文档内容
考查内容 自主命题卷 全国卷
2021·全国甲卷·T16
磁场的叠加 2020·浙江7月选考·T9
2018·全国卷Ⅱ·T20
2021·广东卷·T5 2017·全国卷Ⅰ·T19
安培力
2021·浙江6月选考·T15 2017·全国卷Ⅱ·T21
考 2021·全国乙卷·T16
情 带电粒子在磁场中运动 2020·天津卷·T7 2020·全国卷Ⅱ·T24
分 2019·全国卷Ⅲ·T18
析
2021·山东卷·T17
2021·河北卷·T14
2021·浙江6月选考·T22 2021·全国甲卷·T25
带电粒子在组合场中运动
2021·广东卷·T14 2020·全国卷Ⅱ·T17
2020·江苏卷·T16
2020·山东卷·T17
带电粒子在叠加场中运动 2017·浙江11月选考·T8 2017·全国卷Ⅰ·T16
生活和科技、地磁场、电磁炮、回旋加速器、质谱仪、速度选择
生活实践类
器、磁流体发电机、霍尔元件等
试题情境
通电导线在安培力作用下的平衡与加速问题,带电粒子在磁场、
学习探究类
组合场、叠加场中的运动
第 1 讲 磁场及其对电流的作用
目标要求 1.了解磁场,掌握磁感应强度的概念,会用磁感线描述磁场.2.会判断通电直导
线和通电线圈周围的磁场方向.3.会判断安培力的方向,会计算安培力的大小,了解安培力在
生产生活中的应用.考点一 安培定则 磁场的叠加
1.磁场、磁感应强度
(1)磁场的基本性质
磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.
(2)磁感应强度
①物理意义:描述磁场的强弱和方向.
②定义式:B=(通电导线垂直于磁场).
③方向:小磁针静止时N极所指的方向.
④单位:特斯拉,符号为T.
(3)匀强磁场
磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同,磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行
直线.
(4)地磁场
①地磁的N极在地理南极附近,S极在地理北极附近,磁感线分布如图所示.
②在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度相等,且方向水平向北.
③地磁场在南半球有竖直向上的分量,在北半球有竖直向下的分量.
2.磁感线的特点
(1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向.
(2)磁感线的疏密程度定性地表示磁场的强弱.
(3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点,在磁体外部,从 N 极 指向 S 极 ;在磁体内部,由S
极指向 N 极 .
(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切.
(5)磁感线是假想的曲线,客观上并不存在.
3.几种常见的磁场
(1)条形磁体和蹄形磁体的磁场(如图所示)(2)电流的磁场
直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场
安培定则
立体图
纵截面图
1.磁场是客观存在的一种物质,磁感线也是真实存在的.( × )
2.磁场中的一小段通电导线在该处受力为零,此处磁感应强度B不一定为零.( √ )
3.由定义式B=可知,电流I越大,导线l越长,某点的磁感应强度B就越小.( × )
4.北京地面附近的地磁场方向是水平向北的.( × )
磁场叠加问题的解题思路
(1)确定磁场场源,如通电导线.
(2)定位空间中需要求解磁场的点,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B 、B .
M N
(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中的B为合磁场.
例1 有人根据B=提出以下说法,其中正确的是( )A.磁场中某点的磁感应强度B与通电导线在磁场中所受的磁场力F成正比
B.磁场中某点的磁感应强度B与Il的乘积成反比
C.磁场中某点的磁感应强度B不一定等于
D.通电直导线在某点所受磁场力为零,则该点磁感应强度B为零
答案 C
解析 磁感应强度B=是用比值定义法定义B的,但磁感应强度是磁场的固有性质,与通电
导线所受磁场力F及Il的乘积等外界因素无关,A、B错误;B=是在电流与磁场垂直的情
况下得出的,如果不垂直,设电流方向与磁场方向夹角为θ,则根据F=IlBsin θ得B=,即
B不一定等于, 如果θ=0,虽然B≠0,但F=0,故C正确,D错误.
