磁场------电流的磁效应及安培力的判断拔高讲解练习

电流的磁效应、安培力的判断拔高讲解练

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一、磁场的理解及安培定则

1．磁场

(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用．

(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时N极的指向．

2．磁感应强度

(1)定义式：B＝F

IL

(通电导线垂直于磁场)．

(2)方向：小磁针静止时N极的指向．

(3)磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的．

3．磁感线

(1)引入：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)特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是闭合的曲线．

(3)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)．

4．电流的磁场

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

立体图

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横截面图

5.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．磁场的矢量性及合成

1．根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向．

2．磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向．

3．磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和．

【思维深化】

请判断下列说法是否正确．

(1)奥斯特发现了电流可以产生磁场．(√)

(2)磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流元的情况无关．(√)

(3)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致．(×)

(4)磁感线是真实存在的．(×)

(5)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强．(√)

(6)将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零．(×)

1．[对磁场的理解](多选)指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法正确的是( ) A．指南针可以仅具有一个磁极

B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场

C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰

D．在指针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转

2．[电场强度和磁感应强度的对比](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

3．[安培定则的应用]如图所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．

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4．[磁场的叠加]三根平行的长直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，三导线中电流方向相同，A、B两导线中的电流大小相同，如图所示，已知导线A在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B，则O处的磁感应强度的大小和方向为( )

A．大小为B，方向沿OA方向

B．大小为22B，方向竖直向下

C．大小为2B，方向沿OB方向

D．大小为2B，方向沿OA方向

二、导体运动趋势的判断方法

1．安培力的方向

(1)左手定则：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)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，异向电流互相排斥．

(3)注意问题：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．

2．安培力的大小

当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝ILB sin θ，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：

(1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，F max＝ILB.

(2)当磁场与电流平行时，安培力等于零．

3．判定步骤

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．

【思维深化】

1.如图所示，长方形线框abcd通有电流I，放在直线电流I′附近，线框四个边受到安培力的作用吗？合力方向如何？

2．[对安培力的理解]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

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3．[电流元和特殊位置法]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受到安培力作用后的运动情况为( ) 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

4.[导体转动的判断]一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且

两个线圈的圆心重合，如图所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1

将( )

A．不动B．顺时针转动

C．逆时针转动D．在纸面内平动

5．[转换研究对象法判断]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为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为F N2，则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是( )

A．F N1

B．F N1＝F N2，弹簧的伸长量减小

C．F N1>F N2，弹簧的伸长量增大

D．F N1>F N2，弹簧的伸长量减小

三、安培力作用下导体的平衡与加速

1．安培力的大小

安培力常用公式F＝BIL，要求两两垂直，应用时要满足：

(1)B与I垂直；

(2)L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度．如弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图所示)，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，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零．

2．平衡和加速问题的分析思路

(1)选定研究对象；

(2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I；

(3)列平衡方程或牛顿第二定律的方程式进行求解．

安培力作用下导体的分析技巧

1．安培力作用下导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相同，只不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析示意图．

2．安培力作用下导体的加速问题与动力学问题分析方法相同，关键是做好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度．

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【思维深化】

1.安培力做功有何特点？其实质是什么？

答案(1)安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关．

(2)安培力做功的实质是能量转化．

①安培力做正功：将电源的能量传递给通电导线后转化为导线的动能或转化为其他形式的能．

②安培力做负功：将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能．

2．[通电导体棒在安培力作用下的加速运动]如图所示，两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触．现在金属棒PQ中通以变化的电流I，同时释放金属棒PQ使其运动．已知电流I随时间t变化的关系式为I＝kt(k为常数，k＞0)，金属棒与导轨间的动摩擦因数一定．以竖直向下为正方向，则下面关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象中，可能正确的有( )

3．[通电线圈在安培力作用下的平衡]如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度．下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态．若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是( )

4．[导体棒在安培力作用下的平衡]如图，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为 0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量．

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【能力提升】

1．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )

2．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是( ) A．直导线中的电流方向垂直纸面向外

B．b点的磁感应强度为 2 T，方向斜向右上方，与B的夹角为45°

C．c点的实际磁感应强度也为零

D．d点的实际磁感应强度跟b点的相同

3．(多选)如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以如图所示的电流后，台秤读数为F2，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

C．F1>F2 D．F1

4．如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )

A．金属棒中的电流变大，θ角变大

B．两悬线等长变短，θ角变小

C．金属棒质量变大，θ角变大

D．磁感应强度变大，θ角变小

5．(多选)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属

棒．从t＝0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I m，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

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6．磁场中某区域的磁感线如图所示，则( )

A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B b

B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B b

C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大

D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小

7．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，

导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于

纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是( )

A．向上 B．向下 C．向左 D．向右

8．如图所示，固定不动的绝缘直导线mn和可以自由移动的矩形线框abcd位于同一平面

内，mn与ad、bc边平行且离ad边较近．当导线mn中通以方向向上的电流，线框中通以

顺时针方向的电流时，线框的运动情况是( )

A．向左运动B．向右运动

C．以mn为轴转动D．静止不动

9．质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为B 的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图所示．则下列关于导体棒中的电流分析正确的是( )

A．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为3mg BL

B．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为

3mg 3BL

C．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为3mg BL

D．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为

3mg 3BL

10．(多选)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，f接正极，则L向右滑动

C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动

D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动

11．(多选)如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，当通以图示方向电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，下列说法中正确的是( )

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A ．此过程中磁感应强度

B 逐渐增大 B ．此过程中磁感应强度B 先减小后增大

C ．此过程中磁感应强度B 的最小值为mg sin α

IL D ．此过程中磁感应强度B 的最大值为

mg tan α

IL

12.(多选)如图所示，一个半径为R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B 大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)．若导电圆环上通有如图所示的恒定电流I ，则下列说法正确的是( ) A ．导电圆环有收缩的趋势

