通用版2021版高考物理大一轮复习第8章恒定电流实验11练习使用多用电表教学案24251.pdf

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1、高考物理总复习精品 1 实验十一 练习使用多用电表 1实验目的(1)了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法。(2)会使用多用电表测电压、电流及电阻。(3)会用多用电表探索黑箱中的电学元件。2实验原理(1)欧姆表内部电路简化如图所示。(2)根据闭合电路欧姆定律：当红、黑表笔短接时，IgERgRr；当被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时，IERgRrRx；当I中12Ig时，中值电阻R中RgRr。3实验器材 多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。4实验步骤(1)观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。(2)机械调零：检查多用电

2、表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。(3)将红、黑表笔分别插入“”“”插孔。(4)测量小灯泡的电压和电流。按如图甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压。高考物理总复习精品 2 甲 乙 按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。(5)测量定值电阻 根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；读出指针在刻度盘上所指的数值

3、，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。5误差分析(1)偶然误差 估读时易带来误差。表头指针偏转过大或过小都会使误差增大。(2)系统误差 电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换电池。测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。6注意事项(1)使用前要机械调零。(2)两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”。(3)测电阻时 指针指中值附近较准，否则换挡。每换一挡必须重新欧姆调零。读出示数要乘以倍率。(4)使用完毕，选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。高考物理总复

4、习精品 3 多用电表的使用和读数 1多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程或倍率。2外形如图所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程。3多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“”插孔，黑表笔插入“”插孔)。4读数(1)测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效数字。(2)测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为 1、0.1、0.01 等，读数时应读到最小刻

5、度的下一位；若表盘的最小刻度为 0.2、0.02、0.5、0.05 等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可。题组训练 1如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为 20 的电阻，测量步骤如下：甲 高考物理总复习精品 4 乙(1)调节_，使电表指针停在_(选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。(2)将选择开关旋转到“”挡的_(选填“1”“10”“100”或“1 k”)位置。(3)将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并将两表笔短接，调节_，使电表指针对准_(选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表指针读数如图乙所示，该电阻的阻值为_。(5)测量完

6、毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。解析 使用多用电表欧姆挡，先机械调零。中值电阻为 15，测量 20 的电阻时，要使用“1”的倍率，然后进行欧姆调零；由刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为19。答案(1)指针定位螺丝 电流(2)1(3)欧姆调零旋钮 电阻(4)19 2(2019西城区月考)如图所示为多用电表的刻度盘。若选用倍率为“100”的欧姆挡测电阻时，表针如图所示，则：(1)所测电阻的阻值为_；如果要用此多用电表测量一个阻值约为 2.0104 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是_(选填“10”“100”或“1 k”)。(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为 50 mA 的电

7、流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA；当选用量程为 250 mA 的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA。(3)当选用量程为 10 V 的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_V。解析(1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“100”，读数为1.5103；测 2.0104 电阻时应选“1 k”的欧姆挡。(2)选用量程为 50 mA 直流电流挡，则每一大格表示 10 mA，每一小格表示 1 mA，测量高考物理总复习精品 5 的精确度为 1 mA，应估读到 0.1 mA(此时为 1/10 估读)，指针对应的读数为 30.7 mA；选择量程为

8、 250 mA 的电流挡，则每一大格表示 50 mA，每一小格表示 5 mA，测量的精确度为 5 mA，应估读到 1 mA(此时为 1/5 估读)，指针对应的读数为 153 mA。(3)选择 10 V 电压挡，则每一大格表示 2 V，每一小格表示 0.2 V，测量的精确度为 0.2 V，应估读到 0.1 V(此时应为 1/2 估读)，指针对应的读数为 6.1 V。答案(1)1.5103 1 k(2)30.7(30.530.9 都正确)153(152154 都正确)(3)6.1 用多用电表检测电路故障 1电流挡检测：将多用电表串联在电路中，若示数为零，说明与电流表串联的部分电路断路。2电压挡检测

9、：将多用电表与部分电路并联，若示数为零，说明该部分电路完好。若示数等于电动势，说明该部分电路中有断点。3欧姆挡检测：将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若电阻无穷大说明此元件断路。题组训练 1某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值 12 V 的蓄电池为电源，导线及其接触完好，维修人员使用已调好的多用电表直流 50 V 挡检测故障，他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。甲(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图乙所示，读数为_ V，说明_正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。乙(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图乙

