2019-2020年高中物理 磁场 第一节 电流的磁场.doc

2019-2020年高中物理 磁场 第一节 电流的磁场典型例题例1、 把一条导线（南北方向）平行地放在小磁针的上方，给导线中通入电流。问将发生什么现象？解析：当导线中通入电流，导线下方的小磁针发生转动。 除磁体周围有磁场外，丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场。导线下方的小磁针发生转动，说明电流周围 的周围也有磁场。 例2、如图所示，在通有恒定电流的螺线管内有一点P，过P点的磁感线方向一定是：（CD）A从螺线管的N极指向S极；B放在P点的小磁针S极受力的方向；C静止在P点的小磁针N极指的方向；D在P点放一通电小线圈，磁感线一定看不起于小线圈平面解析：由右手螺旋定则判定出螺线管磁场左S右N，在其内部磁感线由SN，则：P点的磁感线是由S极指向N极的，是静止在P点的小磁针N极指的方向，在P点放一小通电线圈，由环形电流安培定则知磁感线一定垂直于小线圈平面例3、一个轻质弹簧，上端悬挂，下端与水银槽中的水银面接触，将上述装置安在电路中，如图所示，当闭合开关后会出现什么现象?如何解释?解析：小灯炮忽明忽暗当开关闭合后，由于水银导电，所以轻质弹簧上有电流通过，每一匝线圈都可以看成一个单独的螺线管，上端为N极，下端为S极，相邻部分为异名磁极，各线圈间相互吸引因为弹簧上端固定，弹簧长度缩短，A点离开水银面，电路断开，线圈失去磁性，弹簧恢复原长，又和水银面接触，于是又重复上述过程这样由于弹簧不断上下振动，使A点时而接触水银面，时而离开水银面，所以看到灯泡忽明忽暗基础练习一、选择题1、首先发现电流磁效应的科学家是( B ) A.安培 B.奥斯特 C.库仑 D.麦克斯韦2、正在通电的条形电磁铁的铁心突然断成两截，则两截铁心将（ A ）A互相吸引 B互相排斥 C不发生相互作用 D无法判断3、如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（ BC ）A向右飞行的正离子 B向左飞行的正离子C向右飞行的负离子 D向左飞行的负离子4、如图两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将：（A）A吸引 B排斥 C保持静止 D边吸引边转动5、如图所示，甲、乙两地间用两条导线连一个直流电路，将小磁针放在两导线之间时，N极向读者偏转，接在A与B间的电压表向B接线柱一侧偏转(此电压表指针总偏向电流流进时的一侧)，由此可知( C )A. 甲处可能是负载也可能是电源B.甲处一定是电源，乙处一定是负载C.甲处一定是负载，乙处一定是电源D.乙处可能是负载也可能是电源6、关于磁场和磁力线的描述，下列说法中正确的是（AB）A磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B磁极之间的相互作用是通过磁场发生的C磁感线是磁场中客观存在的线D磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 二、填空题1、如图所示，环形导线的A、B处另用导线与直导线ab相连，图中标出了环形电流磁场的方向，则C和D接电源正极的是_，放在ab下方的小磁针的_极转向纸外.（ c端为电源正极，d端为电源负极）2、如图所示所在通电螺丝管内部中间的小磁针，静止时N极指向右端，则电源的c端为_极，螺线管的a端为_极 （正，S）3、如图所示，可以自由转动的小磁针静止不动时，靠近螺线管的是小磁针_极，若将小磁针放到该通电螺线管内部，小磁针指向与图示位置时的指向相_（填“同”或“反”） （N，同）三、计算题1、有两根外形基本相同的铁条，已知其中一根是永磁体，另一根是普通软铁，单凭视觉是无法将它们区分开的.若不用其他任何器材，如何才能把它们区分开来?（用手拿一根铁条，用它的一端接近另一根铁条的中部，如果吸引力较强，则手拿的一根为永久磁体，如吸力较弱则手拿的一根为软铁棒.）2、氢原子的核外电子绕原子核按顺时针方向做圆周运动时,设想在原子核处放一小磁针,则小磁针N极指向何方？ （垂直纸面向外）3、在下面如图所示的各图中画出导线中通电电流方向或通电导线周围磁感线的方向其中（a）、（b）为平面图，（c）、（d）为立体图（ 答案： ）能力提升一、选择题1、如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳拉力F的大小为：（D）A.F=mg B.mgF(M+m)g 2、如图所示：在一个平面内有六根绝缘的通电导线，电流强度大小相同，1、2、3、4为面积相等的正方形区域，其中指向纸面内的磁场最强的区域是（D ） A.1区 B.2区 C.3区 D.4区3、如图16-1-10所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未 通电的螺线管内，则下列说法正确的是（AC ）A.