《2020新亮剑高考物理总复习讲义：第九单元 磁场 课时1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020新亮剑高考物理总复习讲义：第九单元 磁场 课时1（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九单元磁 场 课时 1 磁场的描述及磁场对电流的作用 见 自学听讲 P166 1 磁场 磁感应强度 1 磁场 基本性质 对放入其中的磁体或运动电荷 电流 有力的作用 磁体 电流之间都是通过磁场发生相互作用的 方向 小磁针的 N 极所受磁场力的方向 2 磁感应强度 物理意义 表示磁场强弱和方向的物理量 定义式 B 单位 特斯拉 简称特 符号是 T 方向 小磁针 N 极的受力方向 2 磁感线 1 定义 在磁场中画一些曲线 使曲线上任意点的切线方向都跟这点的磁感应强度方向一致 这样的曲线叫作磁感线 2 磁感线的特点 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 在磁感
2、线较密的地方磁场较强 在磁感线较疏的地方磁场较弱 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 磁场的磁感线不中断 不相交 不相切 磁感线是假想的曲线 客观上不存在 1 2019 山东烟台二中质量调研 关于磁感应强度B 下列说法正确的是 A 根据磁感应强度的定义式B 可知 磁感应强度B与F成正比 与IL成反比 B 一小段通电导线放在磁感应强度为零处 它所受的磁场力一定为零 C 一小段通电导线在某处不受磁场力的作用 则该处的磁感应强度一定为零 D 磁场中某处磁感应强度的方向 与通电导线在该处所受磁场力的方向相同 答案 B 2 2019
3、河南商丘市第一高级中学模拟 磁场中某区域的磁感线如图所示 则 A 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大 B 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 C a b两处的磁感应强度大小不等 BaBb 答案 C 3 几种常见磁场的特征 1 常见磁体磁场分布规律 常见 磁体 磁场分布图磁场分布规律 条形 磁铁 磁体外部磁感线由 N 极到 S 极 磁体内部磁感线由 S 极到 N 极 越靠近磁体两端磁感线越密 磁感应强度越大 蹄形 磁铁 磁体外部磁感线由 N 极到 S 极 磁体内部磁感线由 S 极到 N 极 越靠近磁体两端磁感线越密 磁感应强度越大 在平行两极所夹区域近似为匀强磁场 地球 地磁
4、场的 N 极在地理南极附近 S 极在地理北极附近 地磁场B的水平分量 Bx 总是从地球南极指向地球北极 而竖直分量By在南半球垂直地面向上 在北半 球垂直地面向下 在赤道平面上 距离表面高度相等的各点 磁感应强度相等 且方向水平向北 2 电流周围的磁场 直线电流的磁场环形电流的磁场通电螺线管的磁场 特点 无磁极 非匀强 且 距导线越远处磁场 越弱 环形电流的两侧是 N 极和 S 极 且离圆环中 心越远 磁场越弱 与条形磁铁的磁场相似 管内为匀强磁场且磁场最强 管外为非匀强磁场 安培 定则 立体图 横截 面图 3 2018 安徽安庆第二中学月考 一束电子流沿水平面自西向东运动 在电子流的正上方有
5、一点P 由于电子运动产生的磁场在P 点的方向为 A 竖直向上 B 竖直向下 C 水平向南D 水平向北 答案 D 4 2018 广西桂平质量检测 图示为一通电螺线管 a b c是通电螺线管内外的三点 则三点中磁感应强度 最大处为 A a处B b处 C c处D 无法判断 答案 A 5 2018 吉林东北师大附中模拟 如图所示 一个电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动 则此电子的运动 A 不产生磁场 B 产生磁场 圆心处的磁场方向垂直纸面向里 C 产生磁场 圆心处的磁场方向垂直纸面向外 D 只有圆周内侧产生磁场 答案 B 6 2019 湖南长沙开学模拟 如图甲所示 a b 是直线电流的磁场 c d 是环
6、形电流的磁场 e f 是螺线管电流的磁场 请在各图中 补画出电流方向或磁感线方向 甲 答案 如图乙所示 乙 4 安培力 1 安培力的大小 磁场和电流垂直时 F BIL 磁场和电流平行时 F 0 2 安培力的方向 用左手定则判定 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 让磁感线从掌心进入 并使四指指 向电流的方向 这时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 安培力的方向特点 F B F I 即F垂直于B和I决定的平面 B和I可以有任意夹角 7 2019 陕西山阳县中学质量调研 如图所示是 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
7、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 A 改变电流方向同时改变磁场方向 导体棒摆动方向将会改变 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 增大电流的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 1 2018 全国卷 20 多选 如图 纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1 L2 L
8、1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B0和B0 方向也垂直于纸面向外 则 1 3 1 2 A 流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 7 12 B 流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 1 12 C 流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 1 12 D 流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 7 12 解析 设L1在a b两点产生的磁感应强度大小为B1 方向都垂直于纸面向里 而L2在a点产生的磁感
