2017年高考物理考前知识专题8-磁场对电流和运动电荷的作用专题8　磁场对电流和运动电荷的作用

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1、www.xkb1.com新课标第一网不用注册，免费下载！考题一　磁场对通电导体的作用力1.安培力大小的计算公式：F＝BILsinθ(其中θ为B与I之间的夹角).(1)若磁场方向和电流方向垂直：F＝BIL.(2)若磁场方向和电流方向平行：F＝0.2.安培力方向的判断：左手定则.方向特点：垂直于磁感线和通电导线确定的平面.3.两个常用的等效模型(1)变曲为直：图1甲所示通电导线，在计算安培力的大小和判断方向时均可等效为ac直线电流.新课标第一网系列资料www.xkb1.comwww.xkb1.com新课标第一网不用注册，免费下载！图1(2)化电为磁：环形电流

2、可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁铁，如图乙.4.求解磁场中导体棒运动问题的方法(1)分析：正确地对导体棒进行受力分析，应特别注意通电导体棒受到的安培力的方向，安培力与导体棒和磁感应强度组成的平面垂直.(2)作图：必要时将立体图的受力分析图转化为平面受力分析图，即画出与导体棒垂直的平面内的受力分析图.(3)求解：根据平衡条件或牛顿第二定律或动能定理列式分析求解.例1　如图2所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为B＝0.

3、1T，玻璃皿的横截面的半径为a＝0.05m，电源的电动势为E＝3V，内阻r＝0.1Ω，限流电阻R0＝4.9Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R＝0.9Ω，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为1.5V，则(　　)图2A.由上往下看，液体做顺时针旋转B.液体所受的安培力大小为1.5×10－4NC.闭合开关10s，液体具有的动能是4.5JD.闭合开关后，液体电热功率为0.081W解析　由于中心圆柱形电极接电源的负极，边缘电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；玻璃皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿

4、逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转；故A错误；此电路为非纯电阻电路，电压表的示数为1.5V，则根据闭合电路欧姆定律：E＝U＋IR0＋Ir，所以电路中的电流值：I＝＝A＝0.3A，液体所受的安培力大小为：F＝BIL＝BIa＝0.1×0.3×0.05N＝1.5×10－3N.故B错误；玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R＝0.9Ω，则液体热功率为P热＝I2R＝0.32×0.9W＝0.081W.故D正确；10新课标第一网系列资料www.xkb1.comwww.xkb1.com新课标第一网不用注册，免费下载！s末液体的动能等于安培力对液体做的功，通过玻璃皿的电流的

5、功率：P＝UI＝1.5×0.3W＝0.45W，所以闭合开关10s，液体具有的动能是：Ek＝W电流－W热＝(P－P热)·t＝(0.45－0.081)×10J＝3.69J，故C错误.答案　D变式训练1.(2016·海南单科·8)如图3(a)所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音.俯视图(b)表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面)磁场方向如图中箭头所示，在图(b)中(　　)　图3A.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C.当电流

6、沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外答案　BC解析　将环形导线分割成无限个小段，每一小段看成直导线，则根据左手定则，当电流顺时针时，导线的安培力垂直纸面向外，故选项A错误，选项B正确；当电流逆时针时，根据左手定则可以知道安培力垂直纸面向里，故选项C正确，选项D错误.2.如图4所示，某区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一正方形刚性线圈，边长为L，匝数为n，线圈平面与磁场方向垂直，线圈一半在磁场内.某时刻，线圈中通过大小为I的电流，则此线圈所受安培力的大小为(　　)图

7、4A.BILB.nBILC.nBILD.nBIL答案　D解析　线框的有效长度为L′＝L，故线圈受到的安培力为F＝nBIL′＝nBIL，D正确.3.如图5甲所示，两平行光滑导轨倾角为30°，相距10cm，质量为10g的直导线PQ水平放置在导轨上，从Q向P看到的侧视图如图乙所示.导轨上端与电路相连，电路中电源电动势为12.5V，内阻为0.5Ω，限流电阻R＝5Ω，R′新课标第一网系列资料www.xkb1.comwww.xkb1.com新课标第一网不用注册，免费下载！为滑动变阻器，其余电阻均不计.在整个直导线的空间中充满磁感应强度大小为1T的匀强磁场(图中未画出

8、)，磁场方向可以改变，但始终保持垂直于直导线.若要保持直导线静止在导轨上，则电路