2023届江苏省南京汉开书院高三物理二轮复习学案：专题03 第2讲　磁场－第1课时

HKA 　　　 　　 　　　 高三物理二轮复习导学案 编号ER－025 专题03 第2讲　磁场 题型一　磁场的基本性质 安培力 2023 .02. 25 1. 知道磁场的产生和叠加原理。 2. 会进行有关安培力的分析和计算。 考向1 磁场的叠加 [例1] (2022·河北邯郸市高三期末)如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°，在M、N处各有一长直导线垂直穿过纸面，方向如图所示，且IM＝2IN(已知电流为I的长直导线在其周围激发的磁场中，距导线距离为r处的磁感应强度大小为B＝k，其中k为常数)，此时O点的磁感应强度大小为B1.若将M处长直导线移至P处，则此时O点的磁感应强度为(　　) A．大小为B1，方向水平向右 B．大小为B1，方向水平向左 C．大小为2B1，方向与水平方向夹角为30°斜向右下 D．大小为2B1，方向与水平方向夹角为30°斜向右上 答案　A 解析　设N处导线在O点激发磁场的磁感应强度大小为B0，则M处导线在O点激发的磁场的磁感应强度大小为2B0，导线未移动时，各导线在O点激发磁场的磁感应强度如图中实线所示，可得B1＝B0，将M处导线移到P处时，在O点激发磁场的磁感应强度大小仍为2B0，如图中虚线所示，N处导线在O点激发磁场的磁感应强度不变，则此时合磁感应强度大小为B0，即B1，方向水平向右，故A正确． 考向2 安培力作用下的平衡问题 [例2] （2021南京期末）电磁泵在目前的生产、科技中得到了广泛应用.如图所示，泵体是一个长方体，边长为L1，两侧端面是边长为L2的正方形；流经泵体内的液体密度为，在泵头通入导电剂后液体的电导率为（电阻率的倒数），泵体所在处有方向垂直向外的磁场B，把泵体的上下两表面接在电压为U（内阻不计）的电源上.则 A．泵体上表面应接电源负极 B．通过泵体的电流I = UL2 C．仅将磁场方向反向，电磁泵仍能正常工作 D．增大液体的电导率可获得更大的抽液高度 【参考答案】D 【名师解析】当泵体上表面接电源的正极时，电流从上向下流过泵体，这时受到的磁场力水平向左，拉动液体，选项A错误；根据电阻定律，泵体内液体的电阻，因此流过泵体的电流，选项B错误；仅将磁场方向反向，根据左手定则，安培力和原来相反，液体的运动方向也会相反，电磁泵不能正常工作，选项C错误；若增大液体的电导率，可以使电流增大，受到的磁场力增大，使抽液高度增大，选项D正确。 考向3 安培力作用下的动力学问题 [例3] （2022高考湖北物理）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° 【参考答案】BC 【命题意图】本题考查安培力，摩擦力、牛顿运动定律及其相关知识点。 【解题思路】 设磁场方向与水平方向夹角为θ1，θ1<90°;当导体棒加速且加速度最大时，合力向右最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向右上方，磁场方向斜向右下方，此时有 令， 根据数学知识可得 则有 同理磁场方向与水平方向夹角为θ2，θ2<90°，当导体棒减速，且加速度最大时，合力向左最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向左下方，磁场方向斜向左上方，此时有 有 所以有 当加速或减速加速度分别最大时，不等式均取等于，联立可得 代入，可得α=30°，此时 加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向右下方，有 减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向左上方，有。故BC正确，AD错误。 一、磁场的产生与叠加 二、磁场对通电导体的作用力 1．变曲为直：如图甲所示的通电导线，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体，如图乙所示。 1．（2022湖北新高考协作体高二质检） 如图所示，梯形线框是由相同材料制成的导体棒连接而成，各边长度为MP=PQ=QN=L，MN=2L，线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框底边M、N两点与直流电源两端相接。已知导体棒PQ受到的安培力大小为F，则整个线框MNQP受到的安培力的大小为（