B ．导电圆环所受安培力方向竖直向上

C ．导电圆环所受安培力的大小为2BIR

D ．导电圆环所受安培力的大小为2πBIR sin θ

13.如图所示，无限长导线均通以恒定电流I .直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点O 为圆心的相同半径的一段圆弧，已知直线部分在原点O 处不形成磁场，则下列选项中O 处磁感应强度和图中O 处磁感应强度相同的是( )

14．如图所示，一条形磁铁静止在固定斜面上，上端为N 极，下端为S 极，其一条磁感线如图所示，垂直于纸面方向有两根完全相同的固定导线，它们与磁铁两端的连线都与斜面垂直且长度相等(如图中虚线所示)．开始两根导线未通电流，斜面对磁铁的弹力、摩擦力的大小分别为F N 、F f ，后来两根导线通图示方向大小相同的电流后，磁铁仍然静止，则与未通电时相比( ) A ．F N 、F f 均变大 B ．F N 不变，F f 变小 C ．F N 变大，F f 不变 D ．F N 变小，F f 不变

15．(多选)光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S 与内阻不计、电动势为E 的电源相连，右端与半径为L ＝20 cm 的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m ＝60 g 、电阻R ＝1 Ω、长为L 的导体棒ab ，用长也为L 的绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.5 T ，当闭合开关S 后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ＝53°角，摆动过程中导体棒始终与导轨

接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，sin 53°＝0.8，g＝10 m/s2，则( )

A．磁场方向一定竖直向下

B．电源电动势E＝3 V

C．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝3 N

D．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J

16．如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L＝1 m．导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连(绳与棒

垂直)，物体的质量为M＝0.3 kg.导体棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5(g取10 m/s2)，匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？

17．某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接．当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量．

已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问：

(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C端还是从D端流出？

(2)供电电流I是从C端还是从D端流入？求重物质量与电流的关系．

(3)若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？

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磁场安培力洛伦兹力经典练习

1.如图所示，在两根劲度系数都为k的相同的轻质弹簧下悬 挂有一根导体棒ab，导体棒置于水平方向的匀强磁场中，且与磁 场垂直.磁场方向垂直纸面向里，当导体棒中通以自左向右的恒定 电流时，两弹簧各伸长了Δl1；若只将电流反向而保持其他条件 不变，则两弹簧各伸长了Δl2，求： (1)导体棒通电后受到的磁场力的大小? (2)若导体棒中无电流，则每根弹簧的伸长量为多少? 2.如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M.B 为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点.当电磁铁通电、铁片被吸引上升 的过程中，轻绳上拉力F的大小为 A.F=mg B.Mg＜F＜（M＋m）g C.F=（M＋m）g D.F＞（M＋m）g 3：如图，通电细杆ab质量为m，置于倾角为θ的导轨上，导轨和杆间不光滑， 有电流时，杆静止在导轨上，下图是四个侧视图，标出了四种匀强磁场的方向其中摩擦力可能为零的是（） 4：如图所示，用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的 上方，当导线中能以图示方向电流时，从上向下看，AB的转动方向及细绳中 张力变化情况为（） A、AB顺时针转动，张力变大； B、AB逆时针转动，张力变小 C、AB顺时针转动，张力变小； D、AB逆时针转动，张力变大。 5：如图所示，光滑的平行导轨倾角为θ，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电流，电路中有一电阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m，长度为L的导体棒由静止释放，求导体棒在释放的瞬时加速度的大小。 1. 关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是 A.跟电流方向垂直，跟磁场方向平行 B.跟磁场方向垂直，跟电流方向平行 C.既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直 D.既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直

磁场、安培力

⑤磁感线的疏密表示磁场强弱 5．磁场的产生 使用右手螺旋定则(安培定则)判断 ①直导线，电荷直线运动 ②通电螺线管、线圈 ③分子电流 ④地磁场 6．其他性质 其他性质

cos BSθ Φ= ①磁通量是标量 ②一般来说面积变大，磁通量变大， 但是也有例外放个小磁针其中在螺线管内部则()放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则( ) A．放在a处的小磁针的N极向左 放在 B．放在b处的小磁针的N极向右 C．放在c处的小磁针的S极向右 D．放在a处的小磁针的N极向右 强度方向不变环所在的平面画个圆它的半面积在环内另半面积环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外。则B圆内的磁通量( ) 为零 A．为零 B．是进去的 是出来的 C．是出来的 D．条件不足，无法判别

1．安培力 方向：左手定则 大小：F=BIL sinα 有效长度 一般求磁体对于导线的力，然后求其反作用力。 作 A．只能发生平动　 B．只能发生转动　 只能发生转动 C．既能发生平动又能发生转动 D．绝不会发生平动，也不会发生转动

缘当线圈中通有b d方向电流时线圈所受安培力的合力方缘。当线圈中通有abcda方向电流时，线圈所受安培力的合力方向() 向左 A．向左 B．向右 垂直纸面向外 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里 A．ab边与bc边受到的安培力大小相等 B．cd边受到的安培力最大 C．cd边与ad边受到的安培力大小相等 D．ad边不受安培力作用 如图所示。有四根彼此绝缘的通电直导线处在同一平面里，I1=I3 ＞I2＞I4，要使O点磁场增强则以切断那根导线中的电流？()【例10】 A．切断I1 B．切断I2 C．切断I3 D．切断I4 如图，一个可以自由运动的圆形线圈水平放置并通有电流i， 电流方向俯视为顺时针方向根固定的竖直放置直导线通有【例11】 电流方向俯视为顺时针方向，一根固定的竖直放置直导线通有 向上的电流I，线圈将() 端向上端向下转动且向左运动 A．a端向上，b端向下转动，且向左运动 B．a端向上，b端向下转动，且向右运动 端向下端向上转动且向左运动 C．a端向下，b端向上转动，且向左运动

