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1、2016 高考导航考纲展示1磁场、磁感应强度、磁感线2通电直导线和通电线圈周围磁场的方向3安培力、安培力的方向4匀强磁场中的安培力5洛伦兹力、洛伦兹力的方向6洛伦兹力公式7带电粒子在匀强磁场中的运动8质谱仪和回旋加速器说明： 1.安培力的计算只限于电流与磁感应强度方向垂直的情况2洛伦兹力的计算只限于速度和磁场方向垂直的情况热点视角1高考对磁场知识的考查频率较高，考查的热点主要集中在：磁场概念的理解、安培力的应用和带电粒子在磁场中的运动、带电粒子在复合场中的运动2高考题型包括选择题和计算题选择题侧重考查磁场的基本概念、安培力的简单应用和洛伦兹力的有关分析；计算题则侧重考查带电粒子在磁场中或在复合
2、场中的运动以及与电磁感应相结合的问题特别注意“边界问题 ”以及由周期性引起的多解问题3高考也注重实际应用，如质谱仪、回旋加速器、霍尔元件、磁流体发电机、速度选择器、磁电式电流表等都可能成为命题的背景第一节磁场的描述磁场对电流的作用学生用书 P156 一、磁场、磁感应强度1磁场(1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用(2)方向：小磁针的N 极所受磁场力的方向2磁感应强度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 14 页(1)物理意义：描述磁场强弱和方向(2)定义式： BFIL(通电导线垂直于磁场)(3)方向：
3、小磁针静止时N 极的指向(4)单位：特斯拉，符号T. 1.(单选 )关于磁感应强度的说法正确的是() A一小段通电导体放在磁场A 处，受到的磁场力比B 处的大，说明A 处的磁感应强度比 B 处的磁感应强度大B由 BFIL可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F 成正比，与电流强度I 和导线长度L 的乘积 IL 成反比C一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零D小磁针 N 极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向答案： D 二、磁感线及特点1磁感线在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致2磁感线的特点(1)磁感线
4、上某点的切线方向就是该点的磁场方向(2)磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场较强；在磁感线较疏的地方磁场较弱(3)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点在磁体外部，从N 极指向 S极；在磁体内部，由 S 极指向 N 极(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切(5)磁感线是假想的曲线，客观上不存在3电流周围的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和 S极且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则2.(单选 )下列四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是
5、() ABCD答案： C 三、安培力的大小和方向1安培力的大小精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 14 页(1)磁场和电流垂直时，FBIL. (2)磁场和电流平行时：F0. 2安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内； 让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时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(2)安培力的方向特点：FB，FI，即 F 垂直于 B 和 I 决定的平面 (注意： B 和 I 可以有任意夹角 ) 3.(单选 )(2014 高考新课标全
6、国卷)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是() A安培力的方向可以不垂直于直导线B安培力的方向总是垂直于磁场的方向C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半答案： B 考点一安培定则的应用和磁场的叠加学生用书P157 1安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”原因 (电流方向 )结果 (磁场绕向 ) 直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指2.磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解特别提醒： 两个电流附近的磁场
7、的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的(单选 )(2015 南昌调研 )如图所示， M、N 和 P 是以 MN 为直径的半圆弧上的三点， O 为半圆弧的圆心，MOP60 .在 M、N 处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示， 这时 O 点的磁感应强度大小为B1.若将 M 处长直导线移至 P 处，则 O 点的磁感应强度大小为B2，那么 B2与 B1之比为 () A.31B.32 C11 D12 审题点睛 (1)在 M、N 两点时， O 点的两个分磁感应强度大小关系如何？方向夹角为多大？(2)在 P、N 两点时， O 点分磁
