第5.1讲 磁场与磁感线-2022-2023学年高二物理链接教材精准变式练（人教版2019必修第三册）

第5.1讲 磁场与磁感线 ( 本资料涵盖习题类型： 教材同步课后练习 4、右手定则的应用 磁场与磁极 通电导体产生的磁场 )【教材习题】P108，“练习与应用”第4题 解析：根据小磁针N指向的方向判断出指导线周围磁场分布如图所示（环绕导线顺时针方向），再根据右手定则可判断，导体电流需向下才能产生所示的磁场。 [链接知识]直流电流与磁场、小磁针方向与磁场方向 【教材习题】P108，“练习与应用”第5题 已知环导体的电流是逆时针，根据右手定则可知环导体内磁场向纸外，所以小磁针静止时N会指向纸外。 [链接知识]环形电流与磁场、小磁针方向与磁场方向 【教材习题】P108，“练习与应用”第7题 解析：地理的北极是磁极的南极，磁体内部磁场是南指向北。根据右手定则可知，环形电流是自东向西的。所以B正确。 [链接知识]环形电流与磁场 [方法、规律] 1、小磁针N极所指方向即是磁场方向 2、右手定则可用于直导体电流产生磁场，也可用于环形导体电流产生的磁场。 ①直导体时，拇指为电流方向，四指为磁场方向 ②环形导体时，拇指为环形导体内磁场方向，四指为电流方向 ③右手定则可以通过电流判断磁场方向，也可以通过磁场方向判断电流方向。 ( 精准变式题 ) 【变式1】(多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F.以下关于磁感应强度B的说法正确的是(　　) A.磁感应强度B一定等于F/IL B.磁感应强度B可能大于或等于F/IL C.磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大 D.在磁场中通电直导线也可以不受力 【答案】BD 【解析】当导体与磁场垂直的时候才满足F=BIL，所以B不一定等于F/IL。也就是说导体受到的力的大小与角度有关，所以受力大的地方，磁感应强度不一定大。当导体与磁场平行时，导体不受力。 【变式2】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如图2.结合上述材料，下列说法不正确的是(　　) 图2 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 【答案】C 【解析】地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，两极并不重合，故A、B正确；且地球内部也存在磁场，只有赤道附近上空磁场的方向才与地面平行，故C错误；射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不会平行，一定受到地磁场力的作用，故D正确. 【变式3】(多选)(2017·全国卷Ⅰ·19)如图6，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反.下列说法正确的是(　　) 图6 A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直 B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直 C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶∶1 【答案】BC 【解析】同向电流相互吸引，反向电流相互排斥.对L1受力分析，如图甲所示，可知L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在的平面平行，故A错误；对L3受力分析，如图乙所示，可知L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在的平面垂直，故B正确；设三根导线两两之间的相互作用力的大小为F，则L1、L2受到的磁场作用力的合力大小均等于F，L3受到的磁场作用力的合力大小为F，即L1、L2、L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶，故C正确，D错误. 【变式4】(2017·全国卷Ⅲ·18)如图7，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7 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. 【变式5】在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向 【答案】 ( 教材知识链接 ) 一、磁场与磁极 1.磁场的基本性质 磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用. 2.匀强磁场 (1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同