课题2 电流的磁效应及其应用

《电与磁》 课题2电流的磁效应及其应用 《电与磁》课题2 电流的磁效应及其应用 课型：复习课 主备人：苗 渊 审核人：张俊志 班级： 姓名： 组名： 组员： [考点须知] l 、认识电流的效应之一 ——— 磁效应，知道通电导体周围存在着磁场且磁场方向与电流方向有关。 2、认识通电螺线管，知道通电螺线管的磁场与条形磁体相似；学会用安培定则判断通电螺线管的极性与电流方向的关系。 3、认识电磁铁，知道电磁铁的特性，知道影响电磁铁磁性强弱的因素。 4、了解电磁继电器和扬声器的结构和工作原理，知道如何使用电磁继电器。 [复习导航] 一、温故知新，击破考点 1、考点展现 ㈠、电流的磁效应 1、奥斯特实验表明： ⑴通电导线周围存在________。 电流的磁效应 ⑵电流周围的磁场方向跟电流的_______有关。 [ 例1 ] ⑴上述实验是著名的奥斯特实验， 由此实验你能得出哪些实验结论：对比甲乙或 乙丙两次实验可知放置在通电导线下的小磁针会发生___________；由此现象可 得到的结论是________________________________________。对比甲丙两次实验可知通电导线中电流方向发生改变后，小磁针的转动方向也会发生__________。由此现象可得到的结论是___________________________________________。 ㈡、通电螺线管的磁场 一根通电导线的磁性很弱，如果把导线绕在圆筒上，做成__________，各条 导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强很多。通电螺线管的磁场与___________ 的磁场相似。 [例2] 通电螺线管旁的小磁针静止如图1所示，则以下判断正确的是（ ） A.螺线管a 端为N 极，电源C 端为正极 B.螺线管a 端为S 极，电源C 端为负极 C.螺线管a 端为N 极，电源C 端为负极 D.螺线管a 端为S 极，电源C 端为正极 ㈢、通电螺线管的极性 ①影响螺线管极性的因素：螺线管的极性和电流的 ②用安培定则判断：用右手握住螺线管，让四指弯曲，跟螺线管中的________ 一致，则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的_______极 [例3] 如图2所示，电磁铁左侧的C 为条形磁铁，右侧的D 为软铁棒，A 、B 是 电源的两极。下列判断中正确的是（ ） A ．若A 为电源正极，则C 、D 都被吸引 B ．若B 为电源正极，则 C 被吸引， D 被排斥 C ．若B 为电源正极，则C 、D 都被排斥 D ．若A 为电源正极，则C 被排斥，D 被吸引 [例 4] 在图3） ㈣、电磁铁 电磁铁的构造：电磁铁由通电的______ __构成。 电磁铁的优点：（与永久磁铁相比．．．．．．． ） ①通电时有__________；断电时无_________。磁性有无可由电流有无控制。 ②磁场方向与__________方向有关。 磁场方向可由电流方向控制。 [例 5] 电磁铁的优点很多，它的磁性有无可以由___________________来控制，

人教版高二物理选修1-1第二章《磁场》练习试题(答案)

磁场练习题 1．下列说法中正确的是 ( ) A.磁感线可以表示磁场的方向和强弱 B.磁感线从磁体的N 极出发，终止于磁体的S 极 C.磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场 D.放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N 极一定指向通电螺线管的S 极 2．关于磁感应强度，下列说法中错误的是 ( ) A.由B = IL F 可知，B 与F 成正比，与IL 成反比 B.由B=IL F 可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场 C.通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强 D.磁感应强度的方向就是该处电流受力方向 3．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是 ( ) A 、磁感线从磁体的N 极出发，终止于S 极 B 、磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向 C 、沿磁感线方向，磁场逐渐减弱

D、在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小 4．首先发现电流磁效应的科学家是（） A. 安培 B. 奥斯特 C. 库仑 D. 伏特 5．两根长直通电导线互相平行，电流方向相同.它们的截面 处于一个等边三角形ABC的A和B处.如图所示，两通电导 线在C处的磁场的磁感应强度的值都是B，则C处磁场的 总磁感应强度是( ) A.2B B.B C.0 D.3B 6．如图所示为三根通电平行直导线的断面图。若它们的电流大小都相同，且ab=ac=ad，则a点的磁感应强度的方向是（） A. 垂直纸面指向纸里 B. 垂直纸面指向纸外 C. 沿纸面由a指向b D. 沿纸面由a指向d 7．如图所示,环形电流方向由左向右,且I1 = I2,则圆环中 心处的磁场是( ) A.最大,穿出纸面 B.最大,垂直穿出纸面 C.为零 D.无法确定 8．如图所示，两个半径相同,粗细相同互相垂直的圆形导

第一讲 电流的磁效应

第一讲电流的磁效应 知识点一：磁和磁场 1、磁场的来源：磁铁和电流、变化的电场。磁场的基本性质：对放入其中的磁铁和电流有力的作用----同名磁极相斥、异名磁极相吸； 2、方向（矢量）：磁针北极的受力方向，磁针静止时N极指向 3、磁感线：描述电场用电场线，描述磁场用磁感线。磁感线是指在磁场中引入的一系列曲线，其上每一点的切线方向表示该点的磁场方向，也是小磁针静止时N极的指向．磁感线在磁铁外部由N极到S极，在磁铁内部由S极到N 极，构成一闭合的曲线。磁感线疏密表示磁场强弱。（下图为常见磁场分布） 【例1】下列关于磁场的说法中正确的是 A 磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 B 磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的 C 磁极与磁极之间是直接发生作用的 D 磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生 【例2】关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有（） A 磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质 B 磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C 磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D 磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 【针对训练1】关于电场线和磁感线的说法正确的是（） A 电场线和磁感线都是利用疏密表示场的强弱的 B 电场线是客观存在的，而磁感线是不存在的 C 静电场的电场线是不闭合的，而磁感线是闭合的曲线 D 电场线和磁感线都可能相交 知识点二：电流的磁效应（奥斯特发现） 1、安培定则确定电流产生磁场的方向：安培定则又称为右手螺旋定则，是确定电流磁场的基本法则，不仅适用于通电直导线，同时也适用于通电圆环和通电螺线管．对于通电直导线的磁场，使用时大拇指指向电流方向，弯曲的四指方向表示周围磁场的方向；对于通电圆环或通电螺线管，弯曲的四指方向表示电流环绕方向，大拇指的指向表示螺线管内部的磁场方向。 2、几种常见电流产生的磁感线分布图（?代表往里，?代表往外） ①直线电流的磁场（如图1）