8、感应强度大小关系如何？方向夹角为多大？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 14 页解析 如图所示， 当通有电流的长直导线在M、N 两处时，根据安培定则可知，二者在圆心O 处产生的磁感应强度大小都为B1/2.当将 M 处长直导线移到P 处时，两直导线在圆心 O 处产生的磁感应强度也为B1/2， 做平行四边形， 由图中的几何关系， 可得：cos 30 B22B12B2B132，故选项B 正确答案 B 方法总结 解决这类问题的思路和步骤：(1)根据安培定则确定各导线在某点产生的磁场方向；(2)判断各分磁场的磁感应强度大小关系；(3
9、)根据矢量合成法则确定合磁场的大小和方向1.(单选 )(2015 长春调研 )如图所示， 现有四条完全相同的垂直于纸面放置的长直导线，横截面分别位于一正方形abcd 的四个顶点上，直导线分别通有方向垂直于纸面向里、大小分别为Ia I，Ib2I，Ic3I，Id4I 的恒定电流已知通电长直导线周围距离为r 处磁场的磁感应强度大小为BkIr，式中常量k0，I 为电流大小 忽略电流间的相互作用，若电流 Ia在正方形的几何中心O 点处产生的磁感应强度大小为B，则 O 点处实际的磁感应强度的大小及方向为() A2 2B，方向由O 点指向 ad 中点B22B，方向由O 点指向 ab 中点C10B，方向垂直于
10、纸面向里D10B，方向垂直于纸面向外解析： 选 A.由题意，直导线周围某点的磁感应强度的大小与电流的大小成正比，与距直导线的距离成反比应用安培定则并结合平行四边形定则，可知A 选项正确考点二安培力作用下导体运动情况的判定学生用书P158 1判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况， 然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向2在应用左手定则判定安培力方向时，磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面(单选 )如图所示，把轻质导线圈用绝缘
11、细线悬挂在磁铁N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是() A线圈向左运动B线圈向右运动C从上往下看顺时针转动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 14 页D从上往下看逆时针转动解析 法一 ：电流元法首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看做一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所示根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动只有选项A 正确法二：等效法将环形电流等效成小磁针，如图乙所示，根据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选A
12、. 也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，也可判断出线圈向左运动，选A. 答案 A 方法总结 安培力作用下导体运动情况的判定方法电流元法分割为电流元 左手定则安培力方向 整段导体所受合力方向 运动方向特殊位置法在特殊位置 安培力方向 运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁
13、体所受合力及运动方向2.(单选 )如图所示，蹄形磁铁用悬线悬于O 点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是() A静止不动B向纸外平动CN 极向纸外、 S 极向纸内转动DN 极向纸内、 S 极向纸外转动解析 ：选 C.采取转换研究对象法判断在图示位置，导线左端受磁场力向里，右端受精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 14 页磁场力向外，由牛顿第三定律可知，蹄形磁铁N 极受力向外，S极向里，故C 正确方法技巧 用视图转换法求解涉及安培力的力学问题1安培力(1)方向：根据左手定
14、则判断(2)大小：由公式FBIL 计算，且其中的L 为导线在磁场中的有效长度如弯曲通电导线的有效长度L 等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图所示2视图转换对于安培力作用下的力学问题，需画出导体棒的受力示意图但在三维空间无法准确画出其受力情况， 可将三维立体图转化为二维平面图，即画出俯视图、剖面图或侧视图等此时，金属棒用圆代替，电流方向用“”或“ ”表示(10 分)如图所示， 在水平地面上固定一对与水平面倾角为的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源将一根质量为m 的直导体棒ab 放在两轨道上，且与两轨道垂直已知通过导体
15、棒的恒定电流大小为I，方向由a 到 b，重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止(1)求磁场对导体棒的安培力的大小；(2)如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B 的最小值的大小和方向审题点睛 (1)磁场竖直向上时，安培力的方向如何？处于静止时，安培力的大小应满足什么关系？(2)安培力沿什么方向时，维持导体棒静止所需安培力最小？规范解答 该得的分一分不丢！(1)导体棒受力如图所示(2 分 ) 根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小F安mgtan .(2 分) (2)要使磁感应强度最小，则要求安培力最小