9、应强度大小为B2 方 向垂直纸面向里 在b点产生的磁感应强度大小也为B2 方向垂直纸面向外 规定垂直纸面向外为正方向 根据矢量叠加原理可知 B0 B1 B2 B0 B2 B0 B1 B0 解得B1 B0 B2 B0 故 A C 两项正确 1 3 1 2 7 12 1 12 答案 AC 2 2017 全国卷 18 如图甲所示 在磁感应强度大小为B0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 B0
10、C B0 D 2B0 3 3 2 3 3 甲 解析 当P和Q中电流方向均垂直纸面向里时 由于aP PQ aQ l P和Q在a点产生的磁感应强度大小相同 方向如图 乙所示 其合磁感应强度为B1 由几何关系知B1 2BPcos 30 BP 由题可知 a点处磁感应强度为零 则B0和B1等大反向 则可 3 得B0 B1 BP 且B0方向平行于PQ向左 当P中电流反向后 如图丙所示 P Q在a点产生的合磁感应强度为B2 由几何关 3 系知B2 BP B0 且B2方向垂直于PQ向上 可得a点处的合磁感应强度大小B B0 C 项正确 3 3 22 02 2 3 3 乙 丙 答案 C 见 自学听讲 P168
11、一磁感应强度的理解和磁场的叠加 1 磁感应强度的理解 1 磁感应强度由磁场本身决定 因此不能根据定义式B 认为B与F成正比 与IL成反比 2 测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入 如果平行磁场放入 则其所受安培力为零 但不能说 该处的磁感应强度为零 3 磁感应强度是矢量 其方向为放入其中的小磁针静止时 N 极所指的方向 2 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的磁场时应分清 因 和 果 因果 磁场 原因 电流方向 结果 磁场方向 直线电流的磁场拇指四指 环形电流的磁场四指拇指 3 磁场叠加问题的一般解题思路 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
12、用安培定则判定各个场源在这一点产生磁场的磁感应强度大小和方向 如图所示为M N 在c点产生的磁场 3 应用平行四边形定则进行合成 如图中的合磁场 例 1 如图所示 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连线与两导线截面中心共线 b点在两导线之间 b d的连 线与导线所在平面垂直 那么a b c d四点中 磁感应强度可能为零的是 A a点 B b点 C c点 D d点 解析 根据安培定则可知电流I1和I2在a处产生的磁场方向分别为垂直ac连线向上和向下 由于I1 I2 且电流I1与a点的 距离比电流I2
13、与a点的距离要小 故B1a B2a 则a处磁感应强度不可能为零 A 项错误 两电流在b处产生的磁场方向均垂直ac 连线向下 故 B 项错误 电流I1和I2在c处产生的磁场方向分别为垂直ac连线向下和向上 且电流I1与c点的距离比电流I2与c 点的距离要大 故B1c与B2c有可能等大反向 C 项正确 两电流在d处产生的磁场方向一定成某一夹角 且夹角不为 180 D 项错 误 答案 C 变式 1 多选 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 如图甲所示 若每根通电导线产生的磁场在斜边中点O处的磁感应强度大小均为B 则下列说法中正确的是 A O点处实际磁感
14、应强度的大小为B B O点处实际磁感应强度的大小为B 5 C O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为 90 D O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角的正切值为 2 甲 解析 乙 根据安培定则 I1与I3产生的磁场在O点处的磁感应强度B1 B3方向相同 I2产生的磁场在O点处的磁感应强度方向与 B1 B3方向垂直 如图乙所示 故O点处实际磁感应强度大小B0 B A 项错误 B 项正确 设O点处实际磁 1 3 2 22 5 感应强度方向与斜边的夹角为 由几何关系可知 tan 2 故 C 项错误 D 项正确 3 1 2 答案 BD 二安培力大小的计算和方向的判断 1 安培力的方向用左手定则判定 其方
15、向既与磁场方向垂直 又与通电导线垂直 即F跟B I所在的面垂直 但B与I的方向不一定垂直 具体有三种情况 1 已知I B的方向 可确定F的方向 2 已知F B的方向 且导线的位置确定时 可确定I的方向 3 已知F I的方向时 磁感应强度B的方向不能确定 2 安培力的计算公式 F BILsin 是I与B的夹角 通电导线与磁场方向垂直时 90 此时安培力有 最大值 通电导线与磁场方向平行时 0 此时安培力有最小值 F 0 0 90 时 安培力F介于 0 和最大值之 间 安培力公式适用于匀强磁场 对于非匀强磁场只是近似适用 如对电流元 例 2 边长为L的正方形线圈A 通有逆时针方向的恒定电流I0 用
16、两根轻质绝缘细线静止地悬挂在水平长直导线MN的 正下方h处 如图所示 当导线MN中无电流时 两细线中张力均为T 当通过MN的电流为I1时 两细线中 张力均减为aT 0 a 1 而当通过MN的电流为I2时 细线中张力恰好为零 已知长直通电导线周围磁场的 磁感应强度B与到导线的距离r成反比 由此可知 MN中的电流方向和电流I1 I2大小 为常数 的比值分别为 A 向左 1 a B 向右 1 a C 向左 1 aD 向右 1 a 解析 当MN通以方向从N向M的电流时 则ab边所受的安培力方向向上 cd边所受安培力方向向下 因离MN越近 安 培力越大 可知此时线框所受安培力合力方向竖直向上 所以MN中电流的方向向左 当MN内通电流I时 根据题意可知 ab边 所受安培力F1 cd边所受安培力F2 因它们受到的安培力方向相反 此时线圈所受安培力的合力大小F合 kII0L 0 0 由此可知 线圈受到的安培力的合力大小与通入电流的大小成正比 当MN分别通以I1 I2的电流时 线框受到的安培 1 1 力的合力的大小之比为I1 I2 当通过MN的电流为I1时 两细线中张力均减为aT 0 a 1 所以安培力
