09磁场磁场对电流的作用

1磁场必记知识点一、对磁场的基本认识；①来源：是存在于磁极、电流或运动电荷周围空间的一种物质．②基本性质：磁场对放入其中的磁极、电流、运动电荷有磁场力的作用．③方向：规定在磁场中某点的小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向．二、磁感应强度；描述磁场强弱的物理量，①定义：在磁场中，垂直于磁场方向的一段通电直导线受到的安培力F与导线的长度和电流乘积的比值称为通电直导线在该处的磁感应强度．即B=F／IL．注意：B由磁场自身性质决定，与F、I无关．②磁感应强度是矢量，其方向就是该点的磁场方向．磁场中某点的磁感应强度、磁场、磁感线切线方向、小磁针北极的受力方向四向一致．③匀强磁场：若某个区域里磁感应强度大小处处相等、方向处处相同，那么该区域的磁场叫匀强磁场．三、磁感线；为了形象的描述磁场而人为画出的一系列曲线，曲线的切线方向表示该点的磁场方向．①磁感线上各点的切线方向与磁场中该点的磁感应强度方向相同．②磁感线可以定性的描述磁场的强弱和方向；磁感线的疏密能大致表示各处的磁感应强度的大小．③磁感线不相交、不相切、不中断，都是闭合曲线．在磁体外部，磁感线都是由N极出发，进入S极，在磁体内部磁感线由S极指向N极．四、常见磁场的磁感线分布特点五、磁场的叠加空间如果同时存在两个以上的电流或磁体，在某点的磁感应强度B是各电流或磁体单独在该点激发磁场的磁感应强度的矢量和，且满足平行四边形定则．典型例题分析1、关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的是A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于F／ILB．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度可能大于或等于F／ILC．磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大D．磁场中某一点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同2、一小段通电导线长lcm，电流为5A，把它放入磁场中某点时所受磁场力的大小为0.1N，则关于该点的磁感应强度大小的说法正确的是A．B=2TB．B≥2TC．B≤2TD．以上三种情况都有可能3、如图所示，一束带电粒子沿水平方向虚线飞过磁针上方，并与磁针方向平行，能使磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是A．向右飞的正离子B．向左飞的负离子C．向右飞的负离子D．向左飞的正离子4、弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，如图所示，下列说法中正确的是A．若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数将减少B．若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数将增大C．若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数将增大D．若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数将减小5、19世纪20年代，以数学家塞贝克为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流．安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的，该假设中的电流方向是(注：磁子午线是地磁场N极与S极在地球表面的连线)A．由西向东垂直磁子午线B．由东向西垂直磁子午线C．由南向北沿磁子午线D．由赤道向两极沿磁子午线6、如图所示为氢原子的模型，电子绕核做高速圆周运动，可等效为环形电流，产生一个磁场，用B0表示其磁感应强度的大小，现加一不变的外磁场，其磁感应强度大小用B表示，方向在图中垂直于纸面向里，这时环形电流在环内区域中的磁场和外加磁场叠加，叠加后的磁感应强度大小用B´表示，已知电子轨道半径不变，则有：A．B´=B+B0B．B´=B-BOC．B´B+B0D．B´B-B02磁场对电流的作用必记知识点一、安培力：磁场对电流的作用力，安培力的大小可以表示为F=BIL，注意事项：①安培力的方向，总是垂直B、I所决定的平面，即一定垂直B和I，但B与I不一定垂直．②弯曲导线的有效长度L，等于两端点连接直线的长度；相应的电流方向，沿L由始端流向末端．③公式的应用条件：一般只适用于匀强磁场．二、左手定则；伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放人磁场中，让磁感线垂直穿人手心，并使伸开的四指指向电流的方向．那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．三、安培力作用下物体运动方向的判定(1)电流元法：用于判定弯曲导体的运动方向，把整段导体等效为多段直线元组成，先用左手定则判断出每段通电直线元受安培力的方向，从而判定整段导体受安培力的合力方向，最后确定运动方向．(2)等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可以等效成环形电流或通电螺线管；通电螺线管还可以等效为很多匝的环形电流．(3)特殊位置法：电流或磁场在某些位置具有便于分析的特殊性．当这一特殊又位于一般之中的时候，把电流或磁铁转到这一特殊位置，再判断安培力方向，从而确定运动方向．典型例题分析一、安培力作用下物体运动方向的判定1、如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过电流I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．