初中物理磁场对电流的作用

第十一章： 第十一章：

磁 场

重点难点诠释………………04

典型例题剖析………………05 适时仿真训练………………09

重点难点诠释跟踪练习1 如图所示，水平 放置的平行金属导轨相距为d,导 轨一端与电源相连，垂直于导轨 平面的匀强磁场的磁感应强度为B, 方向如图所示.长为l的金属棒 ab静止在导轨上，棒与平行导轨成60°夹角，此时，通过金 属棒的电流为I,则金属棒所受的安培力大小为 [解析] F = BIL = BI 2 3 BId 3 d 2 3 = BId . sin 60 ° 3

.

[答案]

典型例题剖析例2 如右图所示，通电闭合直角三角形线框abc处在匀 强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，电流方向如图所示， 那么三角形线框受到的磁场力的合力为 ( ) A.方向垂直于ab边斜向上 B.方向垂直于ac边斜向上 C.方向垂直于bc边向下 D.为零 [解析] ac、bc两边所受安培力分 别为Fac、Fbc,其合力为F,如图所示. △abc∽△cFacF 2 2 ∴ F = Fbc Fac = BI ab 方向沿a→c方向，而ba边所受安培 力与F等大反向，故△abc所受安培力的 [答案] D 合力为零，选项D正确.

典型例

2011年中招磁场对电流的作用

填空

1、（2011达州）如图所示是电学中很重要的两个实验，其中利用甲图所示的实验装置原理可以制造出 机，利用乙图所示的实验装置原理可以制造出 机。

2. （2011鸡西）电动机的应用越来越广泛，它是根据通电线圈在磁场中受力 制成的，而发电厂里的发电机是根据 制成的。 3. （2011烟台）图11为直流电动机模型.直流电动机的工作原理是_________________________________.电动机工作时,能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠______________来实现的.

选择

1．(2011上海)机遇总是青睐有准备的头脑．深信电磁间有联系二坚持酽究、并最终无意间发现电流磁效应的科学家是( )

A．牛顿 B．奥斯持 C．安培 D．托里拆利 2．（2011苏州）许多物理学家在科学发展的历程中做出了杰出的贡献.下列叙述符合历史事实的是( )

A.奥斯特首先发现了电流的磁效应 B.牛顿最早总结了杠杆的平衡条件

C.阿基米德首先发现了电磁感应现象 D.法拉第最早通过实验研

第二讲 磁场对电流的作用

基础知识回顾

1．安培力——磁场对电流的作用力 （1）安培力的大小 当B、I、L两两相互垂直时，F=BIL；当B与I平行时F=0；当B与I成θ角时，则F=BILsinθ。

注意：①适用于任何磁场；但只有匀强磁场才能直接相乘

②L应为有效长度，即图中两端点连线的长度（如图8-2-1所示），相应的电流方向沿L由始端流向末端。因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以通电以后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零。

（2）安培力的方向用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向，安培力的方向与B和I所决定的平面垂直。

2．磁电式电表的原理

（1）电流表的构造主要包括：蹄形磁铁、圆柱形铁芯、线圈、螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯之间的磁场是均匀的辐向分布的，如图8-2-2所示。无论通电导线处于什么位置，线圈平面均与磁感线平行。给线圈通电，线圈在安培力的力矩的作用下发生转动，螺旋弹簧变形，产生一个阻碍线圈转动的力矩，当二者平衡时，线圈停止转动。电流越大，线圈和

课时提升作业(二十三)

磁场及其对电流的作用 (45分钟 100分)

一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。多选题已在题号后标出) 1.关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系,下列说法正确的是( ) A.F、B、I三者必须保持相互垂直

B.F必须垂直B、I,但B、I可以不相互垂直 C.B必须垂直F、I,但F、I可以不相互垂直 D.I必须垂直F、B,但F、B可以不相互垂直

【解析】选B。安培力F总是与磁感应强度B和电流I决定的平面垂直,但B与I(即导线)可以垂直,也可以不垂直,通电导线受安培力时,力F与磁场及力F与导线都是垂直的,故A、C、D均错,B正确。 【加固训练】(多选)下列说法中正确的是( ) A.电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度为零

B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零 C.表征电场中某点电场的强弱,是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值

D.表征磁场中某点磁场的强弱,是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值

【解析】选A、C。电场和磁场有一个明显的区别：电场对放入其中的电荷有力的作用,而

1．知道磁感应强度的概念及定义式，并能理解与应用。 2．会用安培定则判断电流周围的磁场方向。

3．会用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡问题。

热点题型一 安培定则的应用和磁场的叠加

例1、 【2017·新课标Ⅲ卷】如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为

A. 0 B. 【答案】C

323B0 C. B0 D. 2B0 33

【变式探究】(多选)三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线搭成一等边三角形。在导线中通过的电流均为I，电流方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、 b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3。下列说法正确的是 ( )

A．B1＝B2＜B3 B．B1＝B2＝B3

C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里 D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里 答案：AC 【提分秘籍

高中物理训练题

第九章 第1单元 磁场的描述 磁场对电流的作用

[课时作业]

