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1、2012届高三物理一轮复习导学案九、磁场（1）磁场的基本概念【目标】1掌握磁感应强度、磁感应线和磁通量的概念； 2会用安培定则、磁感应线分析有关问题。【导入】一、磁场：1、定义：存在于磁体和电流周围的一种特殊物质2、基本性质：对放入其中的磁体或电流产生力的作用。3、方向的确定： 小磁针：（规定）小磁针在磁场中某点N极的受力方向（或小磁针静止时N极的指向）为该点的磁场方向。由磁感线的方向确定。由磁感应强度的方向确定二、磁感线：1、定义：为形象描述磁场而引入的一族曲线，它是理想化的模型，实际是不存在的。2、特点： 磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线上某点切线方向表示该点的磁场方向 磁体外部的磁感线从
2、N极指向S极，而磁体内部的磁感线从S极指向N极电流的磁感线方向由安培定则判定，磁感线是闭合曲线 任意两条磁感线不相交，也不相切。3、要掌握条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管以及匀强磁场的磁感线分布情况及特点。 三磁感应强度：1、定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场作用力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做通电导线所在处的磁感应强度。（其理解可与电场强度类比）2、定义式：B=F/IL （LB）；3、B是描述磁场的力的性质的物理量，与F、I、L无关它是由磁场本身性质及空间位置决定的，单位：1T=1N/A.m4、直线电流的磁感应强度：四、磁通量1、定义：磁感应强度
3、B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫穿过这个面积的磁通量，= BS单位：1Wb=1T.m2注意：如果面积S与B不垂直，如图所示，应以B乘以在垂直磁场方向上的投影面积S，即 BSBScos2、物理意义：穿过某一面积的磁感线条数五、地磁场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。【导研】例1 如图所示，正四棱柱的中心轴线OO处有
4、一无限长的载流直导线，对该电流的磁场，下列说法中正确的是（ ）A同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等B四条侧棱上的磁感应强度都相同C在直线ab上，从a到b，磁感应强度是先增大后减小D棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大例2（江苏省建湖县2009届高三第二次调研考试）有两条长直导线垂直水平纸面放置，交纸面于a、b两点，通有大小相等的恒定电流，方向如图，a、b的连线水平。c是ab的中点，d点与c点关于b点对称。已知c点的磁感应强度为B1，d点的磁感应强度为B2，则关于a处导线在d点的磁感应强度的大小及方向，下列说法中正确的是（ ）A，方向竖直向上 B，方向竖直向下 C，方向竖直向下 D，方
5、向竖直向上 例3 如图所示，通有恒定电流的直导线mn与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置 平移到虚线所示的位置；第二次将金属框由位置绕Cd边翻转到位置，设先后两种情况下通过金属框的磁通量变化分别为1、2，则（ ）A12 B1=2 C12 D1=2例4 （南京金陵中学江苏省海安高级中学08年高三物理联合模拟试卷）欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了
6、30，问当他发现小磁针偏转了60，通过该直导线的电流为（已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比）（ ）A2I BI C3I DI例5某实验小组为了探究通电长直导线产生的磁场的磁感应强度B与导线上电流I0和距离r之间的关系，设计了以下的试验：一根固定通电长直导线通以可调节的电流I0，一根可以自由运动的短导线与之在同一平面内，通以恒定的电流I=2A，长度L=0.1m。运用控制变量法：（1）使两导线距离r保持不变，调节长直导线中的电流I0，测得短导线受到的安培力为F，得到如下实验数据：实验次数12345电流I0/A5.010152025安培力F/10-4N1.012.002.983.96
7、5.02磁感应强度B/10-3T0.5051.001.49填充上述表格中的磁感应强度B一栏的值，并归纳磁感应强度B和产生磁场的长直导线上的电流I0的关系是_，理由是_。（2）使长直导线中的电流I0保持不变，调节短导线与长导线间的距离r，测得短导线受到的安培力为F/，得到如下实验数据：实验次数12345距离r/m0.050.100.150.200.25安培力F/10-4N12.05.94.13.02.4磁感应强度B/10-3T6.002.952.05填充上述表格中的磁感应强度B一栏的值，并归纳磁感应强度B的空间位置与长直导线间的距离r的关系是_，理由是_。【导练】地磁场宇宙射线1、(江苏省徐州市
8、20072008学年度高三第一次质量检测)运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，称为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间将（ ）A竖直向下沿直线射向地面 B向东偏转C向西偏转 D向北偏转2、（2007年上海卷7）取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得
9、螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（ ）A0 B0.5B CB D2 B 3、在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中 ()Ab、d两点的磁感应强度大小相等Ba、b两点的磁感应强度大小相等Cc点的磁感应强度的值最小Db点的磁感应强度的值最大 4、实验室里可以用图甲所示的小罗盘估测条形磁铁磁场的磁感应强度。方法如图乙所示,调整罗盘,使小磁针静止时N极指向罗盘上
10、的零刻度（即正北方向）,将条形磁铁放在罗盘附近,使罗盘所在处条形磁铁的方向处于东西方向上,此时罗盘上的小磁针将转过一定角度.若已知地磁场的水平分量Bx,为计算罗盘所在处条形磁铁磁场的磁感应强度B,则（1）还需知道什么物理量？,（2）请写出磁感应强度的表达式。5、（2007学年度第一学期宝山区高三物理期末测试卷）MN和PQ为两条相互平行的长直导线，通有大小相等的电流 ，电流方向如图所示，两条导线之间有一通电圆环，圆环与导线位于同一平面内，圆环中心O点到两条导线的距离相等，已知O点的磁感应强度为B，通电圆环在O点产生的磁感强度为B1，则（1）两通电直导线在O点产生的磁感应强度为多少？（2）若取走直导线MN，则O点的磁感应强度为多少？- 4 -用心 爱心 专心