例2 (多选)如图,三根通电长直细导线垂直于纸面固定,导线的横截面(截面积不计)分别
位于以O点为圆心的圆环上a、c、d三处,已知每根导线在O点的磁感应强度大小均为B,
则( )
A.O点的磁感应强度方向垂直于aO向右
B.O点的磁感应强度方向从O指向a
C.O点的磁感应强度大小为(+1)B
D.O点的磁感应强度大小为(-1)B
答案 AC
解析 磁感应强度的矢量叠加如图所示,每根导线在圆心 O处产生的磁感应强度大小均为
B,可得O处的磁感应强度大小为B =2Bcos 45°+B=(+1)B,B 方向垂直于aO向右.故
O O
选A、C.
考点二 安培力的分析与计算1.安培力的大小
F=IlBsin θ(其中θ为B与I之间的夹角)
(1)磁场和电流垂直时:F=BIl.
(2)磁场和电流平行时:F=0.
2.安培力的方向
左手定则判断:
(1)如图,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.
(2)让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向电流的方向.
(3)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.
1.在磁场中同一位置,电流元的电流越大,所受安培力也一定越大.( × )
2.安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直,又跟电流方向垂直.( √ )
3.通电导线与磁场不垂直,有一定夹角时,左手定则就不适用了.( × )
1.安培力的方向
安培力既垂直于B,也垂直于I,即垂直于B与I决定的平面.
2.安培力公式F=BIl的应用条件
(1)l与B垂直.
(2)l是指有效长度.
弯曲通电导线的有效长度l等于连接导线两端点的直线的长度,相应的电流方向沿两端点连
线由始端流向末端,如图所示.
3.安培力作用下导体运动情况判定的五种方法
分割为电流元----------→安培力方向→整段导体所受合力方向
电流元法
→运动方向
特殊位置法 在特殊位置→安培力方向→运动方向
等效法 环形电流 ⇌ 小磁针条形磁体 通电螺线管 多个环形电流
⇌ ⇌
同向电流互相吸引,异向电流互相排斥;两不平行的直线电
结论法
流相互作用时,有转到平行且电流方向相同的趋势
先分析电流在磁体磁场中所受的安培力,然后由牛顿第三定
转换研究对象法
律,确定磁体所受电流磁场的作用力
考向1 通电导线有效长度问题
例3 (2022·山东济南市高三月考)如图所示,将一根同种材料,粗细均匀的导体围成半径
为R的闭合导体线圈,固定在垂直线圈平面、磁感应强度为B的匀强磁场中.C、D两点将
线圈分为上、下两部分,且C、D两点间上方部分的线圈所对应的圆心角为 120°.现将大小
为I的恒定电流自C、D两点间通入,则线圈C、D两点间上、下两部分导线受到的总安培
力的大小为( )
A.BIR B.BIR
C.BIR D.0
答案 A
解析 由几何关系可知,C、D两点间的距离L=Rsin 60°×2=R,由等效思想可知,导体线
圈受到的总安培力的大小F =BIL=BIR,故选A.
安
考向2 判断安培力作用下导体的运动情况
例4 一个可以沿过圆心的水平轴自由转动的线圈L 和一个固定的线圈L 互相绝缘垂直放
1 2
置,且两个线圈的圆心重合,如图所示.当两线圈中通以图示方向的电流时,从左向右看,
线圈L 将( )
1
A.不动
B.顺时针转动
C.逆时针转动
D.在纸面内平动答案 B
解析 方法一(电流元法) 把线圈L 沿水平转动轴分成上、下两部分,每一部分又可以看成
1
无数段直线电流元,电流元处在L 产生的磁场中,根据安培定则可知各电流元所在处的磁
2
场方向向上,由左手定则可得,上半部分电流元所受安培力方向均指向纸外,下半部分电流
元所受安培力方向均指向纸内,因此从左向右看线圈L 将顺时针转动.
1
方法二(等效法) 把线圈L 等效为小磁针,该小磁针刚好处于环形电流I 的中心,小磁针的
1 2
N极应指向该点环形电流I 的磁场方向,由安培定则知I 产生的磁场方向在其中心处竖直向
2 2
上,而L 等效成小磁针后,转动前,N极指向纸内,因此小磁针的N极应由指向纸内转为
1
向上,所以从左向右看,线圈L 将顺时针转动.
1
方法三(结论法) 环形电流I 、I 不平行,则一定有相对转动,直到两环形电流同向平行为
1 2
止.据此可得,从左向右看,线圈L 将顺时针转动.
