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1、,磁场,磁场、磁感应强度、磁感线,第八章,本章是历年高考的重点高考中对本章的考查知识覆盖面宽，几乎每个知识点都考到特别是左手定则、安培力、洛伦兹力等试题综合程度较高，如：通过加减电场和重力场设计综合程度更高的带电质点在复合场中的运动问题，还有跟现代技术应用中新情景相联系的问题综合题一般在中等难度及以上，一般均为历年的高考压轴题从近几年高考命题趋势看，命题表现为：基本知识应用于新技术情景，与理解、推理、数学应用等综合能力相结合,新课程的高考对本章内容有所调整，与旧考纲相比，“地磁场”、“磁性材料”、“分子电流假说”、“电磁式电表原理”等考点未在新考纲中列出；并将“磁感应强度、磁感线”、“安培力、
2、安培力方向”、“洛伦兹力、洛伦兹力的方向”由级要求降低到级要求，但“匀强磁场中的安培力”、“洛伦兹力公式”和“带电粒子在匀强磁场中的运动”还是级要求建议对于“地磁场”和“磁性材料”内容作初步了解；“电磁式电表原理”是“匀强磁场中的安培力”的应用，作定性了解；复习过程中要重视这些内容在科学技术中的应用，认识电磁现象的研究在社会发展中的作用,纵观近几年高考，本章虽然是磁场问题，但从思维能力看，考查的重点仍为力学问题，因此，复习时，要全面把握物体的受力分析，从物体的受力及初状态出发，分析物体运动过程和运动形式，把握运动过程中所满足的规律，扣住运动过程中的临界点(如力的突变点、运动形式的转折点、轨迹的
3、切点、磁场的边界等),一、磁场 1.磁场的产生：磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质，本质上讲磁场是由于 所产生的.变化的电场空间也产生磁场.,电荷运动,2.磁场的基本特性：磁场对处于其中的 有力的作用；磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的相互作用都是通过 发生的. 3.磁场的方向： . . 该点处磁场方向.,磁极、电流和运动电荷,磁场,规定在磁场中任 意一点小磁针北极的受力方向(小磁针 静止时N极的指向),4.磁现象的电本质：奥斯特发现电流磁效应(电生磁)后，安培提出分子电流假说：认为在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流分子电流，分子电流使每个物质微粒都
4、成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极；从而揭示了磁铁磁性的起源：磁铁的磁场和电流的磁场一样都是由 产生的；根据分子电流假说可以解释磁化、去磁等有关磁现象.,电荷运动,二、磁感线 1.磁感线的定义：为了形象描述磁场，在磁场中画出一簇有向曲线，使曲线上每一点的 方向都跟该点的磁场方向一致，这簇曲线叫做磁感线. 2.磁感线的性质： (1)磁感线上任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同(该点处磁场方向、磁感应强度方向、磁感线的切线方向、小磁针北极受力方向、小磁针静止时N极指向都是同一个方向)；,切线,(2)任意两条磁感线不相交、不相切； (3)任意一条磁感线都不中断，是闭合曲线；在磁体外部磁感线
5、，在磁体内部磁感线从 ； (4)磁感线的疏密表示 ，磁感线越密处磁场 ，反之 ； (5)磁感线并不真实存在，但其形状可以用实验模拟；没有画出磁感线的地方，并不等于没有磁场.,从N极出，S极进,S极指向N极,磁场的强弱,越强,越弱,3.熟悉几种常见磁场的磁感线的分布: (1)磁铁的磁场，如图9-1-1.,图9-1-1,(注：内部还有磁感线),(2)电流的磁场：掌握直线电流的磁场(如图9-1-2)、环形电流的磁场(如图9-1-3)、螺线管电流(如图9-1-4)的磁场.,图9-1-2,图9-1-3,图9-1-4,三、磁感应强度 磁感应强度是描述磁场大小和方向的物理量，用“B”表示，是矢量. 1.B的
6、大小：磁场中某点的磁感应强度的大小等于垂直于磁场方向放置于该点的一小段通电直导线所受磁场力F与通过该导线电流强度和导线长度乘积IL的比值.即B= .,2.B的方向：磁场中某一点的磁场方向. 3.B的单位：特斯拉.1T=1N/(Am) 4.匀强磁场：磁感应强度大小、方向处处相等的区域，在匀强磁场中，磁感线互相平行且等距.,对磁场、磁感应强度及磁感线的理解 磁场中某区域的磁感线，如图9-1-5所示，,图9-1-5,则( ) A.a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb B.a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大 D.同一通电导线放在a处受力一
7、定比放在b处受力小,磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由图可知：b处的磁感线疏密程度较a处大，所以BaBb；导线放在磁场中的受力与导线放置的方向有很大关系，而不是仅仅取决于B和I的大小.与磁感线有关的问题，不要与电场线相混淆.它们都是用疏密程度表示场强的大小.但同一电荷在场强大小不同的地方，受力大小一定不同，而通电导线的受力，除了要考虑B、I、L的大小外，还要考虑B、I的夹角.正因如此，B的定义式中要求B、I相互垂直，选项B正确.故选B.,变式训练1：关于磁感线的一些说法，不正确的是( ) A磁感线上各点的切线方向，就是该点的磁场方向 B磁场中两条磁感线一定不相交 C磁感线分布较密的地方，
8、磁感应强度较强 D通电螺线管的磁感线从N极出发，终止于S极，是非闭合曲线,D,安培定则的运用 如图9-1-6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，当电键S闭合后，小磁针北极(黑色一端)N的指向正确的是( ) A.A B.b C.c D.d,图9-1-6,小磁针北极的指向就是该处磁场的方向，要确定小磁针北极的指向是否正确，先根据安培定则确定有关磁场中经过小磁针的磁感线及其方向；通电直导线AB的磁场，磁感线是以导线AB上各点为圆心的同心圆，且都在与导线垂直的平面上，其方向俯视为逆时针方向，显然小磁针a的指向不对，通电螺线管C的磁感线及其方向与条形磁铁相似，螺线管内的