高中物理选修磁场安培力练习题

一、磁场安培力练习题 一、选择题 1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有[] A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质 B．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 2．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S 极转向纸内，如图1所示，那么这束带电粒子可能是[] A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束D．问左飞行的负离子束 3．铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的内阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强[] 4．关于磁场，以下说法正确的是[] A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有关 C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向 D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量 5．磁场中某点的磁感应强度的方向[] A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向

D．通过该点磁场线的切线方向 6．下列有关磁通量的论述中正确的是[] A．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大 C．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零 D．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大 7．如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，[] A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用 B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用 C．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用 D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用 8．如图4所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近：磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将[] A．转动同时靠近磁铁B．转动同时离开磁铁 C．不转动，只靠近磁铁D．不转动，只离开磁铁 9．通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有[] A．线圈所受安培力的合力为零 B．线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零 C．线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零 D．线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果 二、填空题 10．匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线，它与磁场方向垂直，当通过3A的电

磁场的叠加、安培力

磁感应强度和安培力 1.一塑料薄圆盘，半径为R，电荷q均匀分布于表面，圆盘绕通过圆心垂直盘面的轴转动，角速度为?，求：在圆盘中心处的磁感应强度。 2.在半径为R的长直圆柱导体中，电流沿轴向方向，且在截面上的分布是均匀的，求：磁场的分布。 3.两根互相靠近且垂直的长直导线，分别通以图示方向的电流，且I1 = 1.0A ，I2 = 1.73A ， 试确定合磁场为零的区域。 4.两根互相平行的长直导线相距10cm ，其中一根通电的电流是10A ，另一根通电电流为20A ，方向如图。试求在两导线平面内的P、Q、R各点的磁感强度的大小和方向。 5.求上题中单位长度1导线受2导线的磁场力，再求单位长度2导线受1导线的磁场力。比较这两个力的大小、方向，总结它们的关系。 6.将一无限长直导线中部折成一个长a 、宽b的开口矩形，并使导线 通以强度为I的稳恒电流。求开口中心处的磁感强度。 7.圆形导线沿半径方向引出两根直导线（引出位置任意），并通以强度为I的 恒定电流，如图所示。试求环中心O处的磁感强度。

8.电流由长直导线沿垂直于底边方向经A 点流入电阻均匀分布边长为l 的正三角形金属线框，再经B 点沿CB 方向从三角形框流到无限远处。已知电流为I ，求三角形中心O 点的磁感应强度。 9.如图所示一半径为R 的导线圆环同一个径向对称的发散磁场处处正交，环上各个磁感应强度B 的大小相同，方向都与环平面的法向成θ设导线圆环有电流I ，求磁场作用在此环上的合力 大小和方向？ 10.半径为R 的圆形回路中有电流2I ,另一无限长直载流导线AB 中有电流1 I ,AB 通过圆心，且与圆形回路在同一平面内，求圆形回路所受1I 的磁场力 11.两个半径相等的电阻均为9Ω的均匀光滑圆环，固定在一个绝缘水平台面上，两环面在两个相距20cm 的竖直平面内，两环面间有竖直向下的B = 0.87T 的匀强磁场，两环最高点A 、C 间接有内阻为0.5Ω的电源，连接导线的电阻不计。今有一根质量为10g 、电阻为1.5Ω的导体棒MN 置于两环内且可顺环滑动，而棒恰静止于图示水平位置，其两端点与圆弧最低点间的弧所对应的圆心角均为θ = 60°。取重力加速度g = 10m/s 2 ，求电源电动势。 12.质量分布均匀的细圆环，半径为R ，总质量为m ，让其均匀带正电，总电 量为q ，处在垂直环面的磁感强度为B 的匀强磁场中。令圆环绕着垂直环面并 过圆心的轴转动，且角速度为ω ，转动方向和磁场方向如图所示。求因环的旋 转引起的环的张力的增加量。

