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1、棒棒堂教育高中物理第八章学生版内部资料，内部学员使用 （学生用版）棒 棒 堂 教 育 物理（第八章）注意：1.本资料由棒棒堂教育辅导中心整理，仅供辅导中心学员免费使用；2.本资料包括考试所有考查点，除可以用作辅导时候资料外，亦可用于考试复习时候的参考资料；3.在使用本资料过程中，请务必及时做好笔记，将不懂的地方重点标记，方便考试时候复习；4.希望学员在做题过程中，沉着冷静，思考全面；5.最后，祝所有学员成绩进步，在考试中取得好成绩。2015年8月 第1讲磁场的描述及磁场对电流的作用磁场、磁感应强度(考纲要求 )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

2、：小磁针的N极所受磁场力的方向2磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向(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(4)单位：特斯拉(T)3匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场(2)特点：匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)通电导线在某处所受安培力为零时，此处的磁感应强度一定为零()(2)小磁针在磁场中N极的受力方向为该处磁场的方向()(3)磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关()(4)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受

3、磁场力的方向一致()磁感线通电直导线和通电线圈周围1磁感线在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致2几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场(2)电流的磁场通电直导线通电螺线管环形电流安培定则立体图横截面图纵截面图安培力、安培力的方向(考纲要求 )1安培力的大小当磁感应强度B的方向与导线方向成角时，FBILsin_.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)磁场和电流垂直时：FBIL.(2)磁场和电流平行时：F0.2安培力的方向(1)用左手定则判定：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

4、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)安培力的方向特点：FB，FI，即F垂直于B和I决定的平面判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)磁感线是为了形象地描述磁场而人为引入的曲线，并不是客观存在着的线()(2)磁感线越密，磁场越强()(3)通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零()(4)安培力一定不做功()基 础 自 测1关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()A根据磁感应强度定义B，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比B磁感应强度B是标量，没有方向C磁感应强度B是矢量，方向与F的方向相反D在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，

5、不同点的磁感应强度B可能不同，磁感线密集的地方磁感应强度B大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B小些2一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如下图中箭头所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()3在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5105 T如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40 m，载有20 A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是()A4108 N B2.5105 N C9104 N D4102 N 图811 图812 图813 图8144两根长直

6、导线a、b平行放置，如图811所示为垂直于导线的截面图，图中O点为两根导线连线ab的中点，M、N为ab的中垂线上的两点且与a、b等距，两导线中通有等大、同向的恒定电流，已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比，则下列说法中正确的是AM点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同 BM点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零 D若在N点放一小磁针，静止时其北极沿NO由N点指向O点5如图812所示，AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中当在该导线中通以由

7、C到A，大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是()ABIL，平行于OC向左 B.，平行于OC向右C.，垂直AC的连线指向左下方 D2BIL，垂直AC的连线指向左下方热点一磁场的叠加和安培定则的应用1磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则2不同情况下安培定则的应用安培定则(右手螺旋定则)作用判断电流的磁场方向内容具体情况直线电流环形电流或通电螺线管条件(电流方向)大拇指指向电流的方向四根手指弯曲方向指向电流的环绕方向结果(磁场方向)四根手指弯曲方向表示磁感线的方向大拇指指向表示轴线上的磁感线方向【典例1】 三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形

8、，在导线中通过的电流均为I，方向如图813所示a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是()AB1B2B3 Ca和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里 BB1B2B3 Da处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里【跟踪短训】1如图814所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是() 图815 图816 图8172如图815所示，一根通电直导线放在磁感应强度B1 T的匀强磁场中，在以导

9、线为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是()A直导线中电流方向垂直纸面向里 Bc点的实际磁感应强度也为0Cd点实际磁感应强度为T，方向斜向右下方，与B的夹角为45 D以上均不正确热点二安培力作用下导体的平衡问题 通电导体在磁场中受到的安培力(1)方向：根据左手定则判断F、B、I三者间方向关系：已知B、I的方向(B、I不平行时)，可用左手定则确定F的唯一方向FB，FI，则F垂直于B和I所构成的平面，但已知F和B的方向，不能唯一确定I的方向(2)大小：由公式FBIL计算，且其中的L为导线在磁场中的有效长度如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两

