2022年上海市高考物理總復(fù)習(xí)：磁場(chǎng)

2022年上海市高考物理總復(fù)習(xí)：磁場(chǎng)

1.如圖所示，水平放置的兩平行金屬導(dǎo)軌ab、cd,間距為0.5m,其上垂直于導(dǎo)軌放置質(zhì)量

為0.05kg的直金屬棒ef,整個(gè)裝置放在方向跟導(dǎo)軌平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí)，

金屬棒中的電流為2.0A時(shí)，它對(duì)軌道的壓力恰好為零，取g=10m/s2,則金屬棒所受到

的安培力大小為0.5N,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T。

【分析】金屬棒靜止處于平衡狀態(tài)，應(yīng)用平衡條件求出金屬棒受到的安培力，應(yīng)用安培

力公式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度。

【解答】解：金屬棒對(duì)軌道壓力恰好為零，導(dǎo)軌對(duì)金屬棒的支持力為零，

金屬棒靜止，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：F=mg=0.05X10N=0.5N；

金屬棒受到的安培力F=BIL,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=A=77第、T=0.5T；

/Li/.UXUQ

故答案為：0.5；0.5?

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了安培力公式的應(yīng)用，根據(jù)題意應(yīng)用平衡條件求出安培力，然后應(yīng)用

安培力公式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度。

2.如圖，用兩絕緣細(xì)線吊著一根質(zhì)量為m的銅棒，銅棒處在垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，

棒中通入自左向右的電流，且棒始終保持靜止。每根細(xì)線上的拉力大小均為F,則棒受

到的安培力大小為mg-2F。若不改變電流大小而將棒中電流反向，則每根細(xì)線上的

拉力大小將變?yōu)閙g-F?

【分析】利用左手定則判斷出安培力方向，根據(jù)共點(diǎn)力平衡即可判斷

【解答】解：棒中通入自左向右的電流時(shí)，受到的安培力豎直向上，則2F+F安=mg,解

得F安=018-2F

當(dāng)電流反向時(shí)，安培力向下，根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知2P=mg+F安，解得F'=mg-F

故答案為：mg-2F,mg-F

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【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了共點(diǎn)力平衡，關(guān)鍵是利用左手定則判斷出安培力的方向即可判

斷

3.如圖，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的長(zhǎng)直導(dǎo)體棒a、b平行置于光滑絕緣水平桌面，b棒固定，a棒與力

傳感器相連。當(dāng)a、b中分別通以大小為la、1b的恒定電流時(shí)，a棒靜止，傳感器受到a

給它水平向左、大小為F的拉力。則a、b中的電流方向相同（選填“相同”或“相

反"），a中電流在b棒所在處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為—二

【分析】根據(jù)同向電流相吸，異向電流相斥，并根據(jù)F=BIL求出對(duì)應(yīng)在的磁感應(yīng)強(qiáng)度,

從而即可求解。

【解答】解：根據(jù)同向電流相吸，異向電流相斥，傳感器受到a給它的方向向左、大小

為F的拉力；

因此直導(dǎo)線a、b間存在相互吸引，則它們的電流方向相同；

a受到的安培力為E根據(jù)牛頓第三定律，b受到的安培力也為F,電流為3長(zhǎng)度為L(zhǎng),

則由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義可知B0=~

故答案為：相同；二。

【點(diǎn)評(píng)】本題考查安培力的方向，掌握左手定則的內(nèi)容，理解公式F=BIL成立的條件。

4.（1）通電螺線管外部的磁感線和條形磁體外部的磁感線相似。

（2）安培定則在不同磁場(chǎng)中大拇指分別指的是：

a.直線電流磁場(chǎng)中，大拇指指的是電流的方向；

b.環(huán)形電流磁場(chǎng)中，大拇指指的是環(huán)形導(dǎo)線中心附近磁場(chǎng)的方向；

c.在通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，大拇指指的是螺線管內(nèi)部的磁感線的方向。

【分析】（1）通電螺線管周圍存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)看不到，摸不著，通過放置周圍的小磁針

的偏轉(zhuǎn)反映磁場(chǎng)的存在；磁感線是一閉合曲線，在磁體的內(nèi)部從S極回到N極，與外部

相反。

（2）根據(jù)安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)。

【解答】解：（1）通電螺線管外部的磁感線和條形磁體外部的磁感線相似。

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（2）安培定則在不同磁場(chǎng)中大拇指分別指的是：

a.直線電流磁場(chǎng)中，大拇指指的是電流的方向；

b.環(huán)形電流磁場(chǎng)中，大拇指指的是環(huán)形導(dǎo)線中心附近磁場(chǎng)的方向;

c.在通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，大拇指指的是螺線管內(nèi)部的磁感線的方向。

故答案為：（1）條形；（2）a.電流的方向；b.環(huán)形導(dǎo)線中心附近磁場(chǎng)的方向；c.螺線

管內(nèi)部的磁感線的方向。

【點(diǎn)評(píng)】本題考查通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的分布情況，解題的關(guān)鍵是安培定則的靈活運(yùn)用，

我們也可以根據(jù)通電螺線管周圍小磁針的北極指向確定螺線管周圍的磁場(chǎng)方向。

5.如圖所示，厚度為h、寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，

當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時(shí)，在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱

為霍爾效應(yīng)。設(shè)電流1是由自由電子的定向流動(dòng)形成的，單位體積里的自由電子數(shù)n,電

子的平均定向移動(dòng)速度為v,電荷量為e,回答下列問題：

（I）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢(shì)」下側(cè)面A'的電勢(shì)（填“高于”

低于”或“等于”）；

（2）電子所受的洛倫茲力的大小為3^；

（3）當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電勢(shì)差為U時(shí)，電子所受靜電力的大小為_塔_；

（4）推導(dǎo)出電勢(shì)差U電流I和B的關(guān)系式為B=竺吆，這也是一種測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)

-1—

度B的方法。

【分析】（1）導(dǎo)體中電子受到磁場(chǎng)的洛倫茲力而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A或A'聚焦了電子，產(chǎn)生

電場(chǎng)，兩側(cè)面間就有電勢(shì)差。由左手定則可判斷出電子的偏轉(zhuǎn)方向，從而判斷A和A'

兩側(cè)的電荷聚集情況，聚集正電荷的一側(cè)電勢(shì)高；

（2）電子所受的洛倫茲力的大小為F=eBv；

（3）電子所受靜電力的大小為F=eE,由E=,求出電場(chǎng)強(qiáng)度E,從而即可求解；

（4）根據(jù)載流子受累積電荷的電場(chǎng)力和洛倫茲力而平衡列式，再根據(jù)電流的微觀表達(dá)式

列式，最后聯(lián)立求解即可。

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【解答】解：（1）導(dǎo)體的電子定向移動(dòng)形成電流，電子的運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相反，電

流方向向右，則電子向左運(yùn)動(dòng)。由左手定則判斷，電子會(huì)偏向A端面，A'板上出現(xiàn)等

量的正電荷，電場(chǎng)線向上，所以側(cè)面A的電勢(shì)低于下側(cè)面A'的電勢(shì)。

（2）電子所受的洛倫茲力的大小為F/=eBv。

U

（3）電子所受靜電力的大小為Fi?=eE=eM；

U

（4）當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí)，則有e—=evB

得U=hvB

導(dǎo)體中通過的電流為I=n