16、根据受力情况可知，最小安培力F安minmgsin ，方向平行于轨道斜向上，(3 分) 所以最小磁感应强度BminF安minIlmgsin Il(2 分) 根据左手定则可判断出，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上(1 分) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 14 页答案 (1)mgtan (2)mgsin Il垂直轨道平面斜向上方法提炼 解决安培力作用下的力学问题的思路：(1)选定研究对象；(2)变三维为二维，画出平面受力分析图，判断安培力的方向时切忌跟着感觉走，一定要用左手定则来判断，注意F安 B、F安 I；(3)
17、根据力的平衡条件或牛顿第二定律列方程求解3.(多选 )如图所示，质量为m，长为 L 的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成 角斜向上方且垂直于导体棒，开关闭合后导体棒开始运动，则() A导体棒向左运动B开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BELRC开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BELsin RD开关闭合瞬间导体棒MN 的加速度为BELsin mR解析： 选 BD.磁场方向与导体棒垂直，导体棒所受安培力FBILBELR，方向为垂直于磁场方向与电流方向所确定的平面斜向下，其有水平向右的分量，将向右运动，故A、C 错
18、误， B 正确导体棒的合力F合Fcos(90 ) Fsin ，由 aF合m得 aBELsin mR，D 正确1.(单选 )(2015 石家庄模拟 )在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm 处放一个罗盘导线没有通电时小磁针的N 极指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度现已测出此地的地磁场水平分量B15.0105T，通电后罗盘指针停在北偏东60 的位置，如图所示由此测出该通电直导线在该处产生磁场的磁感应强度大小为() A5.0105TB1.0104T C8.66105T D7.07105T 解析：选 C.电流在罗盘处产生的磁场方向水平向东，合磁场方向东偏北30 ，由图可知：
19、B2B1tan 308.66105T. 故 C 正确精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 14 页2(单选 )(2015 南通模拟 )如图所示， A 为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图当圆盘高速绕中心轴OO转动时，通电直导线所受磁场力的方向是() A竖直向上B竖直向下C水平向里D水平向外解析： 选 C.从上向下看，由于带负电的圆盘顺时针方向旋转，形成的等效电流为逆时针方向， 所产生的磁场方向竖直向上由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里故 C 正确3.(单选
20、 )(2015 江苏淮安楚州中学阶段测试)如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m 的直导体棒当导体棒中的恒定电流I 垂直于纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中，关于B 的大小的变化，正确的是() A逐渐增大B逐渐减小C先增大后减小D先减小后增大解析： 选 D. 对导体棒受力分析，受重力G、支持力 FN和安培力FA，三力平衡， 合力为零， 将支持力 FN和安培力 FA合成， 合力与重力相平衡，如图所示从图中可以看出，当磁场变化时，安培力FA先减小后增大，由于 FABI
21、L ，且其中电流I 和导体棒的长度L 均不变，故磁感应强度先减小后增大，故本题选D. 4(单选 )如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N 两点，且与纸面垂直，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() AO 点处的磁感应强度为零Ba、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同Da、c 两点处磁感应强度的方向不同解析： 选 C.根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解根
22、据安培定则判断：两直线电流在O 点产生的磁场方向均垂直于MN 向下， O 点的磁感应强度不为零，故 A 选项错误； a、b 两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故B 选项错误；根据对称性，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 14 页c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C 选项正确； a、 c 两点的磁感应强度方向相同，故D 选项错误5(单选 )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I 时，该 V 形通电导线受到的安培