10、端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图816所示 图8-1-8 图8-1-9【典例2】如图817所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为.如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是()A棒中的电流变大，角变大 B两悬线等长变短，角变小C金属棒质量变大，角变大 D磁感应强度变大，角变小【跟踪短训】3如图818所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则

11、()A导体棒向左运动 B开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为C开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为 D开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为4如图819所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是()A方向向上 B大小为C要使a仍能保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移 D若使b下移，a仍将保持静止思想方法13.判断通电导体(或磁铁)在安培力作用下运动的常

12、用方法方法阐述及实例分析具体方法实例分析电流元法把整段电流等效分成很多电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向，注意一般取对称的电流元分析判断能自由移动的导线运动情况把直线电流等效为AO、BO两段电流元，蹄形磁铁磁感线分布以及两段电流元受安培力方向如图所示可见，导线将沿俯视逆时针方向转动特殊位置法根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置用导线转过90的特殊位置(如图所示的虚线位置)来分析，判得安培力方向向下，故导线在逆时针转动的同时向下运动等效分析法环形电流可以等效为小磁针(或条形磁铁)，条形磁

13、铁也可等效成环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁判断环形电流受到的安培力方向把环形电流等效成如图所示右边的条形磁铁，可见两条形磁铁相互吸引，不会有转动电流受到的安培力方向向左结论法(1)两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥(2)两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势判断光滑杆上的同向电流的运动方向同向电流直接相吸，两个环形电流会相互靠拢转换研究对象法定性分析磁体在电流产生的磁场中受力方向时，可先判断电流在磁体磁场中的受力方向，然后再根据牛顿第三定律判断磁体受力方向判断图中所示磁铁受到的地面摩擦力方向电流受到的磁铁的作用力方向如图所示，所以反过来

14、电流对磁铁的作用力方向斜向右下可知地面对磁铁的作用力方向向左【典例】 一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图8110所示当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将()A不动 B顺时针转动 C逆时针转动 D在纸面内平动 图8110 图8111 图8112即学即练如图8111所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是()AFN1FN2，弹簧的伸长量

15、增大 DFN1FN2，弹簧的伸长量减小对应高考题组 第1题 第2题 第4题1如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()AO点处的磁感应强度为零 Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 Da、c两点处磁感应强度的方向不同2如图中所示装置可演示磁场对通电导线的作用电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金

16、属杆当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动下列说法正确的是()A若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动3为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()4如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a

17、、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的点是() Aa点 Bb点 Cc点 Dd点 A对点训练练熟基础知识题组一磁感应强度及磁场的叠加1(多选)物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流的要求是()A将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F，导线长度L，通电电流I，应用公式B，即可测得磁感应强度BB检验电流不宜太大 C利用检验电流和运用公式B只能应用于匀强磁场D只要满足长度L很短，电流很小，将其垂直放入磁场的条件，公式B对任何磁场都适用2如图8112所示，电流从A点分两路通过对称的环形分路汇合于B点，在环形分路的中心O处的磁感应强

18、度为()A垂直环形分路所在平面，且指向“纸内” B垂直环形分路所在平面，且指向“纸外”C在环形分路所在平面内指向B D零 图8113 图8114 图8-1-13 3如图8113所示，平行长直导线1、2通过相反方向的电流，电流大小相等a、b两点关于导线1对称，b、c两点关于导线2对称，且abbc，则关于a、b、c三点的磁感应强度B的说法中正确的是()A三点的磁感应强度相同 Bb点的磁感应强度最大Ca、c两点的磁感应强度大小相同，方向相反 Da点的磁感应强度最大题组二安培力的大小及方向判断4如图8114所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直ab

19、、bc和cd段的长度均为L，且abcbcd135.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示判断导线abcd所受到的磁场的作用力的合力，下列说法正确的是()A方向沿纸面向上，大小为(1)ILB B方向沿纸面向上，大小为(1)ILBC方向沿纸面向下，大小为(1)ILB D方向沿纸面向下，大小为(1)ILB5一段长0.2 m、通有2.5 A电流的直导线，在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是()A如果B2 T，F一定是1 N B如果F0，B也一定为零C如果B4 T，F有可能是1 N D如果F有最大值，通电导线一定与B平行6如图8115所示，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固