1
例5 (2022·上海师大附中高三学业考试)水平桌面上一条形磁体的上方,有一根通电直导
线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中,磁体始终保持静止,导线始终保持与
磁体垂直,电流方向如图所示.则在这个过程中,磁体受到的摩擦力的方向和桌面对磁体的
弹力( )
A.摩擦力始终为零,弹力大于磁体重力
B.摩擦力始终不为零,弹力大于磁体重力
C.摩擦力方向由向左变为向右,弹力大于磁体重力
D.摩擦力方向由向右变为向左,弹力小于磁体重力
答案 C
解析 如图所示,导线在S极上方时所受安培力方向斜向左上方,由牛顿第三定律可知,磁
体受到的磁场力斜向右下方,磁体有向右的运动趋势,则磁体受到的摩擦力水平向左;磁体
对桌面的压力大于磁体的重力,因此桌面对磁体的弹力大于磁体重力;
如图所示,当导线在N极上方时,导线所受安培力方向斜向右上方,由牛顿第三定律可知,
磁体受到的磁场力斜向左下方,磁体有向左的运动趋势,则磁体受到的摩擦力水平向右;磁
体对桌面的压力大于磁体的重力,因此桌面对磁体的弹力大于磁体重力;由以上分析可知,
磁体受到的摩擦力先向左后向右,桌面对磁体的弹力始终大于磁体的重力,故 A、B、D错
误,C正确.考点三 安培力作用下的平衡和加速问题
解题思路:
(1)选定研究对象.
(2)受力分析时,变立体图为平面图,如侧视图、剖面图或俯视图等,并画出平面受力分析
图,安培力的方向F ⊥B、F ⊥I.如图所示:
安 安
考向1 安培力作用下的平衡问题
例6 如图所示,水平导轨间距为L=1.0 m,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量m=1
kg,接入导轨间的电阻R =0.9 Ω,与导轨垂直且接触良好;电源电动势E=10 V,内阻r=
0
0.1 Ω,电阻R=9 Ω;外加匀强磁场的磁感应强度B=10 T,方向垂直于ab,与导轨平面的
夹角α=53°;ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮
摩擦不计,轻绳与导轨平行且对ab的拉力为水平方向,重力加速度g取10 m/s2,ab处于静
止状态.已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.求:
(1)ab受到的安培力大小;
(2)重物重力G的取值范围.
答案 (1)10 N (2)6 N≤G≤10 N
解析 (1)由闭合电路欧姆定律可得,通过ab的电流
I==1 A,
ab受到的安培力F=BIL=10 N
(2)ab受力如图所示,最大静摩擦力
F =μ(mg-Fcos 53°)=2 N
fmax由平衡条件得,当最大静摩擦力方向向右时
F =Fsin 53°-F =6 N
Tmin fmax
当最大静摩擦力方向向左时
F =Fsin 53°+F =10 N
Tmax fmax
由于重物受力平衡,故F =G
T
则重物重力的取值范围为6 N≤G≤10 N.
考向2 安培力作用下的加速问题
例7 如图所示,宽为L=0.5 m的光滑导轨与水平面成θ=37°角,质量为m=0.1 kg、长
也为L=0.5 m的金属杆ab水平放置在导轨上,电源电动势E=3 V,内阻r=0.5 Ω,金属杆
电阻为R =1 Ω,导轨电阻不计.金属杆与导轨垂直且接触良好.空间存在着竖直向上的匀
1
强磁场(图中未画出),当电阻箱的电阻调为R =0.9 Ω时,金属杆恰好能静止.取重力加速
2
度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)保持其他条件不变,当电阻箱的电阻调为R′=0.5 Ω时,闭合开关S,同时由静止释放
2
金属杆,求此时金属杆的加速度.
答案 (1)1.2 T (2)1.2 m/s2,方向沿斜面向上
解析 (1)由安培力公式和平衡条件可得
mgsin θ=BILcos θ
由闭合电路欧姆定律得I=
解得B=1.2 T
(2)由牛顿第二定律和闭合电路欧姆定律有
BI′Lcos θ-mgsin θ=ma
I′=
解得a=1.2 m/s2
方向沿斜面向上.课时精练
1.(2022·广东广州市执信中学高三开学考试)关于磁场的说法正确的是( )
A.通电导线在磁场中受到安培力越大,该位置的磁感应强度越大
B.因地磁场影响,在进行奥斯特实验时,通电导线南北放置时实验现象最明显
C.垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向
D.地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行
答案 B
解析 通电导线在磁感应强度很大的地方,若平行磁场放置,安培力也可能为零,故 A错
误;根据安培定则可知,导线的磁场方向与导线电流的方向垂直,可知因地磁场影响,在进
行奥斯特实验时,通电导线南北放置时实验现象最明显,故B正确;垂直磁场放置的通电
导线受力的方向与磁感应强度方向相互垂直,故C错误;磁感线是闭合的曲线,不是地球
表面任意位置的地磁场方向都与地面平行,故D错误.
