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1、第八章磁场学案 39 磁场及其描述一、概念规律题组1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关于地磁场的描述正确的是( )A B C D2(2010苏北高二教学质量联合调研) 关于通电直导线周围磁场的磁感线分布，下图中正确的是( )3下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是()A某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B小磁针 N 极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C垂直于磁场放置的通电导线
2、的受力方向就是磁感应强度的方向D磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向4有关磁感应强度的下列说法中，正确的是()A磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C若有一小段长为 L，通以电流为 I 的导体，在磁场中某处受到的磁场力为 F，则该处磁感应强度的大小一定是FILD由定义式 B 可知，电流强度 I 越大，导线 L 越长，某点的磁感应强度就越小FIL二、思想方法题组图 15当接通电源后，小磁针 A 的指向如图 1 所示，则( )A小磁针 B 的 N 极向纸外转B小磁针 B 的 N 极向纸里转C小磁针 B 不转动D因电流未
3、标出，所以无法判断小磁针 B 如何转动图 26如图 2 所示，框架面积为 S，框架平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的情况是( )A如图所示位置时等于 BSB若使框架绕 OO转过 60角，磁通量为 BS12C若从初始位置转过 90角，磁通量为零D若从初始位置转过 180角，磁通量变化为 2BS一、磁感线的特点磁感线 电场线引入目的 都是为了形象的描述场而引入的假想曲线，实际不存在疏密意义 都能定性描述场的强弱切线方向 都表示该点场的方向相似点是否相交 都不相交不同点 闭合曲线，外部由 NS ，内部由SN 起始于正电荷(或无穷远)，终止于无 穷远(或负电荷)【例 1】
4、 (广东高考)磁体之间的相互作用是通过磁场发生的对磁场认识正确的是 ()A磁感线有可能出现相交的情况B磁感线总是由 N 极出发指向 S 极C某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时 N 极所指方向一致D若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，则该区域的磁感应强度一定为零规范思维二、对磁感应强度 B 的理解及磁感应强度 B 的叠加1磁感应强度由磁场本身决定，就像电场强度由电场本身决定一样，跟该位置放不放通电导线无关，因此不能根据公式 B 说 B 与 F 成正比，与 IL 成反比FIL2磁感应强度 B 的定义式也是其度量式，但用来测量的小段通电导线必须垂直放入磁场，如果小段通电导线平行放入磁场，则所受安
5、培力为零，但不能说该点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 极的指向4磁感应强度 B 与电场强度 E 的比较电场强度 E 是描述电场强弱的物理量，磁感应强度 B 是描述磁场强弱的物理量这两个物理量比较如下表所示：磁感应强度 B 电场强度 E物理意义 描述磁场强弱的物理量 描述电场性质的物理量定义式 B (通电导线与 B 垂直)FILEFq方向 磁感线切线方向，小磁针 N 极受力方向 电场线切线方向，放入该点正电荷受 力方向大小决定因素 由磁场决定，与检验电流无关 由电场决定，与检验电荷无关场的叠加 合磁感应强度等于各磁场的 B 的矢量和 合场强等于各个电场的场
6、强 E 的矢量和单位 1 T1 N/(Am) 1 V/m1 N/C【例 2】 下列关于磁感应强度大小的说法，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规范思维针对训练 1关于磁感应强度 B，下列说法中正确的是()A磁场中某点 B 的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B磁场中某点 B 的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点 B 值大小为零D在磁场中磁感线越密集的地方
7、，磁感应强度越大【例 3】图 3(2011大纲全国15) 如图 3 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 I1I2；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 的连线与导线所在平面垂直磁感应强度可能为零的点是()Aa 点 Bb 点 Cc 点 Dd 点规范思维图 4针对训练 2(2009荆州模拟)如图 4 所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为 1 T 的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心，r 为半径的圆周上有 a、b、c 、d 四个点已知 a 点的实际磁感应强度为 0，则下列叙述正确的是( )
8、A直导线中的电流方向垂直纸面向里Bb 点的实际磁感应强度为 T，方向斜向上，与 B 的夹角为 452Cc 点的实际磁感应强度也为 0Dd 点的实际磁感应强度与 b 点相同三、安培定则的应用及磁场方向的确定【例 4】 如图 5 所示，直导线 AB、螺线管 C、电磁铁 D 三者相距较远，它们的磁场互不影响，当开关 S 闭合后，则小磁针的北极 N(黑色一端) 指示出磁场方向正确的是()图 5Aa、c Bb、c Cc 、d Da、d规范思维针对训练 3(2011新课标14)为了解释地球的磁性，19 世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流 I 引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流
