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09磁场考纲解读考情动态201820172016卷Ⅰ25.带电粒子在组合场中的运动19.安培定则左手定则15.带电粒子在复合场中的运动、质谱议卷Ⅱ20.磁感应强度的合成安培定则25．带电粒子在复合场中的运动18.带电粒子在圆形磁场中的运动21．安培力左手定则18.带电粒子在圆形磁场中的运动卷Ⅲ24.带电粒子在磁场中的偏转18.磁感应强度的合成、安培定则24．带电粒子在磁场中的运动18.带电粒子在有界磁场中的运动第一节磁场的描述磁场对电流的作用知识架构答案1.FILTN磁感应强度闭合安培2．BIL0左手基础自测1．判断正误(1)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．()(2)小磁针N极所指的方向就是该处磁场的方向．()(3)安培力可能做正功，也可能做负功．()(4)通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大．()(5)通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大．()(6)磁感应强度的大小跟放在磁场中的通电导线受力的大小无关．()(7)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．()(8)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强．()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√(7)×(8)√2．(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．在指南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解析：指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确．因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确．在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误．答案：BC3．下列关于磁感应强度的说法中，正确的是()A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大D．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零解析：某处磁感应强度的方向就是小磁针N极受磁场力的方向或是小磁针静止时N极的指向，与通电导体放在该处受磁场力的方向不同，A错，B对．通电导线在磁场中的受力大小与磁感应强度大小和它相对于磁场方向的放置都有关系，C错．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，可能是由于该处磁感应强度为零，也可能是导线与磁场平行放置，D错．答案：B4．下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()解析：由左手定则判断可知，只有C对，故选C.答案：C考点突破对磁感应强度的理解(1)磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式B＝FIL认为B与F成正比，与IL成反比．(2)测量磁感应强度时一小段通电导线必须垂直磁场放入，如果平行磁场放入，则所受安培力为零，但不能说该点的磁感应强度为零．(3)磁感应强度是矢量，其方向为放入其中的小磁针N极的受力方向，也是小磁针静止时N极的指向．【典例1】关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元受到磁场力的方向一致C．若在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用，该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大【解析】磁感应强度是磁场本身的属性，在磁场中某处的磁感应强度为一恒量，其大小可由B＝FIL计算，与试探电流元的F、I、L的情况无关，A错．磁感应强度的方向规定为小磁针N极所受磁场力的方向，与放在该处的电流元受力方向垂直，B错．当试探电流元的方向与磁场方向平行时，电流元所受磁场力虽为零，但磁感应强度却不为零，C错．磁感线的疏密是根据磁场的强弱画出的，磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，磁感线越稀疏的地方，磁感应强度越小，故D正确．【答案】D变式训练1(2019年广西南宁二中等三校联考)磁场中某区域的磁感线如图9－1－1所示，则()图9－1－1A．同一通电导线放在a处受到的磁场力一定比放在b处受到的磁场力大B．同一通电导线放在a处受到的磁场力一定比放在b处受到的磁场力小C．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbD．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb解析：a处的磁感线比b处稀疏，则a处的磁感应强度比b处的小，所以BaBb，故C正确，D错误；当将同一通电导线放入磁场中，由于受到放置角度的限制，当通电导线垂直磁场时，受到的磁场力最大，平行磁场时受到的磁场力为零，故虽然BaBb，但是无法比较通电导线受到的磁场力的大小，故A、B错误．答案：C1．安培定则的应用(1)在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”．因果磁场原因(电流方向)结果(磁场方向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指(2)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横截面图纵截面图2.磁场的叠加(1)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．(2)两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的．图9－1－2【典例2】(2019年海南文昌中学期中)在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图9－1－2所示，A、B、C、D是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中()A．