2.(多选)如图所示,用细线将一条形磁体挂于天花板上,磁体处于水平且静止的状态,条形
磁体的正下方固定一直导线ab,现将直导线中通入由a指向b的电流,在磁体转动90°的过
程中,下列说法正确的是( )
A.条形磁体的N极向纸面内偏转
B.条形磁体的N极向纸面外偏转
C.条形磁体受到的拉力小于其受到的重力
D.条形磁体受到的拉力大于其受到的重力
答案 BD
解析 直导线通入电流时,直导线的左端受到方向垂直纸面向里的安培力,根据牛顿第三定
律可知,磁体的N极受到方向垂直纸面向外的作用力,应向纸面外偏转,选项A错误,B
正确;磁体转动后,对直导线有向上的作用力,所以磁体受到向下的作用力,故条形磁体受
到的拉力大于其受到的重力,选项C错误,D正确.
3.如图,等腰梯形线框abcd是由相同材料、相同横截面积的导线制成,梯形上底和腰长度
均为L,且腰与下底夹角为60°.整个线框处在与线框平面垂直的匀强磁场中.现给线框通入
图示电流,若下底cd受到的安培力为F,则整个线框受到的安培力为( )A.F B.F
C.2F D.F
答案 B
解析 梯形上底和腰长度均为L且腰与下底夹角为60°,由几何关系可知,梯形的下底dc长
为2L;由电阻的决定式R=,可知梯形的边dabc的电阻等于下底dc的电阻的1.5倍,两者
为并联关系,设dc中的电流大小为I′,根据欧姆定律,则dabc中的电流为I′;由已知条
件可知ab边与dc的电流方向相同,由题意知F=BI′·2L,所以边dabc所受安培力为F′
=B·I′·2L=F,方向与dc边所受安培力的方向相同,则整个线框受到的安培力为F,故选
B.
4.(2021·广东卷·5)截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线,长管外表面固定
着对称分布的四根平行长直导线,若中心直导线通入电流 I ,四根平行直导线均通入电流
1
I,I≫I,电流方向如图所示,下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是( )
2 1 2
答案 C
解析 因I≫I ,则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用;根据两通电直导线间的安
1 2
培力作用满足“同向电流相互吸引,异向电流相互排斥”,则正方形左右两侧的直导线要受
到中心直导线吸引的安培力,形成凹形,正方形上下两边的直导线要受到中心直导线排斥的
安培力,形成凸形,故变形后的形状如图C,故选C.
5.(多选)(2021·浙江6月选考·15)如图所示,有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、
b,分别通以80 A和100 A流向相同的电流,两导线构成的平面内有一点p,到两导线的距
离相等.下列说法正确的是( )
A.两导线受到的安培力F=125F
b a
B.导线所受的安培力可以用F=ILB计算C.移走导线b前后,p点的磁感应强度方向改变
D.在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内,不存在磁感应强度为零的位置
答案 BCD
解析 两导线受到的安培力是相互作用力,大小相等,故 A错误;导线所受的安培力可以
用F=BIL计算,因为磁场与导线垂直,故B正确;移走导线b前,b的电流较大,则p点
磁场方向垂直纸面向里,移走后,p点磁场方向垂直纸面向外,故C正确;在离两导线所在
的平面有一定距离的有限空间内,两导线在任意点产生的磁场均不在同一条直线上,故不存
在磁感应强度为零的位置,故D正确.