9、方向的是( )四、对磁通量的理解1如图 6 甲、乙所示，如何计算下面两图中磁通量的大小，你是怎样理解面积 S 的含义的？图 62如果图 6 中的线圈都是 n 匝线圈，那么通过线圈的磁通量又应该如何计算？3如何计算图 7 中穿过线圈的磁通量的大小？图 7总结 1.S 为线圈在磁场中的有效面积，即 线圈在磁场中沿垂直磁 场方向投影面的面积2与上一问的情况相同，线圈的磁通量等于通过某一匝的磁通量3用向里的磁通量减向外的磁通量图 8【例 5】 如图 8 所示，矩形线圈有 N 匝，面积大小为 S，放在水平面内，加一个竖直向下的范围较大的匀强磁场，磁感应强度为 B，则穿过平面的磁通量是多少？若使线圈绕ab
10、 边转过 60，则穿过线圈平面的磁通量是多少？若线圈绕 ab 边转过 180，则穿过线圈的磁通量改变了多少？规范思维【基础演练】1(2011泉州模拟)关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是()A磁感线从磁体的 N 极出发，终止于 S 极B磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小2关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的是()A电流元 IL 在磁场中受力为 F，则磁感应强度 B 一定等于FILB电流元 IL 在磁场中受力为 F，则磁感应强度 B 可能大于或等于FILC磁场中电流元受力大
11、的地方，磁感应强度一定大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3如图 9 所示为通电螺线管的纵剖面图， “ ”和“”分别表示导线中的电流垂直纸面流进和流出，图中四个小磁针(涂黑的一端为 N 极)静止时的指向一定画错了的是()图 9Aa Bb Cc Dd图 104(2011深圳模拟)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()5.图 11(2011安庆模拟)如图 11 所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、d 是以直导线为圆心的
12、同一圆周上的四点，在这四点中( )Aa、b 两点磁感应强度相同Bc、 d 两点磁感应强度大小相等Ca 点磁感应强度最大Db 点磁感应强度最大6.两根通电的长直导线平行放置，电流分别为 I1 和 I2，电流的方向如图 12 所示在与导线垂直的平面上有 a、b、c、d 四点，其中 a、b 在导线横截面连线的延长线上， c、d 在导线横截面连线的垂直平分线上则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是( )图 12Aa 点 Bb 点 Cc 点 Dd 点7(2011潍坊模拟)19 世纪 20 年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射
13、后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是()A由西向东垂直磁子午线B由东向西垂直磁子午线C由南向北沿子午线D由赤道向两极沿子午线(注：磁子午线是地球磁场 N 极与 S 极在地球表面的连线 )8(上海高考)取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图 13(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()图 13A0 B0.5B CB D2B题号 1 2 3 4 5 6
14、 7 8答案【能力提升】9如图 14 所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线 1 和 2，通有大小相等、方向相反的电流，a 、b 两点与两导线共面，a 点在两导线的中间与两导线的距离均为 r，b 点在导线 2 右侧，与导线 2 的距离也为 r.现测得 a 点磁感应强度的大小为 B，则去掉导线 1后，b 点的磁感应强度大小为_，方向_图 14图 1510如图 15 所示，边长为 100 cm 的正方形闭合线圈置于匀强磁场中，线圈 ab、cd 两边中点连线 OO的左右两侧分别存在方向相同，磁感应强度大小各为 B10.6 T，B 20.4 T 的匀强磁场，若从上往下看，线圈逆时针方向转过 37时，
15、穿过线圈的磁通量改变了多少？线圈从初始位置转过 180时，穿过线圈平面的磁通量改变了多少？11.图 16如图 16 所示为一电流表的原理示意图质量为 m 的匀质细金属棒 MN 的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为 k.在矩形区域 abcd 内有匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向外与 MN 的右端 N 连接一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN 的长度大于 .当 MN 中没有电流通过且处于平衡状态时，MN 与矩形区域ab的 cd 边重合；当 MN 中有电流通过时，指针示数可表示电流强度(1)当电流表示数为零时，弹簧的伸长量是多少？( 重力加速度为 g)(2)若要电流表正常工作，MN 的哪一端应与电源正极相接？(3)若 k2.0 N/m， 0.20 m， 0.050 m，B 0.20 T，此电流表的量程是多少？ab cb(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大 2 倍，磁感应强度应变为多大？学案 39磁场及其描述【课前双基回扣】1D2.A3BD磁场中某点磁感应强 度的方向表示该点磁场的方向，磁场方向也就是小