10、相同，可判定发生故障的器件是_(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。解析(1)50 V 量程的直流电压表，最小刻度为 1 V，要估读到下一位，所以读数为11.3 V；电压表的读数接近电源的电动势，说明蓄电池正常。高考物理总复习精品 6(2)红表笔接b点，断开开关时，指针不偏转说明电路是断路，闭合开关后，多用表指示仍然和图乙相同可判断出是小灯断路。答案(1)11.3 蓄电池(2)小灯 2如图是某同学连接的实验电路实物图。若 L1、L2灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查：(1)应用多用电表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于的量程是()A02.5 V B010 V C050 V D025

11、0 V(2)该同学的测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触_(填“a”或“b”)。根据测试结果，可以判定故障是()A灯 L1短路 B灯 L2短路 Ccd段断路 Ddf段断路 表 1 测试点 a、b c、d d、f 电压表示数情况 有示数 无示数 有示数(3)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测试结果如表 2 所示，那么进一步检查出的故障是()A灯 L1断路 B灯 L2断路 C灯 L1、灯 L2都断路 Dde段断路 表 2 测试点 c、d d、e e、f 指针偏转情况 解析(1)四节干电池的总电动势为 6 V，应用多用电表的直流电压的 10 V 挡测量，故选 B。(2)在测试a、

12、b间直流电压时，因为电流必须从多用电表正接线柱流入，所以红表笔应当接触a。A 项，若灯 L1短路，L1灯不亮，而 L2灯亮，与题不符，故 A 错误；B 项，若灯 L2短路，L2灯不亮，而 L1灯亮，与题不符，故 B 错误；C 项，cd段断路，则d、f间没有电压，无示高考物理总复习精品 7 数，故 C 错误；D 项，df段断路时，电路中无电流，两灯泡都不亮，a、b和d、f间有电压，c、d间无电压，与题相符，故 D 正确。(3)欧姆表的刻度无穷大在左端，0 刻度在右端，电路断路时，其电阻为无穷大。根据欧姆表的读数可知，d、e间电阻无穷大，说明d、e间导线断路，故 D 正确。答案(1)B(2)a D

13、(3)D 用多用电表探索黑箱内的电学元件 1晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲所示。甲 乙 丙 2晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示。3将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极。题组训练 1如图所示，已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线

14、柱上。用多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如下表所示。请画出黑箱内的电路结构。红表笔 A A B C C B 黑表笔 B C C B A A 阻值/100 150 50 2 000 2 100 100 解析 先由二极管反向截止的性质分析，由表可知，接B、C和C、B时测量结果不同，故在B、C间一定有二极管存在；同理可知在A、C间也有二极管存在，并且A、C间的正向电阻大于B、C之间，说明A、C间包含电阻；而接A、B和B、A时电阻不变，故说明A、B间只有电阻，B、高考物理总复习精品 8 C间接二极管。所以黑箱内的结构如图所示。答案 见解析图 2如图所示，在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串、

15、并联电路，黑箱面板上有三个接线柱 1、2 和 3。(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图中多用电表的_(选填“A”“B”或“C”)。(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱内任意两接点间是否存在电源时，要一表笔接某一点(如 1)，另一表笔应_(选填“短暂”或“持续”)接另一点(如 2)，同时观察指针偏转情况。(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值，测量结果如表所示：两表笔接的接点 多用电表的示数 1、2 1.0 2、3 1.5 1、3 2.5 在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。(4)如果将 1、3 接线柱用导线连接起来

16、，1、2 接线柱之间的电阻为_。解析(1)多用电表使用前应进行机械调零，机械调零部件为A。(2)使用多用电表测量电压时，为保证电表不被损坏，往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表。(3)根据已知 1、2 间电阻为 1.0，2、3 间电阻为 1.5，1、3 间电阻为 2.5，可画出电阻的连接方式如图甲所示。高考物理总复习精品 9 甲(4)若将 1、3 用导线连接起来，则等效电路图如图乙所示，则11.511.5 0.6。乙 答案(1)A(2)短暂(3)见解析图甲(4)0.6 欧姆表的改装、原理 1构造：如图所示，欧姆表由电流表 G、电池、调零电阻R和红

