高考物理沖刺復(fù)習(xí) 物理精練70

1、物理精練（70）abcd例題：如圖所示，三根通電直導(dǎo)線垂直紙面放置，位于b、c、d處，通電電流大小相同，方向如圖。a位于bd中點(diǎn)。則a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向是( )A垂直紙面指向紙里B垂直紙面指向紙外C沿紙面由a指向bD沿紙面由a指向c解析：根據(jù)安培定則：b、d兩根導(dǎo)線在a點(diǎn)形成的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，合磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為零，故a點(diǎn)磁場(chǎng)就由通電導(dǎo)線c來(lái)決定，根據(jù)安培定則在a點(diǎn)處的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向應(yīng)為沿紙面由a指向b，正確選項(xiàng)為C。例題：磁場(chǎng)中放一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強(qiáng)度是2.5 A，導(dǎo)線長(zhǎng)1 cm，它受到的安培力為5×10-2 N，則這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多

2、大？接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大到5 A時(shí)，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大？如果通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力，是否肯定這里沒(méi)有磁場(chǎng).解答：B2T。磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場(chǎng)和空間位置(點(diǎn))決定的，和導(dǎo)線的長(zhǎng)度L、電流I的大小無(wú)關(guān)，所以該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是2 T。如果通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力，則可能有兩種可能：該處沒(méi)有磁場(chǎng)；該處有磁場(chǎng)，只不過(guò)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行。例題：如圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通過(guò)圖示方向電流時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是（從上往下看）（）A順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D

3、逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升解析：根據(jù)蹄形磁鐵磁感線分布和左手定則可判斷A端受垂直紙面向里的安培力，B端受垂直紙面向外的安培力，故導(dǎo)線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；假設(shè)導(dǎo)線自圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°，由左手定則可知，導(dǎo)線AB受豎直向下安培力作用；導(dǎo)線下降，故導(dǎo)線在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，所以本題答案應(yīng)選C。例題：如圖所示，傾角為 的光滑斜面上， 有一長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的通電導(dǎo)線，導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為I，電流方向垂直紙面向外在圖中加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，可使導(dǎo)線平衡，試求：最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多少？方向如何？解析：導(dǎo)體棒受重力、支持力和安培力作用而平衡，由力學(xué)知識(shí)可知，當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力（安培力）F與F垂直時(shí)，F(xiàn)有最小值，如圖，即安

4、培力方向平行于斜面向上，F(xiàn)mgsin，又因?yàn)楫?dāng)導(dǎo)體棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直時(shí)，安培力最大，故本題所求最小磁感應(yīng)強(qiáng)度 B，方向?yàn)榇怪毙泵嫦蛳?。例題：條形磁鐵放在粗糙水平面上，正中的正上方有一導(dǎo)線，通有圖示方向的電流后，磁鐵對(duì)水平面的壓力將會(huì)(增大、減小還是不變？)。水平面對(duì)磁鐵的摩擦力大小為。解：本題有多種分析方法。畫出通電導(dǎo)線中電流的磁場(chǎng)中通過(guò)兩極的那條磁感線（如圖中粗虛線所示），可看出兩極受的磁場(chǎng)力的合力豎直向上。磁鐵對(duì)水平面的壓力減小，但不受摩擦力。畫出條形磁鐵的磁感線中通過(guò)通電導(dǎo)線的那一條（如圖中細(xì)虛線所示），可看出導(dǎo)線受到的安培力豎直向下，因此條形磁鐵受的反作用力豎直向上。把條形磁鐵等效為通

5、電螺線管，上方的電流是向里的，與通電導(dǎo)線中的電流是同向電流，所以互相吸引。例題：如圖在條形磁鐵N極附近懸掛一個(gè)線圈，當(dāng)線圈中通有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，線圈將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？解：用“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”最簡(jiǎn)單：條形磁鐵的等效螺線管的電流在正面是向下的，與線圈中的電流方向相反，互相排斥，而左邊的線圈匝數(shù)多所以線圈向右偏轉(zhuǎn)。（本題如果用“同名磁極相斥，異名磁極相吸”將出現(xiàn)判斷錯(cuò)誤，因?yàn)槟侵贿m用于線圈位于磁鐵外部的情況。）OOadcb例題：如圖所示，單匝矩形線圈的邊長(zhǎng)分別為abcdL1，bcadL2，它可以繞對(duì)稱軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的電流強(qiáng)度為I，線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線圈平

