09 专题三 第二讲 磁场的基本性质（Word教参）-【优化指导】2024高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（老教材）

第二讲　磁场的基本性质 [对应学生用书P46] 要点一 磁场　磁场力   求解磁场叠加问题的秘籍 1．确定磁感线：通电导线周围磁感线的方向由安培定则确定。 2．确定磁感应强度方向，磁感线上某一点的切线方向为该点磁感应强度的方向。 3．平行四边形定则求该点磁感应强度的矢量和。 (2021·全国甲卷)两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与O′Q在一条直线上，PO′与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为(　　) A．B、0　　　　　　　　 B．0、2B C．2B、2B D．B、B B　解析：两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在M处的磁感应强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，所以M处的磁感应强度为零；两直导线在N处的磁感应强度方向均垂直纸面向里，所以N处的磁感应强度为2B，故B正确。 要点二 带电粒子在磁场中的运动   (2023·海南卷)如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直g纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是(　　) A．小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右 B．小球运动过程中的速度不变 C．小球运动过程的加速度保持不变 D．小球受到的洛伦兹力对小球做正功 A　解析：根据左手定则可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右，A正确；小球受洛伦兹力和重力的作用，则小球运动过程中速度、加速度大小、方向都在变，B、C错误；洛伦兹力永不做功，D错误。 [对应学生用书P47] 热点1 磁场对电流的作用 (2022·全国甲卷)光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器，其简化的工作原理示意图如图所示。图中A为轻质绝缘弹簧，C为位于纸面上的线圈，虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场；M为置于平台上的轻质小平面反射镜，轻质刚性细杆D的一端与M固连且与镜面垂直，另一端与弹簧下端相连，PQ为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条，PQ的圆心位于M的中心。使用前需调零：使线圈内没有电流通过时，M竖直且与纸面垂直；入射细光束沿水平方向经PQ上的O点射到M上后沿原路反射。线圈通入电流后弹簧长度改变，使M发生倾斜，入射光束在M上的入射点仍近似处于PQ的圆心，通过读取反射光射到PQ上的位置，可以测得电流的大小。已知弹簧的劲度系数为k，磁场磁感应强度大小为B，线圈C的匝数为N、沿水平方向的长度为l，细杆D的长度为d，圆弧PQ的半径为r，r≫d，d远大于弹簧长度改变量的绝对值。 (1)若在线圈中通入的微小电流为I，求平衡后弹簧长度改变量的绝对值Δx及PQ上反射光点与O点间的弧长s； (2)某同学用此装置测一微小电流，测量前未调零，将电流通入线圈后，PQ上反射光点出现在O点上方，与O点间的弧长为s1；保持其他条件不变，只将该电流反向接入，则反射光点出现在O点下方，与O点间的弧长为s2。求待测电流的大小。 ► 解题指导　线圈中通入微小电流后的几何关系如图所示。 答案：见解析 解析：(1)线圈中通入微小电流I，线圈受到的安培力大小为 F＝NBIl 设弹簧长度改变量的绝对值为Δx，则F＝kΔx 解得Δx＝ 设此时细杆转过的弧度为θ，则平面镜法线偏转角度也为θ， 又因为d≫Δx，则θ≈sin θ≈tan θ≈ 则PQ上反射光点与O点间的弧对应的圆心角为2θ PQ上反射光点与O点间的弧长s＝2θr 解得s＝。 (2)设待测电流为I′，电流反向前、后弹簧弹力的变化量 F＝2NBI′l 弹簧长度改变量的绝对值为Δx′，则有F＝kΔx′ 反射前、后反射光线转过的角度为 则通入电流I′时，平面镜实际的偏转角度为 φ＝ · 根据φ＝ 解得I′＝。 (2023·江苏卷)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B。L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中。已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行。该导线受到的安培力为(　　) A．0　　　　　　　　　 B．BIl C．2BIl D．BIl C　解析：因bc段与磁场方向平行，则不受安培力；ab段与磁场方向垂直，则受安培力为Fab＝BI·2l＝2BIl，则该导线受到的安培力为2BIl，C正确。 (2023·浙江1月选考)某兴趣小组设计的测量大电流的装置如图所示，通有电流I的螺绕环在霍尔元件处产生的磁场B＝k1I，通有待测电流I′的直导线ab垂直穿过螺绕环中心，在霍尔元件处产生的磁场B′＝k2I′。调节电阻R，当电流表示数为I0时，元件输出霍尔电压UH为零，则待测电流I′的方向和大小分别为(　　) A．a→b，I0　　　　 B．a→b，I0 C．b→a