3-12 磁场-2021【步步高】高考物理大二轮专题复习与增分策略（通用）皖黑吉陕新蒙晋赣青甘豫宁课件PPT

第12课时　磁场 专题三　电场与磁场 高考题型1　磁场的基本性质　安培力 高考题型2　带电粒子在匀强磁场中的运动 专题强化练 内容索引 NEIRONGSUOYIN 1.磁场的叠加遵循平行四边形定则. 2.区分两个定则 安培定则(或右手螺旋定则)用来判断电流产生的磁场方向，左手定则用来判断电流所受磁场力的方向. 3.两个等效模型 (1)变曲为直：图甲所示通电导线，在计算安培力的大小和判断方向时均可等效为ac直线电流. 高考题型1　磁场的基本性质　安培力 (2)化电为磁：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁铁，如图乙. 4.变三维为二维——求解安培力作用下的动力学问题 考题示例 例1　(2017·全国卷Ⅲ·18)如图1，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 图1 √ 解析　如图甲所示， P、Q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等， 如果让P中的电流反向、其他条件不变时，如图乙所示， 由几何关系可知， 故选项C正确，A、B、D错误. 例2　(2019·全国卷Ⅰ·17)如图2，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接.已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为 A.2F B.1.5F C.0.5F D.0 图2 √ 解析　设三角形边长为l，通过导体棒MN的电流大小为I， 如图所示，依题意有F＝BlI， 方向与F的方向相同，所以线框LMN受到的安培力大小为F＋F1＝1.5F，选项B正确. 1.(2020·山东菏泽市高三4月联考)已知通电长直导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小B0与通电导线中的电流强度I成正比，与该点到通电导线的距离r成反比，即B0＝ ，式中k为比例系数.如图3所示，现有两条相距为L的通电长直导线a和b平行放置，空间中存在平行于图示的菱形PbQa的匀强磁场(图中未画出).已知菱形PbQa的边长也为L，当导线a和b中通以大小相等、方向如图所示的电流I时，P点 处的磁感应强度恰好为零.则下列说法正确的是 命题预测 1 2 图3 A.Q点处的磁感应强度大小为k B.匀强磁场的方向从P点指向Q点，大小为2k C.匀强磁场的方向从Q点指向P点，大小为2k D.两导线连线中点处的磁感应强度大小为3k 1 2 √ 1 2 解析　由题意知每股电流在P点处产生的磁场的磁感应强度大小为B＝k ， 由安培定则知导线a和b中的电流在P点处产生的磁场的磁感应强度方向分别垂直于Pa和Pb. 由平行四边形定则知匀强磁场的磁感应强度方向应由P点指向Q点，且大小为k ，才能使P点处的合磁感应强度恰为零，B、C项错误； 同理可知Q点处的磁感应强度也为零，A项错误； 由于两导线连线中点到两导线的距离均为 ，两导线在该处产生的磁感应强度大小均为2k ，故此处的合磁感应强度的大小为3k ，D项正确. 2.(多选)如图4所示是小丽自制的电流表原理图.质量为m 的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻质弹簧相连，弹簧劲度系数为k，在边长ab＝L1、bc＝L2的矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外.MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度，MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且MN处于静止状态时，MN与ab边重合，且指针指在标尺的零刻度处； 当MN中有电流时，指针示数可表示电流大小. MN始终在纸面内且保持水平.则 1 2 图4 A.要使电流表正常工作，金属杆中电流方向应从M至N B.当该电流表的示数为零时，弹簧的伸长量为零 C.该电流表的最大量程是Im＝ D.该电流表的刻度在0～Im范围内是不均匀的 1 2 √ √ 解析　要使电流表能正常工作，金属杆受到的安培力的方向应竖直向下，根据磁场的方向和左手定则可知，金属杆中电流方向应从M至N，选项A正确； 当该电流表的示数为零时，说明金属杆中电流为零，此时金属杆受竖直向下的重力和竖直向上的弹力作用，根据平衡条件和胡克定律可知，kx＝mg， 1 2 根据平衡条件和胡克定律可知，k(x＋l)＝mg＋BIL1， I与l成正比，即该电流表的刻度在0～Im范围内是均匀的，选项D错误. 1 2 高考题型2　带电粒子在匀强磁场中的运动 2.基本思路 (1)画轨迹：确定圆心，用几何方法求半径并画出轨迹. (2)找联系：轨迹半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系.