专题12 磁场和楞次定律-2022年高考物理一轮复习综合练（沪教版）

专题12 磁场和楞次定律（原卷版） ( 一、磁场的叠加及安培力的理解和应用 ) 1．安培定则的应用 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.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。 3．应用安培力公式F＝BIl时要注意 (1)B与I垂直。 (2)B与I平行时，F＝0。 (3)l是有效长度。 曲导线的有效长度l等于连接两端点线段的长度(如图所示)；相应的电流沿l由始端流向末端。 4．判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路 (1)首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况。 (2)然后利用左手定则准确判定导体的受力情况。 (3)进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。 5．常用判断方法 电流元法 分割为电流元安培力方向整段导体合力方向运动方向 特殊位置法 在特殊位置安培力方向运动方向 等效法 环形电流小磁针 条形磁铁通电螺线管多个环形电流 利用结论法 同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势 转换研究对象法 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体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，从而确定磁体所受合力及运动方向 【例题解析】 例1. 下列关于通电直导线和通电线圈周围磁场的磁感线分布和磁场方向，不考虑地磁场影响，下列说法正确的是(　　) A．通电直导线周围的磁场方向可以用右手定则判断，顺着导线看去，磁感线可表示为以直导线为圆心的均匀分布的同心圆 B．环形导线的磁场，可用安培定则判断，方法是：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指方向即为环形导线轴线上的磁场方向 C．从外部看，通电螺线管周围的磁场类似于条形磁铁的磁场，螺线管内部的磁场不能视为匀强磁场 D．若把一个小磁针放在通电螺线管正上方中间位置，小磁针可能不与螺线管平行 例2. 如图所示，均匀绕制的螺线管水平固定在可转动的圆盘上，在其正中心的上方有一固定的环形电流A，A与螺线管垂直。A中电流方向为顺时针方向，开关S闭合瞬间，关于圆盘的运动情况(从上向下观察)，下列说法正确的是(　　) A．静止不动　　　　　　　 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．无法确定 例3. 如图所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环A、B，可沿轴线OO′自由转动，现通以图示方向电流，沿OO′看去会发现(　　) A．A环、B环均不转动 B．A环将逆时针转动，B环也逆时针转动，两环相对不动 C．A环将顺时针转动，B环也顺时针转动，两环相对不动 D．A环将顺时针转动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢至重合为止 例4. 有一种磁悬浮地球仪，通电时地球仪会悬浮起来（图甲）。实际原理是如图乙所示，底座是线圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮起来。则下列叙述中正确的是（　　） A．地球仪只受重力作用 B．电路中的电源必须是交流电源 C．电路中的b端点须连接直流电源的正极 D．增大线圈中的电流，地球仪飘浮的高度不会改变 例5. 特高压直流输电是我国领先世界的电力工程。正常输电时，两根导线中通有大小相等，方向相反的电流，某次故障测试中发现两根平行输电线电流IA>IC。如图，以两导线垂线中点为圆心，作一个与导线垂直的圆，a（里面）和c（外面）与输电线在同一高度，b、d为圆的最下方和最上方。忽略地磁的影响，则（　　） A．b点和d点磁场方向相同 B．a点的磁感应强度可能为零 C．c点的磁感应强度可能为零 D．两根导线的作用力为引力 【课堂练习】 1. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图．结合上述材料，下列说法不正确的是(　　) A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用． 2. 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3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