性，各力的方向不易確定。因此解題時(shí)一定要先把立體圖轉(zhuǎn)化成平面圖，通過(guò)受力分析建立各力的平衡關(guān)系，如圖所示。題型(一) 通電金屬桿的平衡問(wèn)題例3 如圖所示，U形平行金屬導(dǎo)軌與水平面成37176。角，金屬桿ab橫跨放在導(dǎo)軌上， m， kg，空間存在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。要使ab桿在導(dǎo)軌上保持靜止，則ab中的電流大小應(yīng)在什么范圍？(設(shè)最大靜摩擦力與
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