一、单项选择题(本题共6小题，每小题7分，共42分 )

1．(2009·重庆高考)在如图1所示的电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为Fa、Fb，可判断这两段导线( )

图1

A．相互吸引，Fa＞Fb B．相互排斥，Fa＞Fb

C．相互吸引，Fa＜Fb D．相互排斥，Fa＜Fb

解析：无论电键置于a还是置于b，两导线中通过的都是反向电流，相互间作用力为斥力，A、C错误．电键置于位置b时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，故C错误，D正确．

答案：D

2．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图2所示的电路图．当开关S接通后，将看到的现象是( )

A．弹簧向上收缩

图2

高中物理训练题

B．弹簧被拉长

C．弹簧上下跳动

D．弹簧仍静止不动

解析：如图所示，通电后，弹簧的每一圈都相当于一个环形电流，且各圈 的

电流绕向相同．任取其中两圈，其相邻两侧一定形成相异极性，因此互相吸

引(或者，也可把任意两圈的相邻各段，看做两个同向

第九章

磁场

第1课磁场及磁场对电流的作用

考试大纲新课程标准

1.磁场、磁感应强度、磁感线Ⅰ

2.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ

3.安培力、安培力的方向Ⅰ

4.匀强磁场中的安培力Ⅱ

5.洛伦兹力、洛伦兹力的方向Ⅰ

6.洛伦兹力的公式Ⅱ

7.带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ

8.质谱仪和回旋加速器Ⅰ(1)列举磁现象在生活、生产中的应用．了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响，关注与磁相关的现代技术发展. (2)了解磁场，知道磁感应强度和磁通量，会用磁感线描述磁场.

(3)会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向.

(4)通过实验，认识安培力．会判断安培力的方向，会计算匀强磁场中安培力的大小.

(5)通过实验，认识洛伦兹力．会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小．了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用.

(6)认识电磁现象的研究在社会发展中的作用.

复习策略：1.在弄清楚左、右手定则的内容及洛伦兹力、安培力的大小和方向的前提下，侧重带电粒子在电磁场中运动的实例，如质谱仪、回旋加速器、速度选择器、流量计等，以达到理论联系实际的目的．

2．要善于运用类比和比较的方法．如磁感线与电场线、磁感应强度与电场强度、安培力与电场力、洛伦兹力与库仑力的类比和比较，

磁场对电流的作用

1．考点及要求：(1)安培力、安培力的方向(Ⅰ)；(2)匀强磁场中的安培力(Ⅱ).2.方法与技巧：(1)判断安培力的方向时，充分利用F安⊥B，F安⊥I；(2)受力分析时，要注意将立体图转化为平面图．

1．(安培力作用下导体运动情况的判定)如图1所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )

图1

A．水平向左 C．竖直向下

B．水平向右 D．竖直向上

2．(安培力作用下的平衡问题)(多选)如图2所示，在匀强磁场中(磁场方向没有画出)固定一倾角为30°的光滑斜面，一根质量为m的通电直导线垂直于纸面水平放置在斜面上，直导线恰好能保持静止，电流方向垂直于纸面向里，已知直导线受到的安培力和重力大小相等，斜面对直导线的支持力大小可能是(重力加速度为g)( )

图2

A．0 C.3

mg 2

B．mg D.3mg

3．(安培力作用下的加速问题)(多选)如图3所示，质量为m、长为L的导体棒MN电阻为R，初始时静止于电阻不计的光滑的水平金属轨道上，电源电动势为E，内阻不计．匀强磁场的磁感应

第八章第1讲磁场的描述 磁场对电流的作用课 时 知 能 训 练

(时间：45分钟 满分：100分)

一、单项选择题(本大题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得6分，选错或不答的得0分． )

1．(2009·全国高考)如图8－1－18所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )

A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILB B．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILB C．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILB D．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB

2．将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图8－1－19所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看( )

A．圆环顺时针转动，靠近磁铁 B．圆环顺时针转动，远离磁铁 C．圆环逆时针转动，靠近磁铁 D．圆环逆时针转动，远离磁铁

3．在竖直向上的匀

..

. …

. word. … 图1 磁场对运动电荷的作用学案

复习任务一 基础知识梳理

一、洛伦兹力的大小和方向

1．洛伦兹力的定义：磁场对____________的作用力．

2．洛伦兹力的大小F 洛＝____________，θ为v 与B 的夹角．如图1所示．

(1)当v ∥B 时，θ＝0°或180°，洛伦兹力F 洛＝______.

(2)当v ⊥B 时，θ＝90°，洛伦兹力F 洛＝________.

(3)静止电荷不受洛伦兹力作用．

3．洛伦兹力的方向

(1)左手定则

??? 磁感线垂直穿过

四指指向

的方向拇指指向

的方向 (2)方向特点：F 洛垂直于________决定的平面，即F 洛始终与速度方向垂直，故洛伦兹力__________．

思考 1．怎样用左手定则判断负电荷所受洛伦兹力的方向？

2．洛伦兹力与安培力有怎样的联系？根据安培力公式推导出洛仑兹力表达式。

练习：在图2所示的各图中，匀强磁场的磁