6.如图所示,三根长为L,电流大小均为I的直线电流在空间构成等边三角形,其中A、B电
流的方向均垂直纸面向外,C电流的方向垂直纸面向里.A、B电流在C处产生的磁感应强
度的大小均为B,导线C位于水平面上且处于静止状态,则导线C受到的静摩擦力为( )
0
A.0
B.BIL,方向水平向右
0
C.BIL,方向水平向左
0
D.BIL,方向水平向右
0
答案 C
解析 如图所示
A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小都为B ,根据右手螺旋定则和力的平行四边形定
0
则,由几何关系得
B =B
合 0
由左手定则可知,导线C所受的安培力方向水平向右,大小为F =BIL
安 0
由于导线C位于水平面处于静止状态,所以导线 C受到的摩擦力大小F=F =BIL,方向
f 安 0
水平向左.
故选C.
7.(多选)如图所示,厚度均匀的木板放在水平地面上,木板上放置两个相同的条形磁体,两磁体的N极正对.在两磁体竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线,并通以垂
直纸面向里的恒定电流,木板和磁体处于静止状态,设两磁体和木板的总重力为G,则(
)
A.导线受到的安培力水平向右
B.导线受到的安培力竖直向上
C.木板对地面的压力小于G
D.木板受到地面的摩擦力水平向右
答案 AD
解析 两磁体在C处产生的合磁场竖直向上,根据左手定则,导线受到的安培力水平向右.
根据相互作用力的关系,导线对磁体的作用力水平向左,所以木板有向左运动的趋势,说明
木板受到地面的摩擦力水平向右.在竖直方向上,没有相互作用力,所以木板对地面的压力
等于G.故选A、D.
8.如图所示,直角三角形abc,∠a=60°,ad=dc,b、c两点在同一水平线上,垂直纸面
的直导线置于b、c两点,通有大小相等、方向向里的恒定电流,d点的磁感应强度大小为
B.若把置于c点的直导线的电流反向,大小保持不变,则变化后d点的磁感应强度( )
0
A.大小为B,方向水平向左
0
B.大小为B,方向水平向右
0
C.大小为B,方向竖直向下
0
D.大小为2B,方向竖直向下
0
答案 C
解析 如图所示
由几何关系知θ=60°,设每根导线在d点产生的磁感应强度大小为B,根据平行四边形定则
有B =2Bcos θ=2B×=B,若把置于c点的直导线的电流反向,根据几何知识可得α=
0
30°,d点合磁感应强度大小为B′=2Bcos α=B,方向竖直向下,C正确.
0
9.在城市建设施工中,经常需要确定地下金属管线的位置.如图所示,已知一根金属长直管线平行于水平地面,为探测其具体位置,首先给金属管线通上恒定电流,再用可以测量磁
场强弱、方向的仪器进行以下操作:①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强
度最强的某点,记为a;②在a点附近的地面上,找到与a点磁感应强度相同的若干点,将
这些点连成直线EF;③在地面上过a点垂直于EF的直线上,找到磁场方向与地面夹角为
45°的b、c两点,测得b、c两点距离为L.由此可确定( )
A.金属管线在EF正下方,深度为L
B.金属管线在EF正下方,深度为L
C.金属管线的走向垂直于EF,深度为L
D.金属管线的走向垂直于EF,深度为L
答案 A
解析 用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点,记为a,说明a
点离金属管线最近;找到与a点磁感应强度相同的若干点,将这些点连成直线 EF,故说明
这些点均离金属管线最近,因此通电的金属管线平行于EF;画出左侧视图,如图所示
b、c间距为L,且磁场方向与地面夹角为45°,故金属管线在EF正下方,深度为L,故选
A.
10.(多选)在倾角θ=37°的光滑导体滑轨的上端接入一个电动势E=3 V,内阻r=0.5 Ω的
电源,滑轨间距L=50 cm,将一个质量m=40 g,电阻R=1 Ω的金属棒水平放置在滑轨上.
若滑轨所在空间加一匀强磁场,当闭合开关 S后,金属棒刚好静止在滑轨上,如图所示.