2、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．磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用；C．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用；D．磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用．3、如图所示装置中，劲度系数较小的金属弹簧下端恰好浸入水银中，电源的电动势足够大，当闭合开关S后，弹簧将：A．保持静止；B．收缩；C．变长；D．不断上下振动．4、在同一平面内，同心半径不同的两个导体圆环中通以同向等大电流时，则：A．两环都有向内收缩的趋势；B．两环都有向外扩张的趋势；C．内环有收缩趋势，外环有扩张趋势；D．内环有扩张趋势，外环有收缩趋势．5、一个可自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个圆线圈的圆心重合，当两线圈都通过如图所示的电流方向时，则从左向右看，线圈Ll将：A．不动；B．顺时针转动；C．逆时针转动；D．向纸外平动．6、直导线ab与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当通过如图所示的电流方向时(同时通电)，从左向右看，线圈将：A．不动；B．顺时针转动，同时靠近导线；C．顺时针转动，同时离开导线；D．逆时针转动，同时靠近导线．7、如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流I，在其直径AB上靠近B点放一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线I´，电流方向如图中所示，在磁场作用下圆线圈将：A．向左平动；B．向右平动；C．以直径AB为轴转动，并向左运动D．静止不动．8、如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现A．线圈仅作平动，不转动B．线圈仅作转动，不平动C．从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近3磁铁D．从上往下看，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁9、如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡．A为水平放置的导线的截面．导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为Nl；当导线中有电流通过时，磁铁对斜面的压力为N2，此时弹簧的伸长量减小了．则；A．NlN2，A中电流方向向外B．Nl=N2，A中电流方向向外C．NlN2，A中电流方向向内D．NlN2，A中电流方向向外10、如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈的上方，MN与线圈轴线均处于同一竖直平面内，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端接在交变电源的一端，b、d端接在交变电源的另一端．二、安培力大小的计算和应用1、如图所示，平行金属导轨间距为50cm，固定在水平面上，一端接入电动势E=1.5V，内阻r=0.2Ω的电池，金属杆ab电阻为R=2.8Ω，质量m=5×10-2kg，与平行导轨垂直放置，其余电阻不计，金属杆处于磁感应强度为B=0.8T，方向与水平面成600的匀强磁场中，刚开始接通电路的瞬间，求：(1)金属杆所受的安培力的大小；(2)此时导体棒对轨道的压力多大．2、如图所示．两平行光滑导轨相距为20cm，金属棒MN的质量为l0g，电阻R=8Ω，匀强磁场磁感强度B方向竖直向下，大小为0.8T，电源电动势为10V，内阻r=1Ω．当电键S闭合时，MN处于平衡．求：变阻器Rl的取值为多少．(设θ=450)此题中若MN电阻R=2Ω，MN与轨道间的摩擦因数μ=0.5，要使MN能静止在轨道上，求变阻器R1的阻值取值范围。3、如图所示，质量为m，电阻为R的导体棒ab，放置在与水平面的夹角为θ的倾斜的金属导轨上，导轨电阻不计，间距为d，系统处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，电源内阻不计．求：(1)若导轨光滑无摩擦，电源电动势E多大才能使导体棒ab静止在导轨上?(2)若导轨与金属棒ab之间的动摩擦因数为μ，μtanθ，欲使导体棒ab静止在导轨上，电源电动势E应为多大?4、如图所示，电源电动势E=2.4V，内阻r=0.4Ω，电阻R2=0.2Ω，CD、EF为竖直平面内两条平行导轨，处在水平匀强磁场中，其电阻忽略不计，ab为金属棒，m=5g，L=25cm，电阻Rl=0.2Ω，ab可在光滑轨道上自由滑动，滑动时保持水平，求：(1)S断开时，ab保持静止时B的大小；(2)保持(1)中B不变S接通瞬间，金属棒的加速度多大．5、水平面上有电阻不计的U形导轨MN、PQ，它们之间的宽度为L，M和P间接入电动势为E的电源（不计内阻）。现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ，且斜向右上方，如图所示，求：（1）当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少？（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受的支持力为零，B的大小至少为多大？此时B的方向如何？NBQPMab