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将减小B.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将增大C.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将增大D.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将减小二、填空题1、通电螺线管的极性跟螺线管中的_有关，它们之间的关系可以用_来判定内容是：用_手握住螺线管，让_弯向螺线管中电流的方向，则所指的那端就是螺线管的北极（电流方向安培定则右四指大拇指）三、计算题1、在条形或蹄形铁芯上绕有线圈，根据如图所示小磁针指向在图中画出线圈的绕线方向答案： 第三节 磁场对通电导线的作用 典型例题abcd例1、如图所示，三根通电直导线垂直纸面放置，位于b、c、d处，通电电流大小相同，方向如图。a位于bd中点。则a点的磁感应强度方向是( )A垂直纸面指向纸里B垂直纸面指向纸外C沿纸面由a指向bD沿纸面由a指向c解析：根据安培定则：b、d两根导线在a点形成的磁场，磁感应强度大小相等，方向相反，合磁感应强度应为零，故a点磁场就由通电导线c来决定，根据安培定则在a点处的磁场，磁感应强度方向应为沿纸面由a指向b，正确选项为C。例2、如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（）A顺时针方向转动，同时下降B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降D逆时针方向转动，同时上升解析：根据蹄形磁铁磁感线分布和左手定则可判断A端受垂直纸面向里的安培力，B端受垂直纸面向外的安培力，故导线逆时针转动；假设导线自图示位置转过90，由左手定则可知，导线AB受竖直向下安培力作用；导线下降，故导线在逆时针转动的同时向下运动，所以本题答案应选C。例3、如图所示，倾角为 的光滑斜面上， 有一长为L，质量为 m的通电导线，导 线中的电流强度为I，电流方向垂直纸面向外在图中加一匀强磁场，可使导线平衡，试求：最小的磁感应强度B是多少？方向如何？解析：导体棒受重力、支持力和安培力作用而平衡，由力学知识可知，当第三个力（安培力）F与F垂直时，F有最小值，如图，即安培力方向平行于斜面向上，Fmgsin，又因为当导体棒与磁感应强度垂直时，安培力最大，故本题所求最小磁感应强度 Bmgsin/（IL），方向为垂直斜面向下。基础练习一、选择题1下列说法正确的是（ D ）A磁场中某处磁感强度的大小，等于长为L，通以电流I的一小段导线放在该处时所受磁场力F与乘积IL的比值B一小段通电导线放在某处如不受磁场力作用，则该处的磁感应强度为零C因为BFIL，所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力F的大小成正比，与IL的大小成反比D磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关2两条导线AB和CD互相垂直，如图所示，其中的AB固定，CD可自由活动，两者相隔一小段距离，当两条导线分别通以图示方向的电流时，垂直纸面向里看导线CD将（ B ）A顺时针方向转动，同时靠近ABB逆时针方向转动，同时靠近ABC顺时外方向转动，同时远离ABD逆时针方向转动，同时远离AB3如图所示通电闭合线框abc处在匀强磁场中，它受到磁场力的合力： (D)A方向垂直于ab斜向上B方向垂直于ac斜向上C方向垂直于bc向下D为零4相互绝缘的直导线和环形导线，通以如图所示的电流和，若环形导线固定不动，则直导线将：(C)A向左移动B顺时针移动C向右移动D逆时针移动5如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点棒的中部处于方向垂直纸面向里的句强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时是线上有拉力为了使拉力等于零，可以：(C)A适当减小孩感应强度B使磁场反向C适当增大电流强度D使电流反向6水平桌面上放条形磁铁，磁铁正中上方吊着导线与磁铁垂直，导线中通入向纸内的电流，如图所示，产生的情况是：(BD)A悬线上的拉力没有变化；B悬线上的拉力变大；C悬线上的拉力变小；D条形磁铁对桌面压力变小二、填空题1、通电导体在磁场中要_的作用，它受力的方向跟_方向和_方向有关，而且这个力的方向既跟_方向垂直，又跟_方向垂直答案：受到力电流磁感线磁感线电流2、通电线圈在磁场中能够_，当线圈平面跟磁感线_时，线圈所受的磁场作用力是一对平衡力答案: 