物理选修3-1第三章：《安培力》专题复习学案

一、知识梳理：

1、磁场：磁场是一种特殊的、真实的物质

（1）安培分子电流假说：一切磁场都是由_____产生的，这个假说很好地解释了磁化和消磁现象。 （2）磁场的来源：存在于 和 和的周围。 （3）用 和 描述磁场。

（4）磁感线的 表示磁场的强弱，_________表示磁场的方向。磁感线是闭合的曲线，不相交也不相切。

（5）磁场的方向描述（四种不同的描述）：

① ②

③ ④ 2、磁感线：画出几种重要的磁感线： 条形磁铁 蹄形磁铁 直线电流 环形电流 通电螺线管 地球 3、安培力：

（1）安培力定义：安培力是磁场对_____________的作用力。 （2）安培力的大小公式：F

安

＝_______________；该公式的条件是：______________。当磁感应

强度的方向与导体棒中电流的方向平行时，导体棒将________________。 （3）安培力的方向判断：_________定则。

（4）安培力与洛仑兹力的关系：F安是f洛的_____________，f洛是F安的微观本质。

1

二、专题训练一：磁场（强弱和方向）的描述

1、关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（ ） A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极

B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向 C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱

D．在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小

2、如右图，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

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I方向的是（ ）

4、通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则（ ） A．螺线管的P端为N极，a接电源的正极 B．螺线管的P端为N极，a接电源的负极 C．螺线管的P端为S极，a接电源的正极 D．螺线管的P端为S极，a接电源的负极

5、如图，当接通电源后，小磁针A按如图所示方向运动，则（ ） A．小磁针B的N极向纸外转 B．小磁针B的N极向纸内转 C．小磁针B不转动

D．因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动

专题训练二：安培力的大小和方向判断

1、关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（ ） A．安培力的方向可以不垂直于直导线 B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向

C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关

D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 2、根据所学知识判断图中正确的是（ ）

2

3、赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针（带负电）的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为（ ） A．正东 B．正南 C．正西 D．正北

4、关于通电导线所受安培力F的方向，在图所示的各图中正确的是（ ）

A B C D

5、如图所示，把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且垂直于线圈平面，当线圈通过如图所示方向的电流时，线圈将（ ）

A．不动 B．发生转动，同时靠近磁铁 C．发生转动，同时离开磁铁 D．不发生转动，只靠近磁铁

6、ab导线水平放置，并被固定。cd导线在ab导线附近与ab导线有一段距离，竖直放置，cd导线能自由移动，当导线中通入如图所示方向的电流时，cd导线的运动情况将是（ ） A．不动 B．顺时针转动，且靠近ab

C．顺时针转动，且远离ab D．逆时针转动，且远离ab

7、如图的电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为Fa、Fb，可判断Fa、Fb（ ） A．均为引力，Fa＞Fb B．均为斥力，Fa＞Fb

C．均为引力，Fa＜Fb D．均为斥力，Fa＜Fb

8、如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同，方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力的大小为F2，则此时b受到的磁场力的大小变为（ ）

A．F2 B．F1－F2 C．F2－F1 D．2F1－F2

专题训练三：安培力作用下物体的平衡 1、（双）如图，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，则导体棒受到的（ ） A．安培力大小为BIL B．安培力大小为BILsinθ

C．摩擦力大小为BILsinθ D．支持力大小为mg－BILcosθ

2、如图，始终静止在斜面上的条形磁铁，当其上方的水平放置的导线通以图示方向的电流时，斜面体对磁铁的弹力N和摩擦力f的变化是（ ） A．N增大，f减小 B．N减小，f增大 C．N、f都增大 D．N减小，f不变

3

3、如图，用两条一样的弹簧秤吊着一根铜棒，铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场，棒中通入自左向右的电流。当棒静止时，两弹簧秤示数均为F1：若将棒中电流反向，当棒静止时，两弹簧秤示数均为F2，且F2＞F1，根据上面所给的信息，不可以确定（ ） A．磁场的方向

B．磁感应强度的大小 C．安培力的大小 D．铜棒的重力

4、在蹄形磁铁的上方用橡皮绳悬挂一根通电直导线CD，如图所示，问在磁场力的作用下，直导线CD将（ ）

A．向下平动，橡皮绳再伸长一些 B．向纸面外平动，橡皮绳再伸长一些

C．C端向纸面外转动，D端向纸里转动，橡皮绳再伸长一些 D．D端向纸面外转动，C端向纸里转动，橡皮绳缩短一些

5、长度为L的通电导体棒，水平放在光滑绝缘斜面上，整个装置处在如图所示的匀强磁扬中，在以下四种情况下，导体棒可能静止在斜面上的是（ ）

6、如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，垂直纸面放一根长为L、质量为m的直导体，通以如图方向的恒定电流I时，欲使导体静止在斜面上，应再外加匀强磁场，则B的方向和大小可能为（ ） A．垂直斜面向上，

