第一部分专题三第2讲磁场对电流和运动电荷的作用.docVIP

第2讲　磁场对电流和运动电荷的作用 热点一　对磁场基本性质的考查 命题规律　磁场的产生、磁感应强度的叠加、安培定则、左手定则是磁场的基本知识，在近几年的高考中时有出现，题型为选择题，难度不大． 1．(多选)(2015·广州模拟)无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比．如图所示，两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I.在两导线的连线上有a、b、c三点，a点为两根直导线连线的中点，b、c两点距导线的距离均为L.下列说法正确的是(　　) A．a点和b点的磁感应强度方向相同 B．a点和b点的磁感应强度大小之比为8∶1 C．c点和b点的磁感应强度方向相同 D．c点和b点的磁感应强度大小之比为5∶1 [突破点拨] (1)判断两电流在a、b、c三点产生的磁感应强度的方向． (2)由B＝kIr确定两电流在a、b、c三点产生B的大小关系． (3)根据磁场的叠加确定各点B的大小． [解析]　根据题意可知，磁感应强度B＝kIr，其中k为比例系数，I是电流，r是距离导线的长度．利用安培定则和磁感线的特点以及磁感应强度的叠加原理可知a点的磁感应强度大小为Ba＝k·3IL2＋kIL2＝8kIL，方向向下，b点的磁感应强度大小为Bb＝k·3I2L－kIL＝kI2L，方向向下，a点和b点的磁感应强度大小之比为16∶1，选项A正确，B错误；c点磁感应强度方向向上，b点磁感应强度方向向下，c点和b点磁感应强度方向相反，选项C错误；c点的磁感应强度大小为Bc＝k·3IL－kI2L＝5kI2L，所以c点和b点的磁感应强度大小之比为5∶1，选项D正确． [答案]　AD 　在上述题1中，求在两导线的连线上，磁感应强度为0的位置． 解析：由分析可知，B为0的点一定在右边导线的右边，设该点在距右边导线x处，则kIx＝k3I（L＋x），解得：x＝L2. 答案：见解析 2．(2015·高考海南卷)如图，a是竖直平面P上的一点，P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点．P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点．在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向(　　) A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 [解析]　P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点，条形磁铁在a点的磁场垂直于竖直平面向外，在电子经过a点瞬间，由左手定则可知该电子所受洛伦兹力方向向上，A对，B、C、D错． [答案]　A 3．(多选)(2015·山东临沂一模)如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线通有大小相等、方向相反的电流I.已知通电长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B＝kIr，式中k是常数，I是导线中的电流，r为点到导线的距离．一带正电的小球(图中未画出)以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点．关于上述过程，下列说法正确的是(　　) A．小球先做加速运动后做减速运动 B．小球一直做匀速直线运动 C．小球对桌面的压力先增大后减小 D．小球对桌面的压力一直在增大 [解析]　由安培定则和磁场叠加原理可以判断出在MN连线上的磁场方向平行桌面向里，所以小球所受洛伦兹力的方向垂直桌面向上．对小球受力分析，受重力、桌面支持力、洛伦兹力3个力作用，小球在水平方向不受力，故从a点到b点，小球一直做匀速直线运动，A错误，B正确；由于从a至b合磁感应强度先减小后增大，则小球所受洛伦兹力先减小后增大，桌面对小球的支持力先增大后减小，由作用力与反作用力的关系知小球对桌面的压力先增大后减小，C正确，D错误． [答案]　BC [总结提升] (1)磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，决定于磁场本身，与试探电流元无关，其叠加遵循平行四边形定则． (2)判断电流产生的磁场方向或判断产生磁场的电流方向用右手定则． (3)判断安培力、洛伦兹力的方向用左手定则，但要注意电荷的正负． 热点二　磁场对电流的作用 命题规律　磁场对通电导体棒的作用问题是近几年高考的热点，分析近几年的高考题，该考点的命题规律主要有以下两点： (1)主要考查安培力的计算、安培力方向的判断、安培力作用下的平衡和运动，题型以选择题为主，难度不大．(2)与电磁感应相结合，考查力学和电路知识的应用，综合性较强，以计算题形式出现． 1．(2015·郑州二模)如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd(ab、cd在同一条水平直线上)连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态．在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P.当P中通以方向向外的电流时(　　) A．导线框将向左摆动 B．导线框将向右摆动 C．从上往