电流磁效应与电磁感应

1 第(6)冊第(2)章 主題:電流磁效應與電磁感應 ___年 ___班 座號：___ 姓名：_________ 1. 【100 基測一】 (A)磁力線的疏密分布與磁場強度無關 (B)磁力線越稀疏的地方磁場強度越強 (C)若要觀察磁鐵兩極附近某一點的磁場方向，可觀察鐵粉灑在磁鐵兩極附近所形成的圖形來判斷 (D)若要觀察磁鐵兩極附近某一點的磁場方向，可將指南針擺放在此點，觀察磁針N 極指向來判斷 2. ★（ ）一支鐵釘放在二支條形磁鐵附近，A 、B 與C 、D 分 別為兩磁鐵的磁極，箭頭表示磁力線的方向，如圖所示。若於此情況下，鐵釘的E 端會吸引指南針的S 極，則下列敘述何者正確？【90基測一】 (A)A 端為N 極、C 端為N 極 (B)B 端為N 極、C 端為N 極 (C)A 為S 極、D 端為N 極 (D)B 端為S 極、D 端為N 極 3. （ ）「在一支大試管內裝入約九分滿的鐵粉，並將鐵粉磁化， 它可吸住迴紋針；再將試管大力搖晃後，則無法再吸住迴紋針。」有關此實驗的敘述，下列何者錯誤？【93基測一】 (A)鐵粉屬於軟磁鐵 (B)鐵粉容易磁化，也容易消去磁性 (C)搖晃或敲擊試管容易使鐵粉磁性消失 (D)以鐵粉製成的磁鐵四週無磁力線存在 4. （ ）將一根長條形磁鐵放置在水平桌面上，在磁鐵周圍分布 的磁力線示意圖如附圖所示。今在水平桌面上甲、乙、 丙、丁四點各放置一個磁針，若地球磁場的影響忽略不計，則關於磁針N 極的指向，下列何者錯誤？【102基 測】 (A)甲：向西 (B)乙：向北 (C)丙：向西 (D) 丁：向南 按下開關形成通路時，輕敲厚紙板，則厚紙板面上鐵粉分布的圖樣最可能為下列何者？【100(北)聯測】 (A) (B) (C) (D) 6. ★（ ）如下圖所示，長直導線垂直通過水平放置的紙板，紙 板上的四個點（a 、b 、c 、d ）與導線等距離。若在這四個點上各放置一個羅盤，且導線的電流由零逐漸加大，則在何處的羅盤其指針的N 極最後幾乎會指向東方？ 【96基測二】 (A)a (B)b (C)c (D)d 7. （ ）下列哪一種情況，可能觀察到使磁針發生偏轉？【90 題本二】 (A)以一段無電流的銅線靠近磁針 (B) 一顆未接導線的電池靠近磁針 (C)通有直流電的導線靠近磁針 (D)通有交流電的導線靠近磁針 8. （ ）沿東西水平方向，上下放置的水平長直導線，分別通以 大小相等，方向相反的電流，且O 點位於兩導線之間，如附圖所示。下列哪一個為O 點的磁場方向？【99基 測二】 (A)向東 (B)向西 (C)向南 (D)向北 9. （ ）小萍將粗銅線分別垂直穿過水平的硬紙板甲、乙，並連 接成如附圖的電路裝置。接著在銅線北邊2cm 處分別放置磁針X 、Y ，開關K 尚未按下時，磁針N 極均指向北方。小萍將開關K 按下後，待磁針均靜止時，記錄磁針N 極的偏轉方向。有關小萍所記錄的X 、Y 磁針N 極偏轉方向，下列敘述何者正確？【100基測二】 (A)兩磁針N 極均向西方偏轉 (B)兩磁針N 極均向東方偏轉 (C)X 磁針N 極向東方偏轉，Y 磁針N 極向西方偏轉 (D)X 磁針N 極向西方偏轉，Y 磁針N 極向東方偏轉 10. （ ）將一支磁針先後水平放置於距離一條鉛直長導線南方10 公分的A 處，與南方20公分的B 處，如下圖所示，導線通以穩定電流後，以地磁南北方向為基準，則有關磁針在A 、B 兩處的偏轉狀態之比較，下列敘述何者正確？ 【97基測二】 (A)在A 處，磁針偏轉較大 (B)在B 處，磁針偏轉較大 (C)在A 、B 兩處，磁針均不偏轉 (D)在A 、B 兩處，磁針偏轉角度相同

高中物理选修3-1(磁场和安培力)含解析

第六单元磁场和安培力 (时间：90分钟，满分：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．) 1．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 2．为了形象地描述磁场的分布引入了磁感线，磁场中某区域的磁感线 如图所示，则下列说法正确的是() A．a、b两处的磁感应强度的大小相等 B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a

磁场基本概念、安培力

磁场基本概念、安培力

磁场基本概念安培力 一、基本概念 1.磁场的产生: ⑴磁极周围有磁场。 ⑵电流周围有磁场（奥斯特）。 安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。（但这并不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的，因为麦克斯韦发现变化的电场也能产生磁场。） ⑶变化的电场在周围空间产生磁场。 2.磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用（对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。这一点应该跟电场的基本性质相比较。 3.磁场力的方向的判定:磁极和电流之间的相互作用力（包括磁极与磁极、电流与电流、磁极与电流），都是运动电荷之间通过磁场发生的相互作用。因此在分析磁极和电流间的各种相互作用力的方向时，不要再沿用初中学过的“同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引”的结论（该结论只有在一个磁体在另一个磁体外部时才正

确），而应该用更加普遍适用的：“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，或用左手定则判定。 4.磁感线 ⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向 和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。 ⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不 同）。 ⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线： ⑷安培定则（右手螺旋定则）：对直导线， 通电直导线周围磁场 通电环行导线周围磁场

四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。 5.磁感应强度 IL F B （条件是匀强磁场中，或ΔL 很小，并 且L ⊥B ）。 磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T ，1T=1N/（A ?m ）=1kg/（A ?s 2 ） 6.磁通量:可以认为穿过某个面的磁感线条数就是磁通量。 二、安培力 （磁场对电流的作用力） 1.安培力方向的判定:左手定则 例 1.磁场对电流的作用力大小为F ＝BIL （注意：L 为有效长度，电流与磁场方向应 ）．F 的方向可用 定则来判定． 试判断下列通电导线的受力方向． × × × × ． ． ． ． × × × × ． ． ． ． × × × × ． ． ． ． × × × × ． ． ． ． × B

第十讲电流的磁效应和电磁感应

第十讲电流的磁效应和电磁感应 一、电流的磁效应 1.奥斯特实验 该实验证明了通电导体周围存在磁场。 2.磁场的判断：右手螺旋定则（又称安培定则） （1）通电直导线：用右手握住直导线，让大拇指指向电流方向，那么四指的弯曲方向即为磁感线的环绕方向。 磁场空间分布：以直导线上每一点为圆心的同心圆，且所在平面与直导线垂直。 磁场强弱与电流强弱有关，磁场方向与电流方向有关。 （2）通电螺线管的磁场：用右手握住螺线管，四指弯向通电螺线管的电流方向，那么大拇指的所指的方向即为通电螺线管的N极。 通电螺线管相当于空心的条形磁铁。