3mgmg B．垂直斜面向上，

3IL2ILC．竖直向下，

3mgmg D．竖直向下，

3IL2IL7、如图所示，电源的电动势为E＝3V，内阻为r＝0.1Ω，一质量为m＝0.01kg、电阻为R＝0.2Ω的导

体棒MN搁在U形金属导轨上静止不动，导轨宽为d＝0.1m，导轨电阻不计，空间有与导轨平面成30°角的匀强磁场B＝0.6T。g取10m/s2，求： （1）流过MN棒的电流I的方向和大小；

M （2）电源的输出功率P输；

θ （3）MN棒受到的安培力F安和摩擦力f的大小。

N B

4

8、长为d＝1.2m,质量为m＝1kg的金属杆静止于相距L＝1m的两水平轨道上，金属杆中通有方向如图所示、大小为I＝20A的恒定电流，两轨道内外存在竖直方向的匀强磁场．金属杆与轨道间的动摩擦因数为μ＝0.6，g＝10m/s2。

（1）欲使杆向右匀速运动，求磁场的磁感应强度B大小和方向；

（2）欲使杆向右以加速度为2m/s2作匀加速运动，求磁场的磁感应强度大小．

9、如图，导体杆的质量为m，电阻为R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻不计，求：

（1）若导轨光滑，电源电动势多大能使导体杆静止在导轨上？

（2）若导轨与杆之间的动摩擦因数为μ，且不通电时杆不能静止在导轨上，要使杆静止在导轨上，电池电动势应多大？

10、如图所示，相距d＝20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角θ＝37o，现在导轨上放一质量为m＝330g的金属棒ab，它与导轨间动摩擦因数为μ＝0.50，整个装置处于磁感应强度为B＝2T的竖直向上匀强磁场中，导轨所接电源的电动势为E＝15V，电阻不计，滑动变阻器的阻值满足要求，其他部分电阻不计，取g＝10m/s2，为了保证ab处于静止状态，则： （1）ab通入的最大电流为多少？ （2）ab通入的最小电流为多少？ （3）R的调节范围是多大？

5

11、如图所示，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，求磁感应强度B的大小？

《电磁感应1-3》专题复习学案

1、磁通量：

（1）定义：我们将 乘积叫做穿个这个面的磁通量。

（2）磁通量公式：Φ＝_____。S为垂直于磁感线方向的投影面积。若面与磁感线平行时，Φ＝___。 （3）单位：_________，简称伟。1Wb＝1________。

（4）物理意义：表示穿个这个面的磁感线的条数。穿过这个面的磁感线条数越多，表明磁通量_____。 2、感应电流产生的条件和方向：

（1）条件：只要_______________________________________闭合电路中就有感应电流的产生。 （2）方向：

①楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。步骤： a．判断原磁场（B原）的方向：_______________________

b．判断穿过闭合电路的磁通量的增、减情况：______________________ c．判断感应电流的磁场（B感）的方向：____________________________ d．判断感应电流的方向：_______________________

②右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从手心进入，并使拇指指向_________方向，这时四指所指的方向就是____________的方向。这就是判定导线切割磁感线时感应电流方向的右手定则。

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专题训练一：物理学史

1、请填写下列物理学家的成就（只限高中阶段）

库伦：______________________；密立根：____________________；阿斯顿：___________________； 安培：______________________；法拉第：____________________；劳伦斯：___________________； 焦耳：_________ __________；洛仑兹：____________________；奥斯特：___________________； 2、首先发现电磁感应现象的科学家是（ ） A．伏特 B．法拉第 C．欧姆 D．安培 3、下列设备中利用电磁感应现象制成的是（ ）

A．发电机 B．电磁继电器 C．电磁铁 D．电动机

专题训练二：产生感应电流的条件：

1、关于感应电流,下列说法中正确的是（ ）

A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生

B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生 C．线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流 D．只要电路的一部分做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流

2、如下图所示，有一个正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动，下列四个图中能产生感应电流的是（ ）

3、如右图所示，在竖直向下的足够大的匀强磁场中，有一闭合导体环，环面与磁场垂直，当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是（ ）

A．导体环保持水平在磁场中向上或向下运动 B．导体环保持水平向左或向右加速平动 C．导体环以垂直环面，通过环心的轴转动 D．导体环以一条直径为轴，在磁场中转动 4、下列现象中，属于电磁感应现象的是（ ）

A．小磁针在通电导线附近发生偏转 B．通电线圈在磁场中转动 C．因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流 D．磁铁吸引小磁针

