选修3-1第三章 第一讲 磁场及磁场对电流的作用（原卷+解析版）—2021届高中物理一轮复习专题检测

第一讲 磁场及磁场对电流的作用 1、电场线与磁感线的联系与区别 电场线 磁感线 联 系 电场线密，表示电场强 磁感线密，表示磁场强 电场线上某点的切向（顺电场线方向）既表示该点的场强方向，又表示正电荷在该点所受电场力的方向 磁感线上某点的切向（顺磁感线方向）既表示该点的磁场方向，又表示小磁针N极在该点所受磁场力的方向 区 别 磁感线上某点的切向（顺磁感线方向）不表示该点放置通电导线所受安培力的方向，也不表示运动电荷在该点所受洛伦兹力的方向 电场线不闭合 磁感线闭合 电场线用于形象描述静电场的分布 磁感线用于形象描述磁场的分布 2、磁感应强度B与电场强度E的区别和联系 磁感应强度B 电场强度E 定义式 B=F/(IL) E=F/q 方向 小磁针静止时，N极的指向 磁感线的切线方向 正电荷受力方向 负电荷在电场中受力的反方向 电场线的切线方向 意义 描述磁场力的性质 表示磁场的强弱 描述电场力的性质 表示电场的强弱 【例1】关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ） A．若长为L、通有电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为 B．由 知，B与F成正比，与IL成反比 C．由 知，若一小段通电导体在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场 D．磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向。 答案 D 【练习1】如图为通电螺线管．A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是(　　) A．磁感线最密处为A处，最疏处为B处 B．磁感线最密处为B处，最疏处为C处 C．小磁针在B处和A处N极都指向左方 D．小磁针在B处和C处N极都指向右方 答案 BC 【例2】如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为(　　) A．0 B．eq \f(\r(3),3)B0 C．eq \f(2\r(3),3)B0 D．2B0 答案 B 【练习2】在地磁场作用下处于静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针左偏30°，则当小磁针左偏60°时，通过导线的电流为(已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)(　　) A．2I B．3I C．eq \r(3)ID．无法确定 答案 B 【例3】一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力作用后的运动情况为(　　) A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管 答案 D 【练习3】一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将(　　) A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．在纸面内平动 答案 C 【例4】当S闭合时，在螺线管内部的一根小铁棒被磁化，右端为N极.试判断通电螺线管的极性和电源的极性，这时用绝缘线悬挂的小通电圆环将怎样运动(俯视)？ 解析 小磁针(本题中为磁化后的软铁棒)静止时N极的指向为该点的磁场方向，在螺线管内部磁感线由S极到N极，故螺线管内右端为N极.再根据安培定则及等效法确定电源右端为负极，左端为正极，小通电圆环顺时针转动(同时靠近螺线管). 【练习4】如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流，当在其直径AB上靠近B点处放一根垂直于线圈平面的固定不动的长导线时(电流方向如图所示)，在磁场作用下线圈如何运动？ 解析 用电流元分析法：如图(a)直导线周围的磁感线是一簇顺时针的同心圆， 我们分别在线圈上找四段电流元A、B、C、D，电流元A、B段的电流与直导线产生的圆形磁场相切，不受安培力，电流元C和D用左手定则分析判断其受安培力方向为垂直纸面向里和垂直纸面向外.由此可以判断线圈将以AB为转轴从左向右看逆时针转动. 用等效法分析：把通电线圈等效成放在O点N极指向纸外的小磁针；而通电直导线在O点产生的磁场是垂直于直径AB向上，所以小磁针指向纸外的N极向上转动，即从左向右看线圈将逆时针转动. 用特殊位置分析法：设线圈转动90°到与直导线重合的位置(如图b)，直线电流左边的磁场向纸外，右边的磁场向纸里，再用左手定则分别判断线圈的左边和右边所受安培力方向均向左，即线圈将向左靠近