转动垂直3、两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中AB固定，CD可自由活动，当通以如图所示电流后，CD导线将 （填顺时针或逆时针）方向转动，同时 （填靠近或远离）AB。答案：逆时针，靠近三、计算题1、如图所示，悬挂着的通电圆环能绕竖直对称轴自由转动.在圆环正下方有垂直于纸面的固定直导线，当直导线中通有流向纸内电流时，通电圆环将如何动?答案：左侧向外，右侧向里 2、. 如图所示，在条形磁铁的正上方悬挂着一个环形线圈，开始时线圈与条形磁铁处在同一竖直面中，当线圈中通以逆时针方向的电流时，线圈将如何动? 答案：右侧向外 左侧向里3、如图12-18所示，闭合线框用细线悬挂，使条形磁铁跟线框居于同一平面内，若让磁铁固定不动，给线框通以abcd方向的电流，通电后线框将怎样运动?答案：逆时针转动，并靠近磁铁能力提升一、选择题1、下列说法中错误的是(ABCD ) A.磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为的一小段导线放在该处时所受磁场力F与、的乘积的比值B.一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场C.一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在处大，则处磁感应强度比处的磁感应强度大D.因为L，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线L乘积成反比2、如图所示，a、b是两根靠在一起的平行通电直导线，其中电流分别为IA和IB(已知IAIB)，电流方向如图.当给垂直于a、b所在平面加一个磁感应强度为B的匀强磁场时，导线a恰好能处于平衡状态，则导线b的受力情况与加磁场B以前相比( C )A.不再受磁场力作用B.所受磁场力是原来的2倍C.所受磁场力小于原来的2倍D.所受磁场力大于原来的2倍3、如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（ C ）A顺时针方向转动，同时下降B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降D逆时针方向转动，同时上升二、填空题1、一根长直导线穿过载有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环的平面，导线和环的电流方向如图所示，则环受到的磁场力等于 。 答案：零三、计算题1、导线AB与CD跟金属导轨MN、PQ紧密接触（都是裸线），磁感线方向如图12-17所示，如果外力F拉着AB向右运动，CD将会怎样运动?（不计摩擦）答案：向右第四节 磁场对运动电荷的作用第五节、磁性材料典型例题例1、运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做 。解析：洛伦兹力。荷兰物理学家洛伦兹首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点，为纪念他，人们称这种力为洛伦兹力。通电导线在磁场中所受安培力是洛伦兹力的宏观表现。例2、试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.解析：伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。运动的负电荷在磁场中所受的洛伦兹力，方向跟正电荷受的力相反。在用左手定则判断时，若四指指向是电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。甲中正电荷所受的洛伦兹力方向向上；乙中正电荷所受的洛伦兹力方向向下；丙中正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向读者；丁中正电荷所受的洛伦兹力的方向垂直于纸面指向纸里。