23、力大小为() A0 B0.5BIlCBIlD2BIl解析：选 C.该导线受安培力的有效长度为l， 所以该导线受到的安培力的大小为FBIl，C 正确6(多选 )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，通过导电弹体后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安培力的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 增加至原来的2 倍C只将弹体质量减至原来的一半D将弹体
24、质量减至原来的一半，轨道长度L 变为原来的2 倍，其他量不变解析： 选 BD.由题意可知磁感应强度BkI，安培力 FBIdkI2d，由动能定理可得FLmv22，解得 vI2kdLm，由此式可判断B、D 正确一、单项选择题1.一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a 到 b 的电流，则导线ab 受磁场力后的运动情况为() A从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B从上向下看顺时针转动并远离螺线管C从上向下看逆时针转动并远离螺线管D从上向下看逆时针转动并靠近螺线管解析： 选 D.先由安培定则判断出通电螺线管的N、S 极，找出导线左、右两端磁感应
25、强度的方向， 并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向，如图甲所示 可以判断导线受磁场力后从上向下看逆时针方向转动再分析此时导线位置的磁场方向，再次用左手定则判断导线受磁场力的方向，如图乙所示，导线还要靠近螺线管，所以D 正确， A、B、C 错误精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 14 页2.如图所示， 在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线ab、cd、ef 围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示，O 为等边三角形的中心，M、N 分别为O 关于导线ab、cd 的对称点已知三根导线中的电流形成的合磁场在O
26、 点的磁感应强度大小为 B1，在 M 点的磁感应强度大小为B2，若撤去导线ef，而 ab、cd 中电流不变，则此时N点的磁感应强度大小为() AB1B2BB1B2C.B1B22D.B1 B22解析： 选 C.设每根导线中的电流在O 点产生的磁感应强度大小为B0，ef、cd 的电流在M 点产生的磁感应强度大小都为B0，则在 O 点有 B1 B0，在 M 点有 B22B0B0，撤去导线 ef 后，在 N 点有 BNB0B0，联立各式可得BNB1B22，C 正确3.如图所示，一个边长为L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中若通以图示方向的电流(从 A 点流入，从C 点流出
27、 )，电流强度为I，则金属框受到的磁场力为() A0 BILBC.43ILBD2ILB解析： 选 B.金属框三边电阻相同，则AC、ABC 两段导线上流过的电流分别为23I 和13I，导线 ABC 段的有效长度为2Lsin 30 L， 所以该正三角形通电导线受到的安培力大小为23ILB13ILB ILB，故 B 正确4(2013 高考上海卷 )如图，通电导线MN 与单匝矩形线圈abcd 共面，位置靠近ab 且相互绝缘当MN 中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向() A向左B向右C垂直纸面向外D垂直纸面向里精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -
28、 -第 10 页，共 14 页解析： 选 B.因为导线MN 靠近 ab，由图可知，线圈中等效合磁场为垂直纸面向里，当 MN 中电流减小时， 由楞次定律可知感应电流的磁场阻碍磁通量的减小，故线圈向右运动，所受安培力的合力向右，故只有 B 项正确5.如图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n 匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5 g 的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T，方向与竖直线成30 角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为(
29、g 取 10 m/s2)() A0.1 A B0.2 A C0.05 A D0.01 A 解析： 选 A.设线圈半径为R，通电线圈受到的安培力为每小段导线所受的安培力的合力F nBI2Rsin 30 ，所受重力为G n2 Rg ，平衡时有：FG，nBI 2Rsin 30 n 2Rg，得 I2gB，代入数据得I0.1 A ，故 A正确6.(2015 衡阳模拟 )如图所示， 在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨 CD、 EF，导轨上放一金属棒MN.现从 t0 时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即Ikt，其中 k 为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好下列关于金
30、属棒的速度v、加速度a 随时间 t 变化的关系图象，可能正确的是() 解析： 选 D.从 t0 时刻起，金属棒通以电流Ikt，由左手定则可知，安培力方向垂直纸面向里， 使其紧压导轨，导致金属棒在运动过程中，所受到的摩擦力增大，所以加速度在减小，当滑动摩擦力小于重力时速度与加速度方向相同，所以金属棒做加速度减小的加速运动当滑动摩擦力等于重力时，加速度为零， 此时速度达到最大当安培力继续增大时导致加速度方向竖直向上，则出现加速度与速度方向相反，因此做加速度增大的减速运动vt图象的斜率绝对值表示加速度的大小，故选项A、B 均错误对金属棒MN，由牛顿第二定律得 mgFNma，而 FNBILBktL，即