5、如图所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d，若将一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域，已知d＞L，则导线框中无感应电流的时间等于（ ） A．

dL B． vvd2LdLC． D．

vv6、如图所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外．若要线圈产

生感应电流，下列方法不可行的是（ ）

A．将线圈向左平移 B．以ab为轴转动90° C．以ad为轴转动60° D．以bc为轴转动60°

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专题训练三：感应电流方向：

1、如图所示，匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力在上述四点沿原平面将线圈拉成正方形，则在线圈发生形变的过程中（ ）

A．线圈中将产生abcda方向的感应电流 B．线圈中将产生adcba方向的感应电流 C．线圈中感应电流方向无法判断 D．线圈中无感应电流 2、（双）如图所示，AB为固定的通电直导线，闭合导线框P与AB在同一平面内，当P远离AB运动时，P中的感应电流方向及它受到AB的作用力是（ ） A．电流方向为顺时针 B．电流方向为逆时针 C．引力且变小 D．斥力且变小

3、如图所示，当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是（ ） A．由A→B B． 由B→A C．无感应电流 D．无法确定 4、（双）如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)。则（ ）

A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 D．导线框进入磁场时．受到的安培力方向水平向左

5、如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线圈由左向右匀速通过直导线时，线圈中感应电流的方向是（ ）

A．先abcd后dcba，再abcd B．先abcd，后dcba

C．始终dcba D．先dcba，后abcd，再dcba 6、（双）如图所示，在水平面上有一光滑的U形金属框架，框架上跨接一金属杆ab，在框架的区域内有一竖直方向的匀强磁场(图中未画出)。下面说法中正确的是（ ） A．若磁场方向竖直向下，当磁场增强时，杆ab将向右运动 B．若磁场方向竖直向下，当磁场减弱时，杆ab将向右运动 C．若磁场方向竖直向上，当磁场增强时，杆ab将向右运动 D．若磁场方向竖直向上，当磁场减弱时，杆ab将向右运动 7、（双）初静止在光滑的水平面上。给线圈一个速度使其向右运动。则（ ） A、磁铁也向右运动 B、磁铁向左运动 C、线圈的速度减小 D、线圈的速度增加

8、如图所示，磁铁放在水平地面上，铝环从条形磁铁的正上方由静止开始下落。下落时铝环中_____（填“有”或“无”）感应电流，且铝环有(填“收缩”或“扩张”)的趋势，它的加速度______（填“大于”或“小于”）g，磁铁对地面的压力______自身的重力（填“大于”或“小于”）。

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《磁场与安培力》专题复习学案参考答案

专题训练一：磁场（强弱和方向）的描述

题号 答案 1 B 1 AC

7、（1）10A （2）20W （3）F＝0.6N f＝0.3N 8、

解：（1）匀速运动时磁场力与滑动摩擦力平衡，所以磁场力：FFfmg  6N，

金属杆上有电流通过部分是导轨间的1m长，由定义式得：B2 A 2 D 1 D 3 A 3 B 2 A 4 C 5 D 4 C 3 B 6 B 5 A 4 B 7 D 6 D 5 A 8 A 专题训练二：安培力的大小和方向判断 专题训练三：安培力作用下物体的平衡 F0.3T。 IL由左手定则可判断磁场方向竖直向上．

（2）匀加速运动时由牛顿第二定律：FFfma， 得：B0.4T．

9、解：（2）从b向a看该图可以画出如图所示的平面图。

F安＝mgRtanθ，F安＝BId，E＝IR由以上各式可得：

（2）当导轨不光滑时，摩擦力有两种可能：一种是沿斜面向上，受力情况如下图所示，采用正交分解法：

mgsinθ＝F+F安cosθ，FN＝mgcosθ+F安sinθ，f＝μFN，F安＝BI'd，E'＝I'R

由以上各式可得：E'

另一种情况是摩擦力沿斜面向下，同理可得：

综上所述，电池电动势取值范围是：E'≤E≤E'' 即：

9

10、

11、解：弹簧伸长量为x1时，导体棒所受安培力沿斜面向上，根据平衡条件沿斜面方向有： mgsinα＝kx1+BIL……………………….① 电流反向后，导体棒所受安培力沿斜面向下，根据平衡条件沿斜面方向： mgsinα+BIL=kx2……………………② 联立两式得：B=K(x2x1) 2IL 《电磁感应1-3》专题复习学案

专题训练一：物理学史 2 B 1 C 1 A 2 AC 2 D 3 A 3 A 3 D 4 BD 4 C 5 D 5 C 6 BD 6 D 7 AC 专题训练二：产生感应电流的条件： 专题训练三：感应电流方向： 8、有、收缩、小于、大于

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