(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)则下列说法正确的是( )
A.磁感应强度有最小值为0.24 T,方向垂直滑轨平面向下
B.磁感应强度有最大值0.4 T,方向水平向右
C.磁感应强度有可能为0.3 T,方向竖直向下
D.磁感应强度有可能为0.4 T,方向水平向左
答案 AC
解析 由闭合电路欧姆定律可得I== A=2 A,对金属棒受力分析可知,当安培力沿斜面向上时,安培力最小,此时F =mgsin θ=0.04×10×sin 37° N=0.24 N,当安培力最小,
min
且磁感应强度方向与电流方向相互垂直时,磁感应强度最小为B == T=0.24 T,由左手
min
定则可知,磁感应强度的方向为垂直滑轨平面向下,故 A正确;当磁感应强度方向水平向
右时,金属棒受到的安培力方向竖直向上,当BIL=mg时,金属棒刚好静止在滑轨上,可
得B== T=0.4 T,但此时磁感应强度并不是最大值,故B错误;当磁感应强度方向竖直
向下时,金属棒受到安培力方向水平向右,由金属棒受力平衡可得 B′ILcos 37°=mgsin
37°,解得B′== T=0.3 T,故C正确;当磁感应强度方向水平向左时,安培力竖直向下,
不可能平衡,故D错误.
11.某同学自制一电流表,其原理如图所示.质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的
绝缘轻弹簧相连,弹簧的劲度系数为k,在矩形区域abcd内有匀强磁场,ab=L ,bc=L ,
1 2
磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.MN的右端连接一绝缘轻指针,可指示出标尺上
的刻度.MN的长度大于ab,当MN中没有电流通过且处于静止时,MN与矩形区域的ab边
重合,且指针指在标尺的零刻度;当MN中有电流时,指针示数可表示电流强度.MN始终
在纸面内且保持水平,重力加速度为g.下列说法中正确的是( )
A.当电流表的示数为零时,弹簧的长度为
B.标尺上的电流刻度是均匀的
C.为使电流表正常工作,流过金属杆的电流方向为N→M
D.电流表的量程为
答案 B
解析 电流表示数为零时,金属杆不受安培力,金属杆在重力与弹簧弹力作用下处于平衡状
态,由平衡条件得mg=kx ,解得x =,x 为弹簧伸长量,不是弹簧的长度,A错误;当电
0 0 0
流为I时,安培力为F=BIL ,静止时弹簧伸长量的增加量为Δx,根据胡克定律ΔF=kΔx,
A 1
可得Δx==,Δx∝I,故标尺上的电流刻度是均匀的,B正确;要使电流表正常工作,金属
杆应向下移动,所受的安培力应向下,由左手定则知金属杆中的电流方向应从M至N,C错
误;设Δx=L,则有I=I ,BI L=kL ,解得I =,故电流表的量程为,D错误.
2 m m 1 2 m
12.如图,两形状完全相同的平行金属环A、B竖直固定在绝缘水平面上,且两圆环的圆心
O 、O 的连线为一条水平线,其中M、N、P为该连线上的三点,相邻两点间的距离满足
1 2MO =ON=NO =OP.当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时,经
1 1 2 2
测量可得M点的磁感应强度大小为B 、N点的磁感应强度大小为B ,如果将右侧的金属环
1 2
B取走,P点的磁感应强度大小应为( )
A.B-B B.B-
2 1 1
C.B+ D.
1
答案 B
解析 对于题图中单个环形电流,根据安培定则,其在中轴线上的磁场方向均是向左,故
M点的磁场方向也是向左的,设A环形电流在M点的磁感应强度大小为B ,B环形电流在
AM
M点的磁感应强度大小为B ,测量可得M点的磁感应强度大小为B,则有B=B +B ,
BM 1 1 AM BM
而N点的磁感应强度大小为B ,则有B =B ,将右侧的金属环B取走,P点的磁感应强度
2 AM 2
大小应为B =B-B,故选B.
AP 1 2
13.已知通有恒定电流I的无限长直导线产生的磁场,磁感应强度与该点到导线的距离成反比,
如图,有三根无限长、通有大小一样电流的直导线 a、b、c等间距放置,其中b中电流与
a、c相反,此时与a、b距离都相等的P点(未画出)磁感应强度为B,现取走导线a,则P点
的磁感应强度为( )
A.B B.1.5B C.0.4B D.0.5B
答案 C
解析 设P点到a、b距离为x,则到c的距离为 3x,a、b在P点产生的磁场均向内,磁感
应强度设为B ,则c在P点产生的磁场向外,磁感应强度大小为,因此 B=B +B -,得B
0 0 0 0
=B,撤去a导线后,P点的磁感应强度为b、c两导线在P点产生磁场的叠加,B -=B =
0 0
0.4B,故C正确.