Happy暑假我的作業(yè)君（版）高二物理通用版磁感應強度安培力

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精專題08磁感應強度安培力【知識回顧】一、磁感應強度（1）物理意義：描述磁場的強弱和方向．（2）大?。篍MBEDEquation.3（通電導線垂直于磁場）．（3）方向：小磁針靜止時N極的指向．(4）單位：特斯拉（T)．二、磁感線、通電導體周圍磁場的分布1．磁感線:在磁場中畫出一些有方向的曲線，使曲線上各點的切線方向跟這點的磁場方向一致．2．條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場磁感線分布（如圖所示）3．電流的磁場直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場特點無磁極、非勻強，且距導線越遠處磁場越弱與條形磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為勻強磁場且磁場最強，管外為非勻強磁場環(huán)形電流的兩側是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠，磁場越弱安培定則立體圖橫截面圖4.磁感線的特點（1）磁感線上某點的切線方向就是該點的磁場方向．（2）磁感線的疏密定性地表示磁場的強弱，在磁感線較密的地方磁場較強；在磁感線較疏的地方磁場較弱．(3）磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點．在磁體外部,從N極指向S極;在磁體內(nèi)部，由S極指向N極．(4)同一磁場的磁感線不中斷、不相交、不相切．(5）磁感線是假想的曲線，客觀上不存在．三、安培力、安培力的方向勻強磁場中的安培力1．安培力的大?。?)磁場和電流垂直時，F(xiàn)=BIL。（2)磁場和電流平行時：F=0。2．安培力的方向（1）用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)．讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向．(2）安培力的方向特點：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B和I決定的平面．想一想想一想【例題1】歐姆在探索通過導體的電流與電壓、電阻關系時，因無電源和電流表，他利用金屬在冷水和熱水中產(chǎn)生的電動勢代替電源，用小磁針的偏轉檢測電流,具體做法是：在地磁場作用下處于水平靜止的小磁針上方,平行于小磁針水平放置一直導線,當該導線中通有電流時，小磁針會發(fā)生偏轉；當通過該導線電流為I時，小磁針偏轉了30°，問當他發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉的角度增大到60°時，通過該直導線的電流為（直導線在某點產(chǎn)生的磁場與通過直導線的電流成正比）：（）A．2IB．3IC．ID．無法確定【例題2】如圖所示。兩根相互平行的長直導線過紙上的M、N兩點,且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流．a(chǎn)、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等．關于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是：（）A．O點處的磁感應強度為零B．a(chǎn)、b兩點處的磁感應強度大小相等,方向相反C．c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同D．a(chǎn)、c兩點處磁感應強度的方向不同【例題3】醫(yī)生做某些特殊手術時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度．電磁血流計由一對電極a和b以及一對磁極N和S構成,磁極間的磁場是均勻的．使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如右圖所示．由于血液中的正負離子隨血流一起在磁場中運動，電極a、b之間會有微小電勢差．在達到平衡時,血管內(nèi)部的電場可看作是勻強電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零．