B、D两点的磁感应强度大小相等B．A、B两点的磁感应强度大小相等C．C点的磁感应强度的值最大D．B点的磁感应强度的值最大【解析】根据安培定则可得通电直导线在A、B、C、D四点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，而通电直导线在B点产生的磁感应强度方向为水平向左，在D点产生的磁感应强度方向为水平向右，则B、D两点的磁感应强度大小为B＝B21＋B20，大小相等，A正确；通电直导线在A点产生的磁感应强度方向为竖直向上，则A点的磁感应强度为BA＝B1＋B0，B错误；通电直导线在C点产生的磁感应强度方向为竖直向下，则C点的磁感应强度大小为BC＝|B1－B0|，C点的磁感应强度的值最小，C错误；由以上分析可知A点的磁感应强度的值最大，D错误．故选A.【答案】A变式训练2(2018年高考·课标全国卷Ⅱ)(多选)如图9－1－3，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为13B0和12B0，方向也垂直于纸面向外．则()图9－1－3A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为712B0B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为112B0C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为112B0D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为712B0解析：原磁场、电流的磁场方向如图9－1－4所示，由题意知图9－1－4在b点：12B0＝B0－B1＋B2在a点：13B0＝B0－B1－B2由上述两式解得B1＝712B0，B2＝112B0.答案：AC变式训练3(2017年高考·课标全国卷Ⅰ)(多选)如图9－1－5所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法正确的是()图9－1－5A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶3D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1解析：由安培定则可判断出L2在L1处产生的磁场(B21)方向垂直L1和L2的连线竖直向上，L3在L1处产生的磁场(B31)方向垂直L1和L3的连线指向右下方，根据磁场叠加原理，L3和L2在L1处产生的合磁场(B合1)方向如图9－1－6甲所示，根据左手定则可判断出L1所受磁场作用力的方向与L2和L3的连线平行，选项A错误；同理，如图9－1－6乙所示，可判断出L3所受磁场(B合3)作用力的方向(竖直向上)与L1、L2所在的平面垂直，选项B正确；同理，如图9－1－6丙所示，设一根长直导线在另一根导线处产生的磁场的磁感应强度大小为B，根据几何知识可知，B合1＝B，B合2＝B，B合3＝3B，由安培力公式可知，L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小与该处的磁感应强度大小成正比，所以L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶3，选项C正确，D错误．图9－1－6答案：BC1．安培力的方向特点F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面．注意：B和I可以有任意夹角．2．通电导线在安培力作用下运动的判断方法电流元法把整段导线分为直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁体或多个环形电流，反过来等效也成立特殊位置法通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向结论法同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转动到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体产生的磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力【典例3】如图9－1－7所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)()图9－1－7A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升【解析】①根据如图9－1－8甲所示的导线所处的特殊位置判断其转动情况．将导线AB从N、S极的中间O分成AO，BO两段，由左手定则可得AO段受安培力方向垂直纸面向外，BO段受安培力的方向垂直纸面向里，可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动．图9－1－8②再根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况，如图9－1－8乙所示，导线AB此时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动．③由上述两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述的特殊位置时，所受安培力使AB逆时针转动的同时还要向下运动．故选C.【答案】C【典例4】两条直导线相互垂直，如图9－1－9所示，但相隔一小段距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当电流按如图所示的方向通入两条导线时，CD导线将()图9－1－9A．顺时针方向转动，同时靠近导线ABB．逆时针方向转动，同时离开导线ABC．静止不动D．逆时针方向转动，同时靠近导线AB【解析】分析出导线AB产生的磁感应强度方向为右进左出，由于两导线间有距离，导线CD左半边所处磁场磁感应强度可分解为垂直纸面向外和水平向右两个分量，导线CD右半边所处磁场磁感应强度可分解为垂直纸面向里和水平向右两个分量．根据左手定则可知：开始时，导线CD的左半边受到向下的安培力，而其右半边受到向上的安培力，所以导线CD将沿逆时针方向转动，旋转过程中，导线CD受到的安培力具有指向导线AB的分量，使得导线CD在转动的同时靠近导线AB，D正确．【答案】D变式训练4如图9－1－10所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图方