3-12 磁场-2021【步步高】新高考物理大二轮专题复习与增分策略（京津鲁琼辽鄂冀湘渝）word

第12课时　磁场 高考题型1　磁场的基本性质　安培力 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安培力的方向． 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． (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 A．0 B.B0 C.B0 D．2B0 答案　C 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，设为B1，由几何关系可知，B1＝B0.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，a点处磁感应强度的大小B＝＝B0，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(　　) 图2 A．2F B．1.5F C．0.5F D．0 答案　B 解析　设三角形边长为l，通过导体棒MN的电流大小为I，则根据并联电路的规律可知通过导体棒ML和LN的电流大小为，如图所示，依题意有F＝BlI，则导体棒ML和LN所受安培力的合力为F1＝BlI＝F，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． 例3　(多选)(2019·江苏卷·7)如图3所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等．矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b产生的磁场作用下静止．则a、b的电流方向可能是(　　) 图3 A．均向左 B．均向右 C．a的向左，b的向右 D．a的向右，b的向左 答案　CD 解析　若a、b的电流方向均向左，根据安培定则和磁场的叠加可知，a直导线到a、b直导线正中间部分的磁场方向垂直纸面向外，而b直导线到a、b直导线正中间部分的磁场方向垂直纸面向里，再根据左手定则可知，矩形线框受到的安培力的合力不为零，与题中线框在磁场作用下静止不符，选项A错误；同理，若a、b的电流方向均向右，线框受到的安培力的合力也不为零，与题中线框在磁场作用下静止不符，选项B错误；若a的电流方向向左、b的电流方向向右，根据安培定则和磁场的叠加可知，a、b直导线在a、b直导线中间所有空间产生的磁场方向均垂直纸面向外，根据左手定则可知，矩形线框受到的安培力的合力为零，与题中线框在磁场作用下静止相符；同理，若a的电流方向向右、b的电流方向向左，根据安培定则和磁场的叠加可知，a、b直导线在a、b直导线中间所有空间产生的磁场方向均垂直纸面向里，根据左手定则可知，矩形线框受到的安培力的合力也为零，与题中线框在磁场作用下静止相符，选项C、D均正确． 命题预测 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＝k，式中k为比例系数．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4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(　　) 图4 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 答案　D 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．(2020·山东省枣庄三中、高密一中、莱西一中三校联考)将一段总长度为L的直导线折成正多边