9、磁感线由左指向右，外部的磁感线由右指向左，则b的指向正确,c的指向不对；,对电磁铁D，磁感线的分布与蹄形磁体相似，由安培定则可以确定，电磁铁的左端为N极，右端为S极，通过小磁针d处的磁感线方向是由左向右，d的指向错误.小磁针北极的指向正确的是B.,(1)磁场是分布在立体空间的，要熟练掌握常见磁场的磁感线的立体图和截面图的画法，这是解答磁场问题的基础; (2)判断小磁针的指向有两种方法： 小磁针北极的指向就是该处磁场的方向，也是该处磁感线的切线方向； 穿过小磁针的磁感线必定是从小磁针的南极进北极出.,变式训练2：如图917所示，位于通电直导线和通电螺线管附近或内部可自由转动的小磁针a、b、c、d
10、中(d在螺线管内部)，其指向正确的是( ) Aa和c Bb和d Ca和d Db和c,图917,D,磁场的叠加 一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，在墙的西侧处，当放一指南针时，其指向刚好比原来旋转180，由此可以断定，这根电缆中电流的方向为( ) A.可能是向北 B.可能是竖直向下 C.可能是向南 D.可能是竖直向上,在地磁场作用下，小磁针静止时N极指向北方，现改变为N极指向南方，故应有竖直向上的通电电流，即选D. 奥斯特实验中，通电导线应南北放置，这样小磁针的偏转只是由通电导线产生的磁场引起，而不是由地磁场引起.,变式训练3：在正方形PQRS的各顶点，均置有一条与正方形垂直的通有相同电流的长直
11、导线，a为正方形的中心，b为PQ连线的中点，如图9-1-7所示，则( ),图9-1-8,A.a点的磁感应强度比b大 B.a点的磁感应强度为零 C.b点的磁感应强度指向a处 D.b点的磁感应强度指向P处,B,基础训练,1.如图919所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是通电螺线管的磁场，试在图中补画出电流方向或磁感线方向,图919,基础训练,解析：如下图所示,基础训练,2.如图9110所示的四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是( ),基础训练,A图甲中，导线通电后磁针发生偏转 B图乙中，通电导线在磁场中受到力的作用 C图丙中，当电流方向相同时，导线相互靠近 D图丁中
12、，当电流方向相反时，导线相互远离,基础训练,解析：弄清楚通电直导线周围的磁场分布情况，乙实验只能说明蹄形磁铁产生的磁场对电流有力的作用,答案：B,基础训练,3.如图9111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9111,基础训练,4.19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后正面与背面的温度差，
13、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由南向北沿磁子午线 D由赤道向两极沿磁子午线,基础训练,基础训练,解析：如右图所示考虑地球的自转方向，利用安培定则可以判定的磁场是由东向西的环形电流产生的，故B正确,基础训练,5.要想在如图9112所示的虚线框范围内产生方向都垂直纸面向里的磁场以下办法可行的是( ) A电子在框内做顺时针圆周运动 B正离子在框内做顺时针圆周运动 C电子沿d到a的方向运动 D正离子沿a到b的方向运动,基础训练,解析：可以把框看做是一环形电流，由安培定则可知，要产生垂直纸面向里的磁场
14、，电流方向应是顺时针的，电子运动方向与电流方向相反，故C错误，D正确；在框内做圆周运动，不能使框内各处的磁场都垂直纸面向里，AB错本题正确答案是D.,基础训练,6.在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知( ) A一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针 B一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针 C可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过 D可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过,基础训练,解析：使小磁针突然偏转的原因是小磁针处的磁场发生了变化在小磁针正东方向，条形磁铁N极所产生的磁场是经小磁针指向西方，故A选项一定不成立，而条
15、形磁铁S极产生的磁场是经小磁针自西指向东，故B选项可能成立，但不是唯一原因，故B选项不对当小磁针正上方有电子流通过时，电子流产生的磁场是垂直于电子流的平面，以电子流为圆心的同心圆而小磁针处的磁场方向将因电子流水平通过而成水平方向，若电子流水平自南向北，则经过小磁针的磁场方向为水平向东；若电子流水平自北向南，则其经小磁针的磁场方向为水平向西 答案：C,提升训练,7.如图9113所示，真空中两点电荷+q和-q以共同的角速度绕轴OO匀速转动，P点距+q近，则P点磁感应强度的方向为( ) A沿OO向上 B沿OO向下 C从+q指向-q D磁感应强度为0,9113,提升训练,解析：+q和-q以OO为轴匀速转动时，每一个点电荷都形成一个环形电流，+q形成的环形电流在OO处产生的磁场的磁感应强度方向向上，-q形成的环形交流在OO处产生的磁场的磁感应强度方向向下，但由于+q离OO较近，磁感应强度较强，所以二者合磁场的方向向上 答案：A,拓展训练,8.如图9114所示，在等边三角形ABC的A、B两个顶点处有图示的通电导线，已知两通电导线在C处产生的磁感应强度大小均为B0，求C处的合磁感应强度的大小和方向,图9114,拓展训练,解析：A、B处通电导线在C处产生的磁感应强度如下图所示，据矢量的平行四边形定则，求得C处的合磁感应强度大小为B=2B0cos60=B0，方向垂直AB边远离C点,