31、 mgBktL ma，因此 ag kBLmt，显然加速度 a 与时间 t 成线性关系，故选项C 错误， D 正确精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 14 页二、多项选择题7如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() A若 a 接正极， b 接负极， e 接正极， f 接负极，则L 向右滑动B若 a 接正极， b 接负极， e 接负极
32、， f 接正极，则L 向右滑动C若 a 接负极， b 极正极， e 接正极， f 接负极，则L 向左滑动D若 a 接负极， b 极正极， e 接负极， f 接正极，则L 向左滑动解析： 选 BD.若 a 接正极， b 接负极， 电磁铁磁极间磁场方向向上，e 接正极， f 接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L 向左滑动， A 项错误，同理判定B、D 项正确，C 项错误8(2015 山东实验中学模拟)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为FN1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为FN2，
33、则以下说法正确的是() A弹簧长度将变长B弹簧长度将变短CFN1FN2DFN1FN2解析： 选 BC.在导体棒处条形磁铁的磁场方向为向右偏上，如图 由左手定则知导体棒受的磁场力方向为向下偏右由牛顿第三定律知，磁铁受导体棒的作用力向上偏左显然B、C 正确9(2015 启东模拟 )如图所示，在竖直向下的恒定匀强磁场中有一光滑绝缘的14圆轨道，一重为 G 的金属导体MN 垂直于轨道横截面水平放置，在导体中通入电流I，使导体在安培力的作用下以恒定的速率v 从 A 点运动到C 点，设导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为 ，安培力的瞬时功率为P，则从 A 到 C 的过程中，下列有关说法正确的是() A
34、电流方向从M 指向 NBI cot CPcos DPsin 解析： 选 AD. 由于安培力方向始终水平向左，根据左手定则知电流方向从M 指向 N，A正确因为导体棒做匀速圆周运动，所以有Gsin F安cos ILB cos ，故 IGBLtan ，则I tan ，B 错误；又PF安vcos Gvsin ，所以 P sin ， C 错误， D 正确10.(2014 高考浙江卷 )如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 14 页竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对
35、称放置一根均匀金属棒从t0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图甲中I 所示方向为电流正方向则金属棒() A一直向右移动B速度随时间周期性变化C受到的安培力随时间周期性变化D受到的安培力在一个周期内做正功解析： 选 ABC. 根据左手定则知金属棒在0T2内所受安培力向右，大小恒定，故金属棒向右做匀加速运动，在T2 T 内金属棒所受安培力与前半个周期大小相等，方向相反，金属棒向右做匀减速运动，一个周期结束时金属棒速度恰好为零，以后始终向右重复上述运动，选项 A、B、C 正确；在 0T2时间内，安培力方向与运动方向相同，安培力做正功，在T2T时间内， 安培力方向与运动
36、方向相反，安培力做负功， 在一个周期内， 安培力所做总功为零，选项 D 错误三、非选择题11.如图所示，电动势为E、内阻为r 的电源与一滑动变阻器相连，接到间距为L 的两竖直导轨之间，在导轨外侧紧靠着一水平金属棒，金属棒与导轨间的动摩擦因数为 ，为使金属棒静止于导轨上，今在导轨平面内加一个竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场，求滑动变阻器电阻值的范围(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨和金属棒的电阻)解析： 金属棒受力如图设变阻器的阻值为R，则IERr，FBILBELRr由平衡条件得：FNFBELRrmgFfFN联立解得： R BELmgr. 答案： 0R BELmgr12.(2015河南开
37、封质检 )水平面上有电阻不计的U 形导轨 NMPQ ， 导轨的宽度为L，M 和 P 之间接入电动势为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 ，指向右斜上方精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 14 页且与金属棒ab 垂直，如图所示，问：(1)当 ab 棒静止时，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 棒所受支持力为零，B 的大小至少为多少？此时 B 的方向如何？解析： (1)从 b 向 a 看，如图所示水平方向： FfF安sin 竖直方向： FNF安cos mg又 F安BILBERL联立得，FNmgBLEcos R，FfBLEsin R. (2)使 ab 棒受支持力为零，且让磁感应强度最小，则受安培力竖直向上，则有F安mgBminmgREL，根据左手定则判定磁场方向水平向右答案： (1)mgBLEcos RBLEsin R(2)mgREL方向水平向右精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 14 页