专题14 磁场对电流的作用 2023年高考物理三轮精讲突破训练（全国通用）

专题14 磁场对电流的作用 目录 专题10 磁场对电流的作用 1 考向一 左手定则 1 考查方式一　 安培定则的应用及磁场的叠加 1 考向二　导体运动趋势的判断 4 考向三　安培力作用力下的平衡或加速问题 6 考查方式一 安培力作用下导体的平衡问题 7 考查方式二 安培力作用下导体的加速问题 9 【题型演练】 12 考向一 左手定则 1．掌握“两个力” (1)安培力：F＝BIL(I⊥B)． (2)洛伦兹力：F＝qvB(v⊥B)，永不做功． 2．用准“两个定则” (1)对电流周围的磁场方向判定用安培定则． (2)对安培力和洛伦兹力的方向判定用左手定则． 3．熟记“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． 考查方式一　 安培定则的应用及磁场的叠加 磁场叠加问题的一般解题思路 (1)确定磁场场源，如通电导线． (2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图所示为M、N在c点产生的磁场． (3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场． 【典例1】如图（a），直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO′上，其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场，与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图（b）所示。导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是（   ） A．当导线静止在图（a）右侧位置时，导线中电流方向由N指向M B．电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变 C．tanθ与电流I成正比 D．sinθ与电流I成正比 [变式1]在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图．过c点的导线所受安培力的方向 A．与ab边平行，竖直向上 B．与ab边平行，竖直向下 C．与ab边垂直，指向左边 D．与ab边垂直，指向右边 [变式2]如图，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(　　) A．0 B．B0 C．B0 D．2B0 考向二　导体运动趋势的判断 判断导体运动趋势常用方法 电流元法 分割为电流元安培力方向―→整段导体所受合力方向―→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 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2】如图所示，水平地面上平行放置两根足够长的通电直导线a和b，电流大小相等，方向垂直纸面向里，竖直线MN位于直导线a、b的中垂面上。通电直导线c中的电流方向垂直纸面向外。现在从M点由静止释放直导线c，直导线c可沿中垂面落至地面上的N点。整个过程导线a和b静止不动，不计空气阻力，则由M点运动到N点的过程中（　　） A．导线c在M点受到的安培力水平向右 B．导线c在M点受到的安培力竖直向下 C．导线c可能做加速度一直增大的加速运动 D．导线c可能做加速度一直减小的加速运动 [变式1]如图所示，厚度相同的木板AB放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁的N极正对。在两磁铁竖直对称轴上的点固定一垂直于纸面的长直导线，通以垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态。则（　　） A．导线受到的安培力竖直向上，木板受到地面的摩擦力为零 B．导线受到的安培力竖直向下，木板受到地面的摩擦力为零 C．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右 D．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向左 [变式2]某同学设计了一种天平，其装置如图所示。两相同的同轴圆线圈水平固定，圆线圈P与、N共轴且平行等距。初始时，线圈通以等大反向的电流后，在线圈P处产生沿半径方向的磁场，线圈P内无电流且天平平衡。设从上往下看顺时针方向为正向。当左托盘放入重物后，要使线圈P仍在原位置且天平平衡，可能的办法是（　　） A．若P处磁场方向沿半径向外，则在P中通入