易错点20 磁场的描述 安培力 -备战2023年高考物理考试易错题（全国通用）

易错点20磁场的描述 安培力 例题1. （多选）（2022·湖北·高考真题）如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，方向与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角θ可调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加速时，加速度的最大值为g；减速时，加速度的最大值为g，其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A．棒与导轨间的动摩擦因数为 B．棒与导轨间的动摩擦因数为 C．加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，θ=60° D．减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，θ=150° 例题2. (多选)在倾角θ＝37°的光滑导体滑轨的上端接入一个电动势E＝3 V，内阻r＝0.5 Ω的电源，滑轨间距L＝50 cm，将一个质量m＝40 g，电阻R＝1 Ω的金属棒水平放置在滑轨上．若滑轨所在空间加一匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图所示．(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)则下列说法正确的是(　　) A．磁感应强度有最小值为0.24 T，方向垂直滑轨平面向下 B．磁感应强度有最大值0.4 T，方向水平向右 C．磁感应强度有可能为0.3 T，方向竖直向下 D．磁感应强度有可能为0.4 T，方向水平向左 一、　磁场、磁感线、磁感应强度 1．磁场 (1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用． (2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向． 2．磁感线 在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度的方向一致． 3．磁体的磁场和地磁场 4．磁感应强度 (1)物理意义：描述磁场强弱和方向． (2)大小：B＝(通电导线垂直于磁场)． (3)方向：小磁针静止时N极的指向． 二、　电流的磁场 1．奥斯特实验：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系． 2．安培定则 (1)通电直导线：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向． (2)通电螺线管：让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是环形电流中轴线上的磁感线的方向或螺线管内部磁感线的方向． 三、磁 通 量 1．概念 在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积． 2．公式：Φ＝B·S. 3．单位：1 Wb＝1_T·m2. 四、安培力的方向和大小 1．安培力的方向 (1)左手定测：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． (2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，异向电流互相排斥． 2．安培力的大小 当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝BILsin_θ，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况： (1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，Fmax＝BIL. (2)当磁场与电流平行时，安培力等于零． 易混点： 一、电流磁场的叠加和安培定则的应用 1.直流电流或通电螺线管周围磁场磁感线的方向都可以应用安培定则判定． 2．磁感应强度是矢量，叠加时符合矢量运算的平行四边形定则． 二、安培力的分析和平衡问题 1.安培力常用公式F＝BIL，要求两两垂直，应用时要满足 (1)B与L垂直． (2)L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度． 如弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图)，相应的电流方向沿L由始端流向末端．因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零． 2．解题步骤 (1)把立体图转化为平面图． (2)根据左手定则确定安培力的方向． (3)受力分析，画出安培力和其他力． (4)根据平衡条件列出平衡方程． 1. （2022·河南安阳·模拟预测）已知是等腰直角三角形三个顶点，是平分线上的一点，，在四点分别固定四条长度均为的通电直导线，四条直导线都垂直于三角形所在平面，导线中的电流均为，电流方向如图所示，若导线在点产生磁场的磁感应强度大小为，则放在点导线受到的安培力大小和方向正确的是（　　） A．，沿方向 B．，沿方向 C．，沿方向 D．，沿方向 2. （2022·上海徐汇·三模）如图，小磁针放置在水平面内的O点，四个距O点相同距离的螺线管A、B、C、D，其中心轴均通过O点，且与坐标轴的夹角均为。设小磁针的N极从y轴顺时针转动的角度为，在四个螺线管没有通电的情况下。若四个螺线