17、、黑表笔组成。甲 乙 丙 欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联。外部：接被测电阻Rx。全电路电阻R总RgRrRx。2工作原理：闭合电路欧姆定律IERgRrRx。3刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻Rx0)时，调节调零电阻R，使IIg，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零。(1)当IIg时，Rx0，在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲)(2)当I0 时，Rx，在I0 处标为“”。(图乙)(3)当IIg2时，RxRgRr，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻。题组训练 1如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流 0.5 mA、内阻 10；电池电动势 1.5 V、内阻 1；变

18、阻器R0阻值 05 000。高考物理总复习精品 10 (1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为 1.5 V 刻度的，当电池的电动势下降到 1.45 V、内阻增大到 4 时仍可调零。调零后R0阻值将变_(选填“大”或“小”)；若测得某电阻阻值为 300，则这个电阻的真实值是_。(2)该欧姆表换了一个电动势为 1.5 V，内阻为 10 的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果_(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。解析(1)由闭合电路欧姆定律：IgERgrR0得：R0EIgRgr，因为式中E变小，r变大，故R0将减小；因为该欧姆表的刻度是按电池电动势为E1.5 V 刻度的。测得某电阻阻值为 300

19、时，电流表中的电流IERR，其中REIg，当电池电动势下降到E1.45 V 时，此时欧姆表的内阻REIg，由闭合电路的欧姆定律得IERR，解得真实值R290。(2)该欧姆表换了一个电动势为 1.5 V，内阻为 10 的电池，调零后测量某电阻的阻值的测量结果准确，因为电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消。答案(1)小 290(2)准确 2 某课外兴趣小组利用图甲所示电路测量多用电表内电池的电动势和欧姆挡“1”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电流表(量程 200 mA，内阻为几欧)；滑动变阻器(最大阻值 30)；导线若干。甲 乙 高考物理总复习精品 11 丙 回答下列问

20、题：(1)将多用电表挡位调到欧姆挡“1”挡，再将红表笔和黑表笔_，调零点。(2)将图甲中多用电表的黑表笔和_(填“1”或“2”)端相连，红表笔和另一端相连。(3)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电流表的读数分别为 5.0 和 150.0 mA。从测量数据可知，电流表的内阻为_。(4)将滑动变阻器滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电流表的示数如图丙所示。多用电表和电流表的读数分别为_ 和_ mA。(5)多用电表欧姆挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势

21、为_ V，欧姆挡“1”挡内部电路的总电阻为_。(结果保留 2 位有效数字)解析(1)使用多用电表测电阻前，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零。(2)多用电表电流为“红进黑出”，图甲中外电路电流由 2 到 1，所以黑表笔应连 2 端。(3)当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，多用电表所测电阻为外电路电阻，即电流表内阻，所以电流表内阻为 5.0。(4)根据表盘上最上面的刻度线读数可知，结果为 101 10，由图丙知电流表读数为 128 mA。(5)由闭合电路欧姆定律得EI1(rAR内)，EI2(R外R内)，代入数据解得E4.4 V，R内24。答案(1)短接(2)2(3)5.0(4)10 128(5)

22、4.4 24 高考导航 考点内容 要求 高考(全国卷)三年命题情况对照分析 2017 2018 2019 命题分析 磁场、磁感应强度、磁感线 卷T16：卷T25：卷T17：1.高考对本章内容考查命题频率高考物理总复习精品 12 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 带电粒子在复合场中的运动 卷T19：磁场的叠加，磁场对电流的作用 卷T18：带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 卷T18：磁场的叠加 卷T24：带电粒子在复合场中的运动 带电粒子在组合场中的运动 卷T20：磁场的叠加 卷T25：带电粒子在组合场中的运动 卷T24：带电粒子在组合场中的运动 磁场及其对电流的作用 卷T17：磁场对运动电荷的作

