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1、用心 爱心 专心 高二高二物理物理磁场、电磁感应、交流电、电磁场和电磁波磁场、电磁感应、交流电、电磁场和电磁波北师大版北师大版 【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容： 磁场、电磁感应、交流电、电磁场和电磁波 （一）磁场 1. 磁场 （1）磁体或电流周围存在的一种物质_。 （2）性质：对在它里面的磁极或电流有_的作用。磁场的方向是小磁针 _极受力方向，亦即小磁针静止时_极所指方向。 2. 磁感应强度 （1）定义式：_（I 垂直 B） 。 B 的大小由磁场本身决定，与 F、I、L 无关，可用 BF/IL 计算 （2）方向：B 的方向就是该点_方向。 （3）单位：_、_。 3. 感磁线 （1
2、）人为在磁场中描绘出来的一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向和该点的 磁场方向_。 （2）磁感线是描述磁场的_和_，磁感线上某点的切线方向就 是该点的_，磁感线越密表示该处磁感应强度_。 （3）磁感线是闭合曲线，永不相交。 （4）几种常见磁场的磁感线分布情况，在下图中画出来。 4. 安培力（磁场对电流的作用力） （1）大小：当 B 与 I 垂直时_，当 B 与 I 平行时，_。 （2）方向：用左手定则判定，四指指向_方向，让磁感线_穿 过掌心，拇指指向_的方向。 5. 洛伦兹力（磁场对运动电荷的作用力） （1）大小：当 v 方向与 B 垂直时_，当 v 方向与 B 平行时 _。 （2）方向
3、：用左手定则判定，其中四指指向与正电荷运动方向_，与负电 荷运动方向_。 6. 分子电流假说 （1）内容：_。 （2）磁现象的电本质：一切磁现象的本质都可以归结为_的运动。 （二）电磁感应 1. 磁通量： （1）定义：_； （2）公式：_（S 垂直 B） 。 2. 电磁感应现象： （1）感应电流产生条件：_发生变化。 （2）感应电流方向判定：（右手定则） 用心 爱心 专心 内容： 3. 法拉第电磁感应定律 （1）内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的_成正 比。 （2）公式：E_（其中 n 为线圈匝数） 4. 导体切割磁感线时的感应电动势： 公式：E_ （条件_） 。 （三）交流电 1
4、. 交流发电机的工作原理_。 2. 当_，线圈中产生正弦交流电。正弦交流电的图象： 3. 正弦交流电的最大值和有效值的关系是_，最大值的计算式是 _。 4. 理想变压器是指_，理想变压器的变压公式是 _ _。 5. 远距离输电必须采用_，_越高，输电线上损失的能量越少， 公式是_。 （四）电磁场和电磁波： 1. 电磁场和电磁波 （1）麦克斯韦电磁场理论 _的磁场产生电场，_电场产生磁场。由发生区域向远处传 播形成_。 （2）电磁波在真空中的传播速度 C_m/s。 2. 光是电磁波，是_提出的。 3. 电磁波谱 （1）频率由高到低的顺序是_ （2）特点和应用： 红外线： 紫外线： 伦琴射线： 射
5、线： 【典型例题典型例题】 例 1. 如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的 S 极向纸内 偏转，则这束带电粒子可能是（ ） A. 向右飞行的正离子束 B. 向左飞行的正离子束 C. 向右飞行的负离子束 D. 向左飞行的负离子束 用心 爱心 专心 解析：解析：小磁针 N 极的指向即是磁针所在处的磁场方向。题中磁针 S 极向纸内偏转，说 明离子束下方的磁场方向由纸内指向纸外。由安培定则可判定由离子束的定向运动所产生 的电流方向由右向左，故若为正离子，则应是由右向左运动，若为负离子，则应是由左向 右运动。 答案：答案：B、C。 小结：小结：带电离子束的定向运动可等效为电流，
6、判断的程序是：由磁针 N 极的指向判定 磁场方向，由磁场方向再判定电流的方向。 例 2. 关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的有（ ） C. 磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大 D. 磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同 解析：解析：判断磁感应强度的大小，需在电流受力最大的前提下进行，选项 A、B 中的力 电流元在磁场中的受力与其放置方位有关，因此电流元受力大的地方，磁感应强度不 一定大。 磁场的方向由磁针北极的受力方向决定，与电流元的受力方向不相同。 选项 B 正确。 例 3. 如图所示，用两个一样的弹簧秤吊着一根铜棒，铜棒所在的虚线范围内有垂直纸面 的匀强磁场