6、面與磁場(chǎng)平行時(shí)，求線圈所受的安培力的總力矩。解析：線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，線圈中只有ab、cd兩邊受力。所受力如圖所示，兩邊安培力的大小為FBIL1這一對(duì)力偶的力偶臂為L(zhǎng)2，所受安培力的總力矩FOa(b)c(d)FMBIL1L2BIS拓展：如果是n匝線圈，則線圈所受安培力的力矩為多大？如果是n匝線圈，則線圈所受安培力的力矩為MnBIS當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，線圈受到的安培力的力矩為最大。(2)線圈平面與磁場(chǎng)方向成角：MnBIScosMmcos(3)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直：M0。(4)說(shuō)明上式只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)轉(zhuǎn)軸OOB的時(shí)，M與轉(zhuǎn)軸的位置及線圈的形狀無(wú)關(guān)。OOacb例題：如圖所

7、示，一正三角形線圈，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)與線圈平面平行，設(shè)I5 A，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.0 T，三角形邊長(zhǎng)L30cm.。求線圈所受磁力矩的大小及轉(zhuǎn)動(dòng)方向(電流方向?yàn)閍cba)。解法一：因?yàn)樵趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中，在轉(zhuǎn)軸OO和B相垂直的條件下，M與轉(zhuǎn)軸的位置和線圈的形狀無(wú)關(guān)。所以MBIS0.2 N·m。根據(jù)左手定則ab邊受的安培力方向垂直于ab邊向下，ac邊受的安培力方向垂直于ac邊向上，所以線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)椋簭纳贤驴礊轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。解法二：bc邊不受安培力；ab、ac受力等大反向，可認(rèn)為安培力作用在它們的中點(diǎn)，磁力矩為M2F×sin30° FBILcos30°由以上二

8、式求出M0.2 N·m從上往下看轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉＠}：電子的速率v3×106 m/s，垂直射入B0.10 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它受到的洛倫茲力是多大？FqvB1.60×1019×3×106×0.10N4.8×1014 N。例題：來(lái)自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將（）A豎直向下沿直線射向地面B相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)分析：B項(xiàng)正確。地球表面地磁場(chǎng)方向由南向北，質(zhì)子是氫原子核帶正電，根據(jù)左手定則可判定，質(zhì)子自赤道上空豎

9、直下落過(guò)程中受洛倫茲力方向向東。例題：電視機(jī)顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如右，即時(shí)電流方向如圖所示。該時(shí)刻由里向外射出的電子流將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？解：畫出偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi)側(cè)的電流，是左半線圈靠電子流的一側(cè)為向里，右半線圈靠電子流的一側(cè)為向外。電子流的等效電流方向是向里的，根據(jù)“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”，可判定電子流向左偏轉(zhuǎn)。（本題用其它方法判斷也行，但不如這個(gè)方法簡(jiǎn)潔）。例題：如圖所示，一個(gè)帶正電q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對(duì)水平絕緣面正好無(wú)壓力，應(yīng)該（   ）A使B的數(shù)值增大B使磁場(chǎng)以速率 v，向上移動(dòng)C使磁場(chǎng)以速

10、率v，向右移動(dòng)D使磁場(chǎng)以速率v，向左移動(dòng)解析：為使小球?qū)ζ矫鏌o(wú)壓力，則應(yīng)使它受到的洛倫茲力剛好平衡重力，磁場(chǎng)不動(dòng)而只增大B，靜止電荷在磁場(chǎng)里不受洛倫茲力， A不可能；磁場(chǎng)向上移動(dòng)相當(dāng)于電荷向下運(yùn)動(dòng)，受洛倫茲力向右，也不可能平衡重力，故B、C也不對(duì)；磁場(chǎng)以V向左移動(dòng)，等同于電荷以速率v向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)洛倫茲力向上。當(dāng) qvBmg時(shí)，帶電體對(duì)絕緣水平面無(wú)壓力，則v，選項(xiàng) D正確。關(guān)于帶電小球在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例題： 單擺擺長(zhǎng)L，擺球質(zhì)量為m，帶有電荷q，在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)，當(dāng)其向左、向右通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，線上拉力大小是否相等？解析：擺球所帶電荷等效于一個(gè)點(diǎn)電荷，它在磁場(chǎng)中擺動(dòng)時(shí)受到重力mg，