23、用 卷T18：磁场对运动电荷的作用 卷T17：带电粒子在匀强磁场中的运动 卷T24：带电粒子在复合场中的运动 极高，常以选择题和计算题两种形式命题。2 选择题一般考查磁场的基础知识和基本规律，难度不大；计算题主要是考查安培力、带电粒子在磁场中的运动与力学、电学、能量知识的综合应用，难度较大，较多的是高考的压轴题。安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力 洛伦兹力、洛伦兹力的方向 洛伦兹力的公式 带电粒子在匀强磁场中的运动 质谱仪和回旋加速器 说明：(1)安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形。(2)洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形。核心素养 物理观念：磁场、磁感应强度、磁感线

24、、安培力、洛伦兹力(如 2019卷T17)。科学思维：左手定则、安培定则、右手定则、“电流元法”、“比值定义法”、“图象法”、“控制变量法”、“临界法”(如 2019卷T17)。科学探究：探究影响磁感应强度的因素。科学态度与责任：磁与现代科技应用。高考物理总复习精品 13 考点内容 要求 高考(全国卷)三年命题情况对照分析 2017 磁场、磁感应强度、磁感线 卷T16：带电粒子在复合场中的运动 卷T19：磁场的叠加，磁场对电流的作用 卷T18：带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 卷T18：磁场的叠加 卷T24：带电粒子在复合场中的运动 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 安培力、安培力的方向 匀强

25、磁场中的安培力 洛伦兹力、洛伦兹力的方向 洛伦兹力的公式 带电粒子在匀强磁场中的运动 质谱仪和回旋加速器 说明：(1)安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形。(2)洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形。考点内容 要求 高考(全国卷)三年命题情况对照分析 2018 磁场、磁感应强度、磁感线 卷T25：带电粒子在组合场中的运动 卷T20：磁场的叠加 卷T25：带电粒子在组合场中的运动 卷T24：带电粒子在组合场中的运动 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力 洛伦兹力、洛伦兹力的方向 洛伦兹力的公式 带电粒子在匀强磁场中的运动 质谱仪和回旋加速器

26、 说明：(1)安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形。(2)洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形。考点内容 要高考(全国卷)三年高考物理总复习精品 14 求 命题情况对照分析 2019 磁场、磁感应强度、磁感线 卷T17：磁场及其对电流的作用 卷T17：磁场对运动电荷的作用 卷T18：磁场对运动电荷的作用 卷T17：带电粒子在匀强磁场中的运动 卷T24：带电粒子在复合场中的运动 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力 洛伦兹力、洛伦兹力的方向 洛伦兹力的公式 带电粒子在匀强磁场中的运动 质谱仪和回旋加速器 说明：(1)安培力的计算只限于电流与

27、磁感应强度垂直的情形。(2)洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形。考点内容 要求 高考(全国卷)三年命题情况对照分析 命题分析 磁场、磁感应强度、磁感线 1.高考对本章内容考查命题频率极高，常以选择题和计算题两种形式命题。2选择题一般考查磁场的基础知识和基本规律，难度不大；计算题主要是考查安培力、带电粒子在磁场中的运动与力学、电学、能量知识的综合应用，难度较大，较多的是高考的压轴题。通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力 洛伦兹力、洛伦兹力的方向 洛伦兹力的公式 带电粒子在匀强磁场中的运动 质谱仪和回旋加速器 说明：(1)安培力的计算只限于电流与磁

28、感应强度垂直的情形。(2)洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形。高考物理总复习精品 15 核心素养 物理观念：磁场、磁感应强度、磁感线、安培力、洛伦兹力(如 2019 卷T17)。科学思维：左手定则、安培定则、右手定则、“电流元法”、“比值定义法”、“图象法”、“控制变量法”、“临界法”(如 2019 卷T17)。科学探究：探究影响磁感应强度的因素。科学态度与责任：磁与现代科技应用。第 1 节 磁场的描述 磁场对电流的作用 一、磁场、磁感应强度 1磁场(1)基本性质：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：小磁针的 N 极所受磁场力的方向。2磁感应强度(1)物理

29、意义：描述磁场的强弱和方向。(2)大小：BFIL(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：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。5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。高考物理总复习精品 16 二、磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场