在某次監(jiān)測中,兩觸點間的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為160μV，磁感應強度的大小為0.040T．則血流速度的近似值和電極a、b的正負為：（）A．1.3m/s，a正、b負B．2。7m/s,a正、b負C．1.3m/s，a負、b正D．2.7m/s,a負、b正【例題4】如圖所示，水平放置的兩導軌PQ間的距離L=0.5m，垂直于導軌平面的豎直向上的勻強磁場B=2T，垂直于導軌放置的ab棒的質(zhì)量m=1kg，系在ab棒中點的水平繩跨過定滑輪與重量G=3N的物塊相連．已知ab棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0。2,電源的電動勢E=10V、內(nèi)阻r=0.1Ω，導軌的電阻及ab棒的電阻均不計．要想ab棒處于靜止狀態(tài)，R應在哪個范圍內(nèi)取值？（g取10m/s2）【例題5】如圖所示，在磁感應強度B=1。0T、方向豎直向下的勻強磁場中，有一個與水平面成θ=37°角的導電滑軌,滑軌上放置一個可自由移動的金屬桿ab,已知接在滑軌中的電源電動勢E=12V，內(nèi)阻不計,ab桿長L=0.5m，質(zhì)量m=0。2kg，桿與滑軌間的動摩擦因數(shù)μ=0。1，滑軌與ab桿的電阻忽略不計，g取10m/s2，sin37°=0。6求：接在滑軌上的滑動變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)變化時,可使ab桿在滑軌上保持靜止?（結果保留一位有效數(shù)字)EMBEDEquation.DSMT4練一練練一練1、在做“奧斯特實驗”時，下列操作中現(xiàn)象最明顯的是：（）A．導線沿南北方向放置，使磁針在導線的延長線上B．導線沿東西方向放置，使磁針在導線的正下方C．導線沿南北方向放置在磁針的正上方D．導線沿東西方向放置在磁針的正上方2、如圖所示，A為一水平旋轉的橡膠盤，帶有大量均勻分布的負電荷,在圓盤正上方水平放置一通電直導線，當圓盤高速繞中心軸OO′轉動時，(電流方向和轉動方向如圖所示)。通電直導線所受磁場力的方向是：（)A．豎直向上B．豎直向下C．水平向里D．水平向外3、如圖所示，在等邊三角形的三個頂點a、b、c處各有一條長直導線垂直穿過紙面,導線中通有大小相等的恒定電流,方向垂直紙面向里．過c點的導線所受安培力的方向：（）A．與ab邊垂直，指向左邊B．與ab邊垂直，指向右邊C．與ab邊平行,豎直向上D．與ab邊平行，豎直向下4、如圖所示，一根質(zhì)量為m的金屬棒AC，用軟線懸掛在磁感強度為B的勻強磁場中，通入A→C方向的電流時,懸線張力不為零，欲使懸線張力為零，可以采用的辦法是:（）A．不改變電流和磁場方向,適當減小電流B．不改變磁場和電流方向，適當增大磁感強度C．只改變電流方向，并適當增加電流D．只改變電流方向，并適當減小電流

EMBEDEquation。35、下圖中分別標明了通電直導線中電流I、勻強磁場的磁感應強度B和電流所受安培力F的方向，其中正確的是：（）6、目前世界上輸送功率最大的直流輸電工程-—哈(密）鄭（州）特高壓直流輸電工程已正式投入運行．高壓直流輸電具有無感抗、無容抗、無同步問題等優(yōu)點．已知某段直流輸電線長度L=200m，通有從西向東I=4000A的恒定電流,該處地磁場的磁感應強度B=5×10-5T,磁傾角（磁感線與水平面的夾角)為5°(sin5°≈0.1)．則該段導線所受安培力的大小和方向為：(）A．40N，向北與水平面成85°角斜向上方B．4N，向北與水平面成85°角斜向上方C．4N，向南與水平面成5°角斜向下方D．40N，向南與水平面成5°角斜向下方7、（多選）如圖所示，質(zhì)量為m、長為L的導體棒電阻為R，初始時靜止于光滑的水平軌道上,電源電動勢為E,內(nèi)阻不計;勻強磁場的磁感應強度為B,其方向與軌道平面成θ角斜向上方,開關閉合后導體棒開始運動，則：（)A．導體棒向左運動B．開關閉合瞬間導體棒MN所受安培力為C．開關閉合瞬間導體棒MN所受安培力為D．開關閉合瞬間導體棒MN的加速度為8、（多選）位于同一水平面上的兩根平行導電導軌,放置在斜向左上方、與水平面成600角且足夠大的勻強磁場中，現(xiàn)給出這一裝置的側視圖，一根通有恒定電流的金屬棒正在導軌上向右做勻速運動，在勻強磁場沿順時針緩慢轉過30°的過程中，金屬棒始終保持勻速運動，則磁感強度B的大小變化可能是:（）A．始終變大B．始終變小C．先變大后變小D．