专题03 磁场对电流、电荷的作用（7考点+15大题型）【考点清单】-2023-2024学年高二物理下学期期中考点大串讲（人教版）

专题03 磁场对电流、电荷的作用 目录 2 2 考点01 安培力的分析与计算 2 考题1：安培力的方向 2 考题2：安培力的大小 3 考点02 安培定则的应用及磁场的叠加 4 考题3：常见的几种磁场 5 考题4：磁感应强度的叠加 6 考点03 导体运动趋势的判断 6 考题5：判断通电直导线在磁场中的运动趋势 7 考点04 安培力与动力学的综合问题 8 考题7：斜轨道上导体棒的受力分析 9 考题8：倾斜磁场上导体棒的受力分析 10 考点05 洛伦兹力及其理解 10 考题9：洛伦兹力的方向 11 考点06 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 12 考题10：半径和周期公式的应用 13 考题11：带电粒子在磁场中做圆周运动的相关计算 14 考点07 带电粒子在有界磁场中的临界、极值问题和多解问题 15 考题12：根据粒子运动确定磁场区域的范围问题 15 考题13：电性不确定形成的多解问题 16 考题14：磁场方向不确定形成的多解 17 考题15：临界状态不唯一形成的多解 18 考点01 安培力的分析与计算 1．安培力的方向 (1)左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时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)注意问题：磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面． 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＝ 。公式F＝BIL中安培力、磁感应强度和电流两两垂直，且L是通电导线的有效长度 (1)当磁场与电流 时，安培力最大， ＝ILB. (2)当磁场与电流 时，安培力等于零． 考题1：安培力的方向 【例1】（22-23高二下·广东东莞·期中）如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点，三条导线中通入的电流大小相等，方向垂直纸面向里。则通电导线R受到的磁场力的方向是（　　） A．与PQ垂直，指向y轴正方向 B．与PQ垂直，指向y轴负方向 C．与PQ平行，指向x轴正方向 D．与PQ平行，指向x轴负方向 【变式】（23-24高二上·北京海淀·期中）如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和I2已知I1>I2，方向均向上。若用F1和F2分别表示导线M与N受到的磁场力的大小，则下列说法中正确的是 （　　） A．F1=F2，两根导线相互吸引 B．F1=F2，两根导线相互排斥 C．F1>F2，两根导线相互吸引 D．F1>F2，两根导线相互排斥 考题2：安培力的大小 【例2】（23-24高二上·河北石家庄·期中）空间中有沿y轴正向的匀强磁场，一通电直导线与x轴平行放置时受到的安培力为F。若将该导线做成圆环如图放置在xOy坐标平面内，并保持通过的电流不变，则圆环受到的安培力大小为（    ） A．F B． C． D． 【变式】（23-24高二上·江苏扬州·期中）如图所示，“L”型导线固定并垂直于磁场放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知ab=l，bc=2l，垂直。导线通入恒定电流I时，导线受到的安培力大小为（　　）    A．0 B．BIl C．2 D． 考点02 安培定则的应用及磁场的叠加 1．安培定则的应用 直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场 特点 无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱 与条形磁铁的磁场相似，管内为 磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场 环形电流的两 侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场 安培定则 立体图 横截面图 2．磁场的叠加 磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解． 3. 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． 考题3：常见的几种磁场 【例3】（23-24高二上·江苏无锡·期中）当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时N极垂直纸面向外的是（　　） A． B． C． D． 【变式】（2020高二·北京·学业考试）小磁针处在如图所示的磁场中，小磁针的运动情况是（　　） A．顺时针转动，最后静止，N极指向右方 B．顺时针转动，最后静止，N极指向左方 C．逆时针转动，最后静止，N极指向右方 D．逆时针转动，最后静止，N极指向左方 考题