30、的方向 1磁感线及特点(1)磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。(2)特点 磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。磁感线是假想的曲线，客观上不存在。2电流的磁场 通电直导线 通电螺线管 环形电流 安培 定则 三、安培力及其方向 1安培力的大小(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 左手定则判断：(1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向。(3)拇指所指的方向就是通电导线在

31、磁场中所受安培力的方向。1思考辨析(正确的画“”，错误的画“”)(1)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无关。()(2)小磁针 N 极所指的方向就是该处磁场的方向。()(3)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强。()高考物理总复习精品 17(4)将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。()(5)1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应。()(6)安培力可能做正功，也可能做负功。()2(粤教版选修 31P84T1)把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用。关于安培力的方向，下列说法中正确的是()A安培力

32、的方向一定跟磁感应强度的方向相同 B安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直 C安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直 D安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直 D 根据左手定则可知，安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直，故 D 正确。3(教科版选修 31P83T3)(多选)如图为通电螺线管。A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是()A磁感线最密处为A处，最疏处为B处 B磁感线最密处为B处，最疏处为C处 C小磁针在B处和A处 N 极都指向左方 D小磁针在B处和C处 N 极都指向

33、右方 BC 根据安培定则可知，A、B两处磁场方向向左，C处磁场方向向右；根据通电螺线管周围的磁感线分布情况可知，B处磁感线最密，C处磁感线最疏。4(人教版选修 31P83“演示”实验改编)如图是“探究影响通电导体在磁场中受力的因素”的实验示意图。三块相同的蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，导体棒用图中 1、2、3、4 轻而柔软的细导线悬挂起来，它们之中的任意两根与导体棒和电源构成回路。认为导体棒所在位置附近为匀强磁场，最初导线 1、4 接在直流电源上，电源没有在图中画出。关于接通电源时可能出现的实验现象，下列叙述正确的是()高考物理总复习精品 18 A改变电流方向同时改变磁场方向，导体棒摆动方向将

34、会改变 B仅改变电流方向或者仅改变磁场方向，导体棒摆动方向一定改变 C增大电流同时改变接入导体棒上的细导线，接通电源时，导体棒摆动幅度一定增大 D仅拿掉中间的磁铁，导体棒摆动幅度不变 答案 B 安培定则的应用和磁场的叠加 依题组训练 1(多选)下列说法正确的是()A磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时，受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值BFIL，即磁场中某点的磁感应强度 B通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零 C磁感应强度BFIL只是定义式，它的大小取决于场源及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关 D磁场

35、是客观存在的 CD A 项考查的是磁感应强度的定义，只有当通电导线与磁场方向垂直时才有BFIL，A 错误；B 项中，当通电导线与磁场平行时，不受磁场力，此时，磁感应强度不为零，B 错误；C 选项中，BFIL是定义式，磁场强弱取决于场源及磁场中的位置，C 正确；磁场与电场一样，都是客观存在的，D 正确。2关于磁感线的描述，下列说法中正确的是()A磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致 B磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的 C两条磁感线的空隙处一定不存在磁场 D两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交 A 磁感线上每一点的切线方向

36、表示该点的磁场方向，即小磁针静止时北极所指的方向，A 正确；磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一簇有方向的闭合曲线，实际上并不存在，细铁屑可以显示出其形状，但那并不是磁感线，B 错误；磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线是假想的、人为画出的曲线，两条磁感线的空隙处也存在磁场，C 错误；在磁铁外部磁感线从 N 极到 S 极，在内部从 S 极到 N 极，磁感线不相交，所以 D 错误。3.如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小高考物理总复习精品 19 磁针都要发生转动，以下说法正确的是()Aa、b、c的 N 极都向纸里转 Bb的 N 极向纸外转，而a、c的 N 极

37、向纸里转 Cb、c的 N 极都向纸里转，而a的 N 极向纸外转 Db的 N 极向纸里转，而a、c的 N 极向纸外转 B 由于圆环带负电荷，故当圆环沿顺时针方向转动时，等效电流的方向为逆时针，由安培定则可判断环内磁场方向垂直纸面向外，环外磁场方向垂直纸面向内，磁场中某点的磁场方向即是放在该点的小磁针静止时 N 极的指向，所以小磁针b的 N 极向纸外转，a、c的 N极向纸里转，故 B 正确。4(多选)(2018全国卷)如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁

38、感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为13B0和12B0，方向也垂直于纸面向外。则()A流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为712B0 B流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为112B0 C流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为112B0 D流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为712B0 AC 由对称性可知，流经L1的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小相等且方向相同，设为B1，流经L2的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小相等但方向相反，设其大小为B2，由磁场叠加原理有B0B1B213B0，B0B1B212B0，联立解得B1712B0

39、，B2112B0，所以 A、C 正确。高考物理总复习精品 20 1安培定则的应用 在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”。原因(电流方向)结果(磁场方向)直线电流的磁场 大拇指 四指 环形电流及通电螺线管的磁场 四指 大拇指 2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BM、BN。(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场B。安培力大小和方向 讲典例示法 1安培力大小：FILBsin (1)当IB时，FBIL。(2)当

40、IB时，F0。注意：当导线弯曲时，L是导线两端的有效直线长度(如图所示)。对于任意形状的闭合线圈，其有效长度均为零，所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零。2安培力方向：用左手定则判断，注意安培力既垂直于B，也垂直于I，即垂直于B与I决定的平面。典例示法(多选)如图所示，空间中有一斜向右下方、与水平方向成角的匀强磁场，磁感应强度为B，一绝缘竖直挡板AC垂直于纸面所在的平面竖直放置，一根通有垂直纸面向外的电流的水平金属杆，紧贴挡板上的O点处于静止状态。下列说法正确的是()高考物理总复习精品 21 A若挡板AC表面光滑，略减小杆中电流，杆可能仍然静止于O点 B若挡板AC表面光滑，略增大杆中

41、电流，要使杆仍然静止，可将挡板绕过O点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度 C若挡板AC表面粗糙，略增大杆中电流，杆可能仍然静止，且杆所受的静摩擦力一定增大 D若挡板AC表面粗糙，略减小杆中电流，杆可能仍然静止，且杆所受的静摩擦力方向可能竖直向上 甲 乙 BD 若挡板AC表面光滑，则杆受重力G、支持力N和安培力F的作用而静止，如图甲所示，根据平衡条件有Fcos G，而FBIL，得BILcos G，当略减小杆中电流I时，有BILcos BILcos，杆是否受静摩擦力f？方向如何？略增大I时，f如何变化？提示：受静摩擦力，竖直向上，I增大时，f减小，可减为零。【拓展 2】若GBILcos，杆是否受静摩擦

42、力f？略增大或减少I时，f如何变化？提示：不受静摩擦力，I增大时，f竖直向下增大，I减小时，f竖直向上增大。高考物理总复习精品 22【拓展 3】若G3mv3aq BB3mvaq DBr0，联立以上各式解得B0 的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y v丙 v乙，选项 A、B 错误；三个小球在运动过程中，只有重力做功，即它们的机械能守恒，选项 D 正确；甲球在最高点处的动能最大，因为势能相等，所以甲球的机械能最大，甲球的释放位置最高，选项 C 正确。4(多选)如图所示为一个质量为m、电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计

43、空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是下列选项中的()A B C D AD 带电圆环在磁场中受到向上的洛伦兹力，当重力与洛伦兹力相等时，圆环将做匀速直线运动，A 正确；当洛伦兹力大于重力时，圆环受到摩擦力的作用，并且随着速度的减小而减小，圆环将做加速度减小的减速运动，最后做匀速直线运动，D 正确；如果重力大于洛伦兹力，圆环也受摩擦力作用，且摩擦力越来越大，圆环将做加速度增大的减速运动，故B、C 错误。磁场、电场与重力场叠加 5(2017全国卷)如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电

44、的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc。已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是()Amambmc Bmbmamc Cmcmamb Dmcmbma B 设三个微粒的电荷量均为q，a在纸面内做匀速圆周运动，说明洛伦兹力提供向心力，重力与电场力平衡，即 magqE b在纸面内向右做匀速直线运动，三力平衡，则 mbgqEqvB c在纸面内向左做匀速直线运动，三力平衡，则 mcgqvBqE 比较式得：mbmamc，选项 B 正确。高考物理总复习精品 59 6(2016天津高考)如图所示，空间中存在着水平向右的