条形磁铁通电通电螺（外部：N极指向S极；内部：S极指向N极） 磁场强弱与电流强弱和单位长度的线圈匝数有关，磁场方向与电流方向和项圈绕法有关。 注意：通电螺线管插入铁芯后，就变成了电磁铁。点磁铁的磁性比原通电螺线管磁性大大增强。 二、磁场对电流的作用 1.通电导体在磁场中会受到力的作用。 受力方向的判断：左手定则：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平面内，让磁感线垂直穿过手掌心，并使四指指向电流方向，那么拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受力的方向。 受力大小与磁场强弱和电流强弱有关；受力方向与磁场方向和电流方向有关（若一个因素改变，则感应电流方向改变，若两个因素同时改变，则感应电流方向不变）。 2.应用：直流电动机

（1）构造： （2）工作原理：通电导体在磁场中会受到力的作用 （3）能量转换：电能转换为机械能（和少部分的热能） （4）工作过程： （5）平衡位置：线圈面与磁感线垂直（线圈处于平衡位置时，受到平衡力的作用） （6）换向器的作用：当线圈转过平衡位置时，通过换向器改变电流方向，从而改变线圈的受力方向，以此保证线圈持续转动 （7）注意：直流电动机的线圈转到平衡位置时，线圈中无电流，线圈上下边受到的力为平衡力）线圈（转子）

最新高考物理安培力基础试题强化练习题

高考物理安培力基础试题强化练习题 1画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向。 1、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强度为I 的电流时，该V 形通电导线受到的安培力大小为( ) A ．0 B ．0.5BIL C ．BIL D ．2BIL 2、如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳恒电流的矩形线圈abcd ，可绕其中心轴 OO′转动，则在转动过程中( ) A ．ad 和bc 两边始终无磁场力作用 B ．cd 、ba 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中不断变化 C ．线框受的磁场力在转动过程中合力始终不为零 D ．ab 、cd 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中始终不变 3、设电流计中的磁场为均匀辐向分布的磁场如图甲所示，图(乙)中abcd 表示的是电流计中 的通电线圈.ab=cd=1cm ，ad=bc=0.9cm,共有50匝，线圈两边所在位置的磁感应强度为0.5 T 。已知线圈每偏转1°，弹簧产生的阻碍线圈偏转的力矩为2.5×10-8 N·m 。求： (1) 当线圈中通有0.6 mA 的电流时，线圈偏转的角度； (2) 当线圈转过90°时，该电流表中通过的电流。 4、如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L ，质量为m ，通过电流为I 的导 线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B 的大小和方向为( ) A ．IL mg B αsin = ，方向垂直于斜面向下 B ．IL mg B αsin =，方向垂直于斜面向上

C ．IL mg B αtan = ，方向竖直向下 D ．IL mg B αsin =，方向水平向右 5、在等边三角形的三个顶点a 、b 、c 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．过c 点的导线所受安培力的方向( ) A ．与ab 边平行，竖直向上 B ．与ab 边平行，竖直向下 C ．与ab 边垂直，指向左边 D ．与ab 边垂直，指向右边 6、如图所示，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．求导线abcd 所受到的磁场的作用力的合力的大小和方向。 7、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与磁铁垂直， 给导线通以垂直纸面向里的电流，则( ) A ．磁铁对桌面压力增加且不受桌面的摩擦力作用 B ．磁铁对桌面压力增加且受到桌面的摩擦力作用 C ．磁铁对桌面压力减小且不受桌面的摩擦力作用 D ．磁铁对桌面压力减小且受到桌面的摩擦力作用 8、一个可以自由运动的线圈L 1和一个固定的线圈L 2互相绝缘垂直放置，且两个线圈圆心 重合，当两线圈通入如图所示的电流时，从左向右看线圈L 1将( ) A ．不动 B ．逆时针转动 C ．顺时针转动 D ．向纸面外运动 9、如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab 和cd ，分别通有方向如图的电流，若 通电导线ab 固定不动，导线cd 能自由运动，则它的运动情况是( ) A ．顺时针转动，同时靠近导线ab

高中物理选修3-1磁场-安培力-洛伦兹力

选修3-1 磁场练习 姓名：___________分数：___________ 一、选择题（题型注释） 1．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°．不计重力，该磁场的磁感应强度大小为（） A． B． C． D． @ 2．如图，长为2l的直导线拆成边长相等，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强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为（） 3．在以下几幅图中，洛伦兹力的方向判断正确的是： 4．对确定磁场某一点的磁感应强度，根据关系式B=F/IL得出的下列结论中，说法正确的是（） A．B随I的减小而增大； B．B随L的减小而增大； C．B随F的增大而增大； D．B与I、L、F的变化无关 ) 5．如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2．与两导线垂直的一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两导线的水平连线上且间距相等，b是两导线连线中点，b、d连线与两导线连线垂直．则

（A ）I 2受到的磁场力水平向左 （B ）I 1与I 2产生的磁场有可能相同 （C ）b 、d 两点磁感应强度的方向必定竖直向下 （D ）a 点和 c 点位置的磁感应强度不可能都为零 6．带电为+q 的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 A ．只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同 】 B ．如果把+q 改为-q ，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小、方向均不变 C ．洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D ．粒子只受到洛仑兹力作用，其运动的动能可能增大 7．边长为a 的正方形，处于有界磁场如图所示，一束电子以水平速度射入磁场后，分别从A 处和C 处射出，则v A ：v C =__________;所经历的时间之比t A ：t C =___________ 8．一电子以垂直于匀强磁场的速度v A ，从A 处进入长为d 宽为h 的匀强磁场区域，如图所示，发生偏移而从B 处离开磁场，若电量为e ，磁感应强度为B ，弧AB 的长为L ，则 ; A ．电子在磁场中运动的平均速度是v A B ．电子在磁场中运动的时间为A L t v = C ．洛仑兹力对电子做功是A Bev h ? D ．电子在A 、B 两处的速率相同 9．如图所示，水平直导线中通有向右的恒定电流I ，一电子从导线的正下方以水平向右的初速度进入该通电导线产生的磁场中，此后电子将 A ．沿直线运动 B ．向上偏转 : C ．向下偏转

