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1、高三物理 磁场1 磁场的基本概念【知识要点】1磁场(1)基本性质：磁场对放入其中的磁体、 和 有磁场力的作用同名磁极相互，异名磁极相互 ，磁体之间、磁体与电流之间、电流(或运动电荷)与电流(或运动电荷)之间的相互作用都是通过 发生的(2)方向：规定在磁场中的任一点，小磁针 所受磁场力的方向或小磁针静止时， 的指向为该点的磁场方向2磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的的物理量(2)定义式：B.(适用于通电导线垂直于磁场)(3)方向：小磁针静止时 所指的方向(4)单位： ，符号T, 1 T1 N/(Am)3磁感线(1)定义：在磁场中画出一系列曲线，使曲线上任意点 都跟该点的磁场方向一致，这一系列曲
2、线即为磁感线(2)特点：磁感线的疏密表示磁场的 ，磁感线密的地方磁场强，磁感线疏的地方磁场 磁感线是 曲线，没有起点和终点在磁体外部，从极指向极，在磁体内部从 极指向极同一磁场的磁感线不中断，不 ，不相切4条形磁铁和蹄形磁铁磁场的磁感线分布，如图所示5几种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：电流磁场方向的判断规律-安培定则6地磁场的主要特点 地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有： 1地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，磁感线分布如图所示 2地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By，）则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球
3、垂直地面向下 3在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北【典型例题】【例题1】下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是()A通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关【例题2】.磁场中某区域的磁感线如图所示，则()Aa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbBa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaI2；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
4、平面垂直磁感应强度可能为零的点是()Aa点 Bb点 Cc点 Dd点 5.将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看()A圆环顺时针转动，靠近磁铁B圆环顺时针转动，远离磁铁C圆环逆时针转动，靠近磁铁D圆环逆时针转动，远离磁铁 6 三根平行的长直通电导线，分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如右图所示现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则下列说法中正确的有()AO点处实际磁感应强度的大小为BBO点处实际磁感应强度的大小为BCO点处实
5、际磁感应强度的方向与斜边夹角为90DO点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为arctan27关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是()A磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的物质B磁感线可以形象地描述磁场中各点的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时N极所指方向一致C磁感线总是从磁铁的N极出发到S极终止D磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列成的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线8如图1所示，一带负电的金属环绕轴OO以角速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()AN极竖直向上BN极竖直向下CN极沿轴线向左 DN极沿轴线向右9如图，质量为m
6、、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为.则磁感应强度方向和大小可能为()Az正向，tan By正向，Cz负向，tan D沿悬线向上，sin 10. 有一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上的P点处产生的磁场方向是沿（ ）Ay轴正方向 By轴负方向Cz轴正方向 Dz轴负方向11地球是一个大磁体：在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；地磁场的北极在地理南极附近；赤道附近地磁场的方向和地面平行；北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的以上
7、关于地磁场的描述正确的是()A B C D12如图10所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为()磁场对电流的作用力 【知识要点】一安培力的方向(1)安培力：通电导线在磁场中受到的力(2)左手定则：伸开左手，让拇指与其余四指 ，并且都与手掌在同一个平面内让磁感线垂直掌心进入，并使四指指向 方向，这时所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向(3)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相 ，异向电流互相二安培力的大小当磁感应强度B的方向与导线方向成角时，F .这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：(1)当磁场
8、与电流 时，安培力最大，FmaxBIL.(2)当磁场与电流 时，安培力等于零注意：对于弯曲导线L等于其在垂直磁场平面内的投影两端点所连线的长度，如图所示相应的电流方向沿L由始端流向末端三、安培力的应用1电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向2特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向 3等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析4利用结论法：两电流相互平行时无
9、转动趋势，同向电流相互吸引；，反向电流相互排斥；两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势【典型例题】一、通电导体在安培力作用下运动方向的判断【例题1】如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)( )A顺时针方向转动，同时下降B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降D逆时针方向转动，同时上升二、与安培力有关的力学综合问题【例题2】如图所示，两平行金属导轨间的距离L0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B0.50 T、方向垂直于导轨
10、所在平面的匀强磁场金属导轨的一端接有电动势E4.5 V、内阻r0.50 的直流电源现把一个质量m0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R02.5 ，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 370.60，cos 370.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力【例题3】10.粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边，ab恰好处在水平位置(如图所示)已知ab的质量为m10.0 g，长度L60 cm，沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B0.4 T.(1)要使两根弹簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，ab中应沿什么方向、通过多大的电流？(2)当导线中有方向从a到b、大小为0.2 A的电流通过时，两根弹簧均被拉长了x1 mm，求该弹簧的劲度系数(3)当导线中由b到a方向通过0.2 A的电流时两根弹簧被拉长多少？(取g9.6 m/s29.6 N/kg)【能力训练】 1一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如图中箭头所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的