7、，棒中通以自左向右的电流，如图所示，当棒静止时，弹簧秤的读数为 F1；若 将棒中的电流反向，当棒静止时，弹簧秤的示数为 F2，且 F2F1，根据这两个数据，可以 确定（ ） A. 磁场的方向B. 磁感强度的大小 C. 安培力的大小D. 铜棒的重力 答案：答案：A、C、D 解析：解析：由 F2F1知磁场的方向垂直纸面向里，由铜棒受力平衡得：2F1F安 G，2F2F安G，故：F安F2F1，GF2F1，所以选项 A、C、D 正确。 例 4. 在匀强磁场中放一个电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈 M 相接，如图所示， 导轨上放一裸导线 ab，磁感线垂直于导轨所在的平面，欲使 M 所包围的小闭合线圈
8、N 产 生感应电流，则导线的运动情况可能是（ ） A. 匀速向右运动B. 加速向右运动 C. 减速向右运动D. 加速向左运动 解析：解析：要使 N 中产生感应电流，其磁通量要发生变化，即 M 中电流发生变化（N 中 的磁场是由 M 中电流激发的） ，这就要求 ab 产生的感应电动势是变化的，即要求 ab 做变 速运动，故 B、C、D 选项正确。 例 5. 如图所示，导线框 abcd 固定在竖直平面内，bc 段的电阻为 R，其他段电阻均可忽 略。ef 是一电阻可忽略的水平放置的导体杆，杆长为 L，质量为 m，杆的两端分别与 ab 和 cd 保持良好接触，又能沿它们无摩擦地滑动，整个装置放在磁感应
9、强度为 B 的匀强磁 用心 爱心 专心 场中，磁场方向与框面垂直，现用一恒力 F 竖直向上拉 ef，当 ef 匀速上升时，其速度的大 小为多少？ 解析：解析：对于“导体切割感应电流制约导体运动”的问题，可转化为力学问题。因 为，当 ef 匀速上升，其实质是在恒力 F、安培力 BIL 和重力 mg 的共同作用下的平衡问题。 小结：小结：有安培力作用的平衡问题，无异于静力平衡问题；有安培力作用的运动问题， 只能是匀速或变速运动。 例 6. 如图所示为某正弦式电流的图象，求其峰值，周期和角频率，并写出该电流的瞬时 值表达式。 解析：解析：从图中可看出交流的周期 T 为 0.02s 在 t0.0025
10、sT/8 时，电流为 14.14A，而 tT/8 时线圈从中性面转过的角度为 45 故此电流的瞬时值表达式为：i20sin314tA 例 7. 如图为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接有一个标有 “12V、100W”灯泡，已知变压器初、次级线圈的匝数比为 18：1，那么小灯泡正常工作 时，图中的电压表的读数为_V，电流表的读数为_A。 解析：解析：从图上可知，两电表的读数均为初级线圈的电压和电流值。 或用理想变压器，初次级功率相等有 I1P1/U1P2/U1100/2160.46（A） 故分析变压器问题应注意正确应用电压和电流公式，应特别注意理想变压器的特点： 无损耗，初次级功
11、率相同。 【模拟试题模拟试题】 1. 关于磁场、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. 磁感线就是细铁屑连成的曲线 C. 磁极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特殊 物质 D. 磁感线总是从磁铁的北极出发，至南极终止 2. 关于磁感应强度的下列论述中正确的是（ ） A. 磁感应强度是描述磁场强弱的物理量 B. 磁场的方向就是通电导线在磁场中受力的方向 C. 磁感应强度的方向跟小磁针 S 极受力的方向相反 D. 通电导线在磁场中受力等于零时，该处的磁感应
12、强度等于零 用心 爱心 专心 3. 以下关于磁场的说法中，正确的是（ ） A. 通电直导线不受磁场力的作用，它所在的空间一定没有磁场 B. 通电直导线在周围空间产生的磁场是匀强磁场 C. 通电螺线管内部的磁场是匀强磁场 D. 磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量 4. 在下列四个图中： （1）标出通电长螺线管中的电流方向 （2）标出通电直导线中的电流方向 （3）标出环形电流的方向 （4）标出通电直导线电流 I2的方向 5. 竖直放置的直导线中通以向下的电流，在导线的正北方某处，该电流产生的磁场方向 为_。 6. 一根质量为 m、长为 L 的金属棒，用不计重力的细导线悬吊在支架上，放在竖直向下
13、 的匀强磁场中，如图所示。当金属棒中通有由 a 向 b 方向的电流时，悬吊的细导线偏离竖 直方向 角。已知金属棒中的电流为 I，求： （1）金属棒偏离的方向。 （2）磁感应强度的大小。 7. 如图所示，水平放置的平行金属导轨 PQ 和 MN，相距 0.50m，处在竖直方向的匀强 磁场中。一端和电池、电阻 R 相连，金属棒 ab 跨接在导轨上，与导轨间的滑动摩擦力大 小为 0.50N。当金属棒 ab 中的电流方向由 a 向 b、大小是 2.0A 时，金属棒 ab 恰以 3.0m/s 的速度向右匀速运动。求： （1）匀强磁场的磁感应强度的大小和方向。 （2）金属棒匀速向右运动，安培力做功的功率是多少？ 8. 矩形闭合导线框 abcd 放在匀强磁场中，如图所示，下列哪些做法可以使导线框中产 生感应电流（ ） A. 使导线框绕 ab 边转动 B. 使导线框绕 ad 边转动 C. 使导线框绕过 a、c 的直线为
