(6 分)如图,在磁感应强度大小为 B _ 0 的匀强磁场…——2017 高考物理第 5 题答案解析

2017_新课标III卷

2017 全国 第 5 题 解答题 区分题
2017_新课标III卷

5.(6 分)如图,在磁感应强度大小为 $\mathsf { B } _ { 0 }$ 的匀强磁场中,两长直导线 P 和 Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a 点处磁感应强度的大小为(  )

A.0 B $\frac { \sqrt { 3 } } { 3 } { \bf B } _ { 0 }$ C $\frac { 2 \sqrt { 3 } } { 3 } { \mathsf B } _ { 0 }$ D $2 \mathsf { B } _ { 0 }$

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C

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【考点】C3:磁感应强度

【专题】31:定性思想;43:推理法;53D:磁场 磁场对电流的作用

【分析】依据右手螺旋定则,结合矢量的合成法则,及三角知识,即可求解。

【解答】解:在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离为l 的a 点处的磁感应强度为 $\mathsf { B } _ { 0 }$ ,如下图所示:

由此可知,外加的磁场方向与PQ平行,且由Q指向P,

即 $\mathtt { B } _ { 1 } = \mathtt { B } _ { 0 }$

依据几何关系,及三角知识,则有: $\mathsf { B } _ { \mathsf { P } } \mathsf { C } \mathsf { O } \mathsf { S } 3 0 ^ { \circ } = \frac { 1 } { 2 } \mathsf { B } _ { 0 } ;$

解得:P或Q通电导线在a处的磁场大小为 $\mathsf { B } _ { \mathsf { P } } { = } \frac { \sqrt { 3 } } { 3 } \bar { \mathsf { B } } _ { \bar { \mathsf { I } } } { } .$

当P中的电流反向,其他条件不变,

再依据几何关系,及三角知识,则有: $\mathtt { B } _ { 2 } = \frac { \sqrt { 3 } } { 3 } \mathtt { B } _ { \bar { 0 } } ;$

因外加的磁场方向与PQ平行,且由Q指向P,磁场大小为 $\mathsf { B } _ { 0 }$ ;

最后由矢量的合成法则,那么 a 点处磁感应强度的大小为 $\mathsf { B } = \sqrt { \mathsf { B } _ { \bar { 0 } } ^ { 2 } + ( \frac { \sqrt { 3 } } { 3 } \bar { \mathsf { B } } _ { \bar { 0 } } ) ^ { 2 } } =$ $\frac { 2 \sqrt { 3 } } { 3 } \mathtt { B } _ { \mathtt { I } }$ ,故C正确,ABD错误;故选:C。【点评】考查右手螺旋定则与矢量的合成的内容,掌握几何关系与三角知识的应用,理解外加磁场方向是解题的关键。

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