专题10 磁场-备战2020年高考物理之纠错笔记系列

第一部分 易错点剖析 易错点一、不能正确地分析和求解安培力 分析和求解安培力时容易出现以下错误： （1）不能正确地对磁场进行叠加求合磁感应强度； （2）错误地认为通电导体棒在磁场中一定受到安培力作用； （3）当通电导线为折线或曲线时，不会求有效长度； （4）当导体棒与磁场不垂直时，不会对磁场进行分解； （5）不能正确引入“电流元”进行分析和计算，导致无法解答。 【2019·安徽高三月考】把长为L的导线弯成一个圆心角为 的圆弧，将其平放在纸面内。现有一个垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场，如图所示，若给导线通以由A到C、大小为I的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是（ ） A．IBL，垂直AC向左 B． ，垂直AC向左 C． ，垂直AC向左 D． ，垂直AC向右 【错因分析】当通电导线为折线或曲线时，不会求有效长度。 【正确解析】弧长为L，圆心角为 ，则半径 ，设弦长AC=x，则 ，解得： ，导线受到的安培力 ，由左手定则可知，导线受到的安培力方向水平向左，故C项正确。 【正确答案】C 1．【2019·河北衡水中学高三月考】如图所示，abcd是一个用粗细均匀、同种材料的导线弯折成的长方形线框，线框竖直放置，ab长度为L，bc长度为 。匀强磁场的方向垂直于金属框平面向里，磁感应强度大小为B。若金属框a、b两端与恒压电源相连，电流方向如图所示，若通过ab边的电流大小为 ，则金属框受到的安培力大小和方向分别为 A． ，方向竖直向上 B．2BIL，方向竖直向上 C． ，方向竖直向下 D．3BIL，方向竖直向下 2．（多选）如图，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′点，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿+x方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。则磁感应强度方向和大小可能为 A．+z方向， B．+y方向， C．–z方向， D．沿悬线向上， 易错点二、混淆了电磁流量计和霍尔效应 霍尔效应与电磁流量计原理不同，产生的因果关系也不同，霍尔效应是在正、负自由电荷（如自由电子，正、负离子，空穴等）浓度不等的导体、半导体中产生的，通电时电场力使自由电荷做方向相反的定向移动，洛伦兹力使自由电荷做同向偏转运动，若正、负自由电荷浓度相等，则由于同向偏转不会产生电势差；电磁流量计是液体流动带动离子运动，正、负离子总是同向运动、反向偏转，因此无论正、负离子浓度是否相等，都一定会产生电势差。霍尔效应中电场推动正、负离子反向运动时受到同向洛伦兹力（对导体整体为安培力）而向同一侧偏转是结果；电磁流量计中正、负离子由液体带动同向运动是原因，正、负离子因受洛伦兹力而发生反向偏转是结果。 如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电荷量为q的某种自由运动电荷。导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低，由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为 A．，负 B．，正 C．，负 D．，正 【错因分析】不明确自由运动电荷定向移动和偏转间的受力关系，认为材料中自由运动电荷在上、下表面间电场力作用下，负电荷向上表面运动，正电荷向下表面运动，因此导电材料中自由运动电荷正、负均可。 【正确解析】因为上表面的电势比下表面的低，根据左手定则，知道移动的电荷为负电荷。因为，解得，因为电流I=nqvS=nqvab，解得，故C正确，ABD错误。 【正确答案】C。 1．如图是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件，d、k为定值；如果保持I恒定，则可以验证UH随B的变化情况。以下说法中正确的是 A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，UH将变大 B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持竖直 C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平 D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将不发生变化 2．【2019·广东高考模拟】电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c．流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料。现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一电压表（内阻很大）的两端连接，U表示测得的电压值。则可