例3、如图所示，一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（ ）（已知洛伦兹力大小为fqvB）A使B的数值增大B使磁场以速率 v，向上移动C使磁场以速率v，向右移动D使磁场以速率v，向左移动解析：为使小球对平面无压力，则应使它受到的洛伦兹力刚好平衡重力，磁场不动而只增大B，静止电荷在磁场里不受洛伦兹力， A不可能；磁场向上移动相当于电荷向下运动，受洛伦兹力向右，也不可能平衡重力，故B、C也不对；磁场以V向左移动，等同于电荷以速率v向右运动，此时洛伦兹力向上。当 qvBmg时，带电体对绝缘水平面无压力，则v，选项 D正确。基础练习一、选择题1、如图中表示磁场B，正电荷运动方向和磁场对电荷作用力F的相互关系图，这四个图中画得正确的图是（其中B、F、V两两垂直）（ D ）2、下列说法正确的是（D）A运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用B运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C洛伦兹力即不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的动量D洛伦兹力对带电粒子永不做功3、一束电子从上向下运动，在地球磁场的作用下，它将：（B ）A向东偏转 B向西偏转C向南偏转 D向北偏转4、关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是：（BD）A有磁必有电荷；有电荷必有磁B一切磁现象都起源于电荷或电流，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用C除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的D根据安培的分子环流假说，在外界磁场作用下，物体内部分子电流取向大致相同时，物体就被磁化，两端形成磁极5、把磁铁靠近铁棒，铁棒会被磁化，这是由于：（D）A铁棒两端出现电荷B铁棒受到磁铁的吸引力C铁棒内的分子电流取向杂乱无章造成的D铁棒内的分子电流取向大致相同造成的6、质子流从南向北进入匀强磁场，磁场方向是从东向西的，则质子所受洛仑兹力的方向为（ C ）A向东B向南C向上D向下二、填空题1、一个电子在匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用，则电子运动的方向是_答案：平行于磁场方向（电子沿平行于磁力线射入匀强磁场时，洛伦兹力为零）2、一束电子流从东向西射来，受地磁场的作用，电子流将偏向 .答案：(上方)3、根据物质在外磁场中表现的特征，物质可分为_、_和_三类磁性材料根据磁化后去磁的难易可分为_和_答案：（顺磁性物质抗磁性物质铁磁性物质软磁性材料硬磁性材料）三、计算题1、如图所示，一带负电的粒子从上向下射入相互垂直的匀强电场和匀强磁场并存的区域磁感应强度为B，若使该粒子做匀速运动，电场方向应从怎样？ 答案：水平向左2、画出下图中带电粒子所受洛仑兹力的方向或粒子运动方向答案：略3、普通录音机是通过一个磁头来录音的。磁头的结构如图，在一个环形铁心上绕一组线圈，铁心有个缝隙，工作时，磁带就贴着缝隙移动。录音时、磁头线圈跟微音器相连，磁带上涂有一层磁粉，磁粉能被磁化且有剩磁。微音器的作用是把声音变化转化成电流变化，问普通录音机是根据物理学什么来工作的？能力提升一、选择题1、以下关于洛仑兹力的各种说法中正确的是（ C D ）A. 电荷在磁场中一定受到洛仑兹力B.运动的电荷在磁场中一定受到洛仑兹力C.洛仑兹力对电荷永远不做功D.洛仑兹力的方向总是垂直于磁场方向和电荷速度方向所构成的平面2、在阴极射线管上方平行放置一根通有强电流的长直导线，其电流方向从右向左，如图，阴极射线将（ C ）A向纸内偏转B向纸外偏转C向上偏转D向下偏转3、如图所示，表示磁场B、电荷运动方向v和磁场对电荷的作用力F的相互关系图中正确的是：（D）二、填空题1、电子沿垂直于磁场的方向射入磁场，电子的动量 、动能 填（变化或不变），电子沿磁场方向射入磁场，电子的动量 、动能 填（变化或不变） 答案：变化，不变，不变，不变三、计算题1、如图所示，质量为m、带电量为q的液滴处在水平方向的匀强磁场中，磁感应强度为B，液滴运动速度为v若要液滴在竖直平面内做匀速圆周运动，则施加的电场场强的大小应为多少？方向怎样？液滴绕行方向又如何？答案：竖直向上逆时针