45、匀强电场，电场强度大小E5 3 N/C，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B0.5 T。有一带正电的小球，质量m1106 kg，电荷量q2106 C，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象)，取g10 m/s2。求：(1)小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t。解析(1)小球匀速直线运动时受力如图甲所示，其所受的三个力在同一平面内，合力为零，有 甲 qvBq2E2m2g2 代入数据解得 v20 m/s 速度v的方向与电场E的方向之间的夹角满足

46、 tan qEmg 代入数据解得 tan 3 60。(2)解法一：撤去磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，设其加速度为a，有 乙 aq2E2m2g2m 高考物理总复习精品 60 设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为x，有 xvt 设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y，有 y12at2 a与mg的夹角和v与E的夹角相同，均为，又 tan yx 联立式，代入数据解得 t2 3 s3.5 s。解法二：撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运动没有影响，以P点为坐标原点，竖直向上为正方向，小球在竖直方向上做匀减速运动，其初速度为 vyvsin 若使小球再次穿过P

47、点所在的电场线，仅需小球的竖直方向上分位移为零，则有 vyt12gt20 联立式，代入数据解得 t2 3 s3.5 s。答案(1)20 m/s，方向与电场方向成 60角斜向上(2)3.5 s 带电粒子在交变电、磁场中的运动 讲典例示法 解决带电粒子在交变电、磁场中的运动问题的基本思路 先读图 看清、并明白场的变化情况 受力分析 分析粒子在不同的变化场区的受力情况 过程分析 分析粒子在不同时间内的运动情况 找衔接点 找出衔接相邻两过程的物理量 选规律 联立不同阶段的方程求解 典例示法 如图甲所示，虚线MN的左侧空间中存在竖直向上的匀强电场(上、下及左侧无边界)。一个质量为m、电荷量为q的带正电小

48、球(视为质点)，以大小为v0的水平初速度沿PQ向右做直线运动。若小球刚经过D点时(t0)，在电场所在空间叠加如图乙所示随时间周期性变化、垂直纸面向里的匀强磁场，使得小球再次通过D点时的速度方向与PQ连线成 60角。已知D、Q间的距离为(31)L，t0小于小球在磁场中做圆周运动的周期，重力加速度大小为g。高考物理总复习精品 61 甲 乙(1)求电场强度E的大小；(2)求t0与t1的比值；(3)小球过D点后将做周期性运动，当小球运动的周期最大时，求此时磁感应强度的大小B0及运动的最大周期Tm。审题指导 题中信息 方法引导 沿PQ向右做直线运动 小球受力平衡，通过平衡条件，可求出电场强度的大小 小球

49、再次通过D点速度与PQ成60角 画出运动轨迹，找出直线运动位移大小与匀速圆周运动轨迹半径的关系 求运动的最大周期 当小球运动轨迹最长，圆弧轨迹与MN相切时小球运动周期最大 解析(1)小球沿PQ向右做直线运动，受力平衡，则mgEq 解得Emgq。(2)小球能再次通过D点，其运动轨迹应如图(a)所示。(a)设小球做匀速圆周运动的轨迹半径为r，则由几何关系有 srtan 30 又知sv0t1 圆弧轨迹所对的圆心角2343 高考物理总复习精品 62 则t0rv0 联立解得t0t14 39。(3)当小球运动的周期最大时，其运动轨迹应与MN相切，小球运动一个周期的轨迹如图(b)所示，(b)由几何关系得RR

50、tan 30(31)L 解得RL 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 qv0B0mv20R 解得B0mv0qL 小球在一个周期内运动的路程 s13232R6Rtan 30(46 3)L 故Tms1v046 3Lv0。答案(1)mgq(2)4 39(3)mv0qL 46 3Lv0 跟进训练 带电粒子在交变磁场中的运动 1(多选)某一空间存在着磁感应强度为B且大小不变、方向随时间t做周期性变化的匀强磁场(如图甲所示)，规定垂直纸面向里的磁场方向为正。为使静止于该磁场中的带正电的粒子能按abcdef的顺序做横“”字曲线运动(即如图乙所示的轨迹)，下列办法可行的是(粒子只受磁场力的作用，其他力不计)()高