C．FN1>FN2，弹簧的伸长量增大D．FN1>FN2，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（ ）．
A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、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I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、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（ ）．
A．a点 B．b点 C．c点 D．d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B
B．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8－1－12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BD．零
图8－1－13图8－1－14图8-1-13
3．如图8－1－13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ab＝bc，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B．b点的磁感应强度最大
C．a、c两点的磁感应强度大小相同，方向相反D．a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8－1－14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、bc和cd段的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.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）ILBB．方向沿纸面向上，大小为（
－1）ILB
C．方向沿纸面向下，大小为（
＋1）ILBD．方向沿纸面向下，大小为（
－1）ILB
5．一段长0.2m、通有2.5A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B＝2T，F一定是1NB．如果F＝0，B也一定为零
C．如果B＝4T，F有可能是1ND．如果F有最大值，通电导线一定与B平行
6．如图8－1－15所示，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，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8－1－16图8－1－17图8－1－18图8－1－19
7．（单选）如图8－1－16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8－1－17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.
（x1＋x2） B.
（x2－x1）C.
（x2＋x1） D.
（x2－x1）
9．如图8－1－18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θ的光滑斜面上，则磁感应强度B的大小和方向可能是（ ）．
A．大小为
，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8－1－19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μ，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8－1－20图8－1－21图8－1－22图8－1－23
11．如图8－1－20所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L＝1m．PM间接有一个电动势E＝6V，内阻r＝1Ω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m＝0.2kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M＝0.3kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ＝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10m/s2），匀强磁场的磁感应强度B＝2T，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（ ）．
A．2Ω B．4Ω C．5Ω D．6Ω
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L＝20cm的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m＝60g、电阻R＝1Ω、长为L的导体棒ab，用长也为L的绝缘细线悬挂，如图8－1－21所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T，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θ＝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，sin53°＝0.8，g＝10m/s2则（ ）．
A．磁场方向一定竖直向下B．电源电动势E＝3.0V
C．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝3ND．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048J
13．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8－1－22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8－1－23所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25m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E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝20g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B＝0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）．金属导轨是光滑的，取g＝10m/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Ⅰ）
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：
F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的平面．
3．洛伦兹力的大小
（1）v∥B时，洛伦兹力F＝0.（θ＝0°或180°）
（2）v⊥B时，洛伦兹力F＝qvB.（θ＝90°）
（3）v＝0时，洛伦兹力F＝0.
带电粒子在匀强磁场中的运动（考纲要求Ⅱ）
1.若v∥B，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v⊥B，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：
（v⊥B）
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Ⅰ）
图8－2－1图8－2－2图8－2－3
1．质谱仪
（1）构造：
如图8－2－1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：
粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式qU＝
mv2.
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8－2－2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
升级会员 