20、定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是()A磁铁对桌面的压力减小 B磁铁对桌面的压力增大 C磁铁对桌面的压力不变 D以上说法都不对 图8116 图8117 图8118 图81197(单选)如图8116所示，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，导线中均通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里过c点的导线所受安培力的方向是()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，指向右边题组三安培力作用下的平衡8如图8117所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L，劲度系数

21、为k的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab相连，弹簧与导轨平面平行并与ab垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场闭合开关K后，导体棒中的电流为I，导体棒平衡时，弹簧伸长量为x1；调转图中电源极性使棒中电流反向，导体棒中电流仍为I，导体棒平衡时弹簧伸长量为x2.忽略回路中电流产生的磁场，则磁感应强度B的大小为()A. (x1x2) B. (x2x1) C. (x2x1) D. (x2x1)9如图8118所示，质量为M、长为L的直导线通有垂直纸面向外的电流I，被一绝缘线拴着并处在匀强磁场中，导线能静止在倾角为的光滑斜面上，则磁感应强度B的大小和方向可能是()A大

22、小为，方向垂直斜面向上 B大小为，方向垂直纸面向里C大小为，方向水平向右 D大小为，方向沿斜面向下10如图8119所示，一水平导轨处于与水平方向成45角左上方的匀强磁场中，一根通有恒定电流的金属棒，由于受到安培力作用而在粗糙的导轨上向右做匀速运动现将磁场方向沿顺时针缓慢转动至竖直向上，在此过程中，金属棒始终保持匀速运动，已知棒与导轨间的动摩擦因数为，则()A金属棒所受摩擦力一直在减小 B导轨对金属棒的支持力先变小后变大C磁感应强度先变小后变大 D金属棒所受安培力恒定不变B深化训练提高能力技巧 图8120 图8121 图8122 图812311如图8120所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨

23、，相距L1 mPM间接有一个电动势E6 V，内阻r1 的电源和一只滑动变阻器，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M0.3 kg.棒与导轨的动摩擦因数为0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g取10 m/s2)，匀强磁场的磁感应强度B2 T，方向竖直向下，为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值不可能是()A2 B4 C5 D6 12光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L20 cm的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m60 g、电阻R1 、长为L的导体棒ab，用长也

24、为L的绝缘细线悬挂，如图8121所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B0.5 T，当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成53角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，sin 530.8，g10 m/s2则()A磁场方向一定竖直向下 B电源电动势E3.0 VC导体棒在摆动过程中所受安培力F3 N D导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J13小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图8122所示在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁

25、场，其余区域磁场不计直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R.若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G2，铜条在磁场中的长度为L.(1)判断铜条所受安培力的方向，G1和G2哪个大(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小14如图8123所示，在倾角为30的斜面上，固定一宽L0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E12 V，内阻r1 ，一质量m20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好整个装置处于磁感应强度B0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)金属导轨是光

26、滑的，取g10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力的大小(2)通过金属棒的电流的大小(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值第2讲磁场对运动电荷的作用洛伦兹力、洛伦兹力的方向(考纲要求 )1洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力2洛伦兹力的方向(1)判定方法：左手定则：掌心磁感线垂直穿入掌心；四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向；拇指指向洛伦兹力的方向(2)方向特点：FB，Fv，即F垂直于B和v决定的平面3洛伦兹力的大小(1)vB时，洛伦兹力F0.(0或180)(2)vB时，洛伦兹力FqvB.(90)(3)v0时，洛伦兹力F0.带电粒子在匀强磁场中的运动

27、(考纲要求 )1.若vB，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动2若vB，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动3半径和周期公式：(vB)判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用()(2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直()(3)洛伦兹力不做功，但安培力却可以做功()(4)根据公式T，说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比()质谱仪和回旋加速器(考纲要求 ) 图821 图822 图823 1质谱仪(1)构造：如图821所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成(2)原理

28、：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式qUmv2.粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式qvB.由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷r，m，.2回旋加速器(1)构造：如图822所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源D形盒处于匀强磁场中(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速由qvB，得Ekm，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度和D形盒半径决定，与加速电压无关判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)带电粒子在两D形盒中回旋周期等于两盒狭缝之间高频电场的变化周期，与带电粒子的速度无关()(2)将带电粒子在两盒狭缝之间的运动首尾连起来是一个初速度为零的匀加