电流的磁效应和电磁铁

电流磁效应 奥斯特实验 丹麦物理学家奥斯特发现的电流磁效应，是科学史上的重大发现． 揭开了物理学史上的一个新纪元． 奥斯特不只是一位著名的物理学家，还是一位优秀的教师． 当一个磁针静止时，把另一磁铁靠近它，磁针的指向是否会发生改变？ 当导线中通以电流时，放在导线下方或上方的磁针指向发生改变，这说明了什么？

结论： 直线电流周围的磁场中的磁感线分布在垂直于电流的所有平面上，是以电流为中心的一系列同心圆，磁场的方向与电流方向有关。

右手螺旋定则 用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N 极。 在下图中标出通电螺线管的N极和S极。 电磁铁 1.定义：电磁铁是一个带有铁芯的螺线管. 2.构造：

电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失； 同一个电磁铁通过电磁铁的电流越大, 电磁铁的磁性越强; 当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强. 电磁铁的优点 电磁铁磁性有无，可用通断电来控制 电磁铁磁性强弱，可用改变电流强弱来控制 电磁铁的极性变换，可用改变电流方向来实现。 应用:1.电磁起重机2.电铃3.电话听筒 电磁感应 奥斯特实验,结论:电能产生磁,磁能否生电? 法拉第英国物理学家、化学家（1791—1867）年出生於英國萨利，由于家境貧寒，童年時生活很清苦。法拉第小的時候，在父親的教导下，学习简单的加減乘除計算。十三歲就到一家书店里钉书，成為一名钉书匠。這一段時間，对他的一生有深远的影响。1852年，法拉第发现电磁感应现象。他在电學中的成就首推兩大定律与发电机的发明。他的伟大发现开辟了电器化的新时代。 怎样使磁生电？

磁铁及电流的磁效应

磁铁及电流的磁效应 张晨 一、背景和教学任务简介 《磁铁及电流的磁效应》一课的主要教学任务是：通过演示实验(磁极之间的相互作用、磁铁对铁钉的吸引)和生活生产中涉及的磁体(喇叭、磁盘、磁带、磁卡、门吸、电动机、电流表)来形象生动地认识磁现象,通过观察电流的磁效应演示实验，了解通电导线也有“磁性”；在这节课中，让学生们一起讨论电铃的工作过程能使他们强烈感受到思维撞击所带来的乐趣,增强学生对团队精神重要性的认同感.通过设计探究实验(影响电磁铁磁性强弱的因素),使学生形成电磁铁的磁性强弱和电磁铁线圈的匝数、通过电磁铁线圈的电流有关的初步认识。学习本节内容前,学生已经初步了解了磁现象和电现象,在这些基础知识铺垫下，为了帮助学生深刻认识电流的磁效应, 本节课采用引导探究的教学方法，力求借助于活动卡、多媒体演示配以适当讲授等多种教学辅助手段，逐步引导学生对肾结构与功能进行有序观察与思考，理解结构与功能的相统一，有效突破教学难点，完成教学任务。 二、教学目标 1、认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间有某种联系。 2、观察磁体间的相互作用，感知磁场的存在。 3、经历观察磁现象、总结类比的过程，学习从科学现象和实验中归纳规律，初步认识科学 研究方法的重要性。 4、在经历分析、观察的过程中体会到学习探究的乐趣。 三、教学重点和难点 【重点】知道电流的磁效应 了解电流磁效应的应用 【难点】如何通过实验现象认识磁场的存在 四、教学设计思路 (1)根据上海市二期课改精神,培养学生在已知的知识基础上联系所熟悉的事例.通过观察,实验,经过分析,归纳总结出物理概念和规律;培养学生观察实验能力和思维能力;通过从感性材料上升到概念和规律的过程,培养学生逐步掌握分析和概括的方法。 (2)信息技术的高速发展,为课堂教学开辟了新的教学模式,利用网络资源,利用多媒体技术可以把一些在实验室不便进行或效果不明显的实验展示出来,可以收到意想不到的效果。(3)因为电流的磁场是很抽象的,看不见,摸不着,极性又不像磁体那样显见,所以电流磁场这节课是非常难讲的一节课,但是这节课又是非常重要的,因为这节课揭示了电磁学之间的内在联系,拉开了现代电磁学的序幕,而且所揭示的物理规律在历史上起到了很大的作用。 (4)这节课我设计了设问、演示实验。 设问:a、带电体和磁体有一些相似的性质,这些相似是一种巧合呢还是它们之间存在着某些联系呢？ b、这个实验你看到了什么现象,这个现象说明了什么？ 演示实验:奥斯特实验 通过课内的各种活动，力图促进学生以主体参与、相互协作的方式进行的探索学习，学会科学推理的方法，培养学生分析数据，处理信息的能力，获得知识、能力与情感等多个维

高考物理最新模拟题精选训练磁场专题安培力含解析

专题02 安培力 1.(2017陕西咸阳模拟)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处于静止状态，此时磁铁对水平面的压力为F N1.。现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通一垂直纸面向里的电流瞬间，磁铁对水平面的压力变为F N2。同时出现其它变化，则以下说法正确的是 A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变 C．F N1.>F N2. D．F N1.