先變小后變大EMBEDEquation.DSMT49、(多選）電磁軌道炮工作原理如圖所示，待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入，通過導電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直軌道面的磁場(可視為勻強磁場),磁感應強度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出。現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加到原來的3倍,理論上可采用的辦法是：（）A．只將電流I的增加至原來的3倍B．只將軌道長度l變成原來的3倍C．只將彈體質(zhì)量減至原來的D．將彈體質(zhì)量減至原來的，軌道長度l變?yōu)樵瓉淼?倍,其他量不變EMBEDEquation.3EMBEDEquation。3EMBEDEquation.3EMBEDEquation。3EMBEDEquation。3EMBEDEquation.3EMBEDEquation.310、地球是個大磁體,在赤道上，地磁場可以看成是沿南北方向的勻強磁場.如果赤道某處的磁感應強度的大小為T，在赤道上有一根東西方向水平的直導線長20m，載有從東往西的電流30A。則地磁場對這根導線的作用力為多大？方向怎樣？EMBEDEquation。311、在傾角θ＝30°的斜面上，固定一金屬框,寬L＝0.5m，接入電動勢E＝12V、內(nèi)阻不計的電池和滑動變阻器。垂直框面放有一根質(zhì)量m＝0。1kg，電阻為r=1.6Ω的金屬棒ab，不計它與框架間的摩擦力,不計框架電阻。整個裝置放在磁感應強度B＝0.8T，垂直框面向上的勻強磁場中，如圖所示，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,當R的阻值為多少時，可使金屬棒靜止在框架上？(假設阻值R可滿足需要）(g=10m/s2）EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3EMBEDEquation。3EMBEDEquation。3EMBEDEquation。312、如圖所示為電流天平，可以用來測量勻強磁場的磁感應強度，它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為L,處于勻強磁場內(nèi),磁感應強度B的方向與線圈平面垂直，當線圈中通過電流I時,調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達到平衡。然后使磁場反向，大小不變，這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再次達到新的平衡.(重力加速度為g)（1)導出用n、m、L、I、g計算B的表達式；(2)當n=10,L=10。0cm，I=0.10A，m=5。00g時，磁感應強度是多少？（取g=10m/s2）EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4閱讀廣角閱讀廣角分子電流假說安培認為構成磁體的分子內(nèi)部存在一種環(huán)形電流—-分子電流.由于分子電流的存在，每個磁分子成為小磁體，兩側相當于兩個磁極。通常情況下磁體分子的分子電流取向是雜亂無章的，它們產(chǎn)生的磁場互相抵消,對外不顯磁性。當外界磁場作用后，分子電流的取向大致相同，兩端顯示較強的磁體作用，形成磁極，就被磁化了。當磁體受到高溫或猛烈撞擊時會失去磁性，是因為激烈的熱運動或震動使分子電流的取向又變的的雜亂無章了。安培的分子電流假說具有十分重要的意義，一方面，它把磁體與磁體、電流與磁體、電流與電流、磁體與電流這種種磁相互作用歸結為電流與電流的作用，建立了安培定律,開創(chuàng)了把電和磁聯(lián)系起來的磁作用理論；另一方面，以分子電流模型取代磁荷模型，從根本上揭示了物質(zhì)極化與磁化的內(nèi)在聯(lián)系，因為分子電流無非是電荷的某種運動。安培的分子電流假說在當時物質(zhì)結構的知識甚少的情況下無法證實，它帶有相當大的臆測成分；在今天已經(jīng)了解到物質(zhì)由分子組成，而分子由原子組成，原子中有繞核運動的電子，從現(xiàn)代的觀點來看，“分子電流”是由原子內(nèi)各電子繞原子核的軌道運動、各電子的自旋運動以及原子核的自旋運動構成的。由此