磁铁所受安培力向左。对木板和条形磁铁，由平衡条件可知，木板受到地面的摩擦力水平向右，选项C 正确。 3. （2016·武汉模拟）如图所示，○ ×表示电流方向垂直纸面向里，○·表示电流方向垂直纸面向外。两根通电长直导线a 、b 平行且水平放置，a 、b 中的电流强度分别为I 和2I ，此时a 受到的磁场力大小为F 。当在a 、b 的上方再放置一根与a 、b 平行的通电长直导线c 后，a 受到的磁场力大小仍为F ，图中abc 正好构成一个等边三角形，此时b 受到的磁场力大小为 A ．F B ．3F C ．23F D ．7F 【参考答案】D F ’= B ’·2I ·7F ，选项D 正确。 4. （2016河南八市重点高中联考）如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I ，导线正下方固定一正方形线框。线框中叶通有顺时针方向的恒定电流I ，线框边长为L ，线框上边与直导线平行，且到直导线的距离也为L ，已知在长直导线的磁场中距离长直导线r 处的磁感应强度大小为B=kI/r ，线框质量为m ，则释放线框的一瞬间，线框的加速度可能为

磁场基本概念与安培力

基本概念和安培力 Ⅰ基本概念 一、磁场和磁感线 1、磁场的来源：磁铁和电流、变化的电场 2、磁场的基本性质：对放入其中的磁铁和电流有力的作用 3、磁场的方向（矢量） 方向的规定：磁针北极的受力方向，磁针静止时N 极指向。 4、磁感线：切线～～磁针北极～～磁场方向 5、典型磁场——磁铁磁场和电流磁场（安培定则（右手螺旋定则）） 6、磁感线特点： ① 客观不存在、② 外部N 极出发 到S ，内部S 极到N 极③ 闭合、不相交、④ 描述磁场的方向和强弱 二．磁通量（Φ 韦伯 Wb 标量） 通过磁场中某一面积的磁感线的条数，称为磁通量，或磁通 二．磁通密度（磁感应强度B 特斯拉T 矢量） 大小：通过垂直于磁感线方向的单位面积的磁感线的条数叫磁通密度。S B Φ= 1 T = 1 Wb / m 2 方向：B 的方向即为磁感线的切线方向 意义：1、描述磁场的方向和强弱 2 、由场的本身性质决定 三．匀强磁场 1、定义：B 的大小和方向处处相同，磁感线平行、等距、同向 2、来源：①距离很近的异名磁极之间

②通电螺线管或条形磁铁的内部，边缘除外 四．了解一些磁场的强弱 永磁铁――10 －3 T ，电机和变压器的铁芯中――0.8～1.4 T 超导材料的电流产生的磁场――1000T ，地球表面附近――3×10－5～7×10－5 T 比较两个面的磁通的大小关系。如果将底面绕轴L 旋转，则磁通量如何变化？ Ⅱ 磁场对电流的作用——安培力 一．安培力的方向——（左手定则）伸开左手，使大拇指与四指在同一个平面内，并跟四指垂直，让磁感线穿入手心，使四指指向电流的流向，这时大拇指的方向就是导线所受安培力的方向。（向里和向外的表示方法（类比射箭）） 规律：（1）左手定则 （2）F ⊥B ，F ⊥I ，F 垂直于B 和I 所决定的平面。但B 、I 不一定垂直 安培力的大小与磁场的方向和电流的方向有关，两者夹角为900时，力最大，夹角为00 时，力＝0。猜想由90度到0度力的大小是怎样变化的 二．安培力的大小：匀强磁场，当B ⊥ I 时，F ＝ B I L 在匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时，电流所受的安培力等于磁感应将度B 、电流I 和导线的长度L 三者的乘积 在非匀强磁场中，公式F ＝BIL 近似适用于很短的一段通电导线 三．磁感应强度的另一种定义 匀强磁场，当B ⊥ I 时，IL F B 练习 1、 有磁场就有安培力（） 2、 磁场强的地方安培力一定大（） 3、 磁感线越密的地方，安培力越大（） 4、 判断安培力的方向 Ⅲ电流间的相互作用和等效长度 I 不受力

奥斯特和电流磁效应发现的前前后后

奥斯特和电流磁效应发现的前前后后 奥斯特（Hans Christion Oersted，1777．8．14—1851．3．9）是丹麦物理学家，对物理学的主要贡献是发现了电流的磁效应，把电和磁统一起来． 在19世纪前，人们普遍认为电和磁之间是没有什么关联的．但是，当时德国的自然哲学家们，则从另一个角度对电和磁发生了兴趣，即对极化现象感到兴趣，因为这一例子好像表明他们所假定的两个对立极之间的辩证张力或者使杂乱变为有序的力的存在．自然哲学家谢林（F．Schelling，1775─1854）就有这种主张，进而认为宇宙间具有普遍的自然力的统一．谢林的思想对他的挚友奥斯特具有深刻的影响，导致奥斯特去研究电和磁之间的联系． 1803年，奥斯特主张，物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及大家所知道的任何其他现象的零散的汇总，它将把整个宇宙纳在一个体系之中．1807年，奥斯特宣称正在研究电和磁的关系．因为富兰克林曾在1751年证明，用莱顿瓶中的电可以使磁针

磁化或退磁，莱顿瓶只能供给瞬间电流，所以没能继续研究下去．伏打电堆的发明，为连续电流提供了电源，奥斯特才能对此问题继续研究下去． 1812年，奥斯特用德文写成题为“关于化学力和电力的等价性的研究”的论文，次年译成法文在巴黎出版．在论文中，他提出应该检验电是否以其最隐蔽的方式对磁体有所影响． 1818─1819年，据与奥斯特共事过的人回忆，奥斯特一直在寻找这两大自然力（指电力和磁力）之间的联系，为发现这种联系，奥斯特经常苦苦思索并进行各种试验． 1820年4月的一天，奥斯特在去哥本哈根大学讲课的路上，产生了一个念头：如果静电对磁石毫无影响，那么若用一根导线把伏打电池的两极联系起来，让电荷在其中运动，这样会发生什么现象呢？事情是否会有所不同？他带着这些问题走进了教室．教室里坐满了青年学生．奥斯特把自己带去的伏打电堆放在讲台上，然后用一根白金丝把电堆的两极连起来，并将一枚小磁针放在它附近．这时，奇怪的现象出现了：磁针本该指南北的，现在却转动了，并在垂直于导线的方向停下来．听众无动于衷，而演示者却激动万分．课后他继续留在教室里，核对了他刚刚发现的这个不寻常