《（名师导学）2020版高考物理总复习 第九章 第1节 磁场的描述 磁场对电流的作用教学案 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（名师导学）2020版高考物理总复习 第九章 第1节 磁场的描述 磁场对电流的作用教学案 新人教版（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章磁场【p160】内容要求说明磁场、磁感应强度、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力洛伦兹力、洛伦兹力的方向洛伦兹力公式带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪和回旋加速器1.安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情况2.洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情况2017、2018命题情况【p160】年份考题题型分值主要考点2017全国卷第16题选择题6分带电粒子在复合场中的运动全国卷第19题选择题6分电流产生的磁场的合成全国卷第18题选择题6分带电粒子在圆形匀强磁场中运动年份考题题型分值主要考点2017全国卷第21题选择题6分通电线圈在磁场中转动全国
2、卷第18题选择题6分电流产生的磁场的合成全国卷第24题计算题12分带电粒子在磁场中运动天津卷第11题计算题18分带电粒子在组合场中的运动江苏卷第1题选择题3分磁通量江苏卷第15题计算题16分质谱仪北京卷第23题计算题18分带电粒子在磁场中运动、质能方程2018全国卷第19题选择题6分安培定则、磁感线方向全国卷第25题计算题20分涉及带电粒子在磁场中运动全国卷第20题选择题6分电流产生的磁场的合成全国卷第25题计算题20分涉及带电粒子在磁场中运动全国卷第24题计算题12分涉及带电粒子在磁场中运动第1节磁场的描述磁场对电流的作用【p160】夯实基础1磁场的性质(1)来源：磁场是存在于磁体、_电流_
3、和运动电荷周围的一种特殊物质(2)基本性质：磁场对放入磁场中的磁体、电流(方向与磁场方向不平行)和运动电荷(速度方向与磁场方向不平行)有_磁场力_的作用(3)方向：磁场中某点的磁场方向为该点小磁针静止时_N极_所指方向2磁场的描述(1)磁感应强度意义：描述磁场_强弱和方向_的物理量定义式：B_，式中通电直导线中的电流I与磁场方向垂直由磁场本身决定，与I、L和F的大小均_无关_方向：小磁针静止时_N极_所指的方向单位： _特斯拉_，符号T，1 T1 N/(Am)磁场的叠加：a磁感应强度是矢量，合成与分解遵守平行四边形定则b空间中有几个磁体或电流同时存在时某点的磁感应强度是每个磁体或电流在该点产生
4、的磁感应强度的矢量和(2)磁感线：在磁场中人为地画出一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的_磁感应强度_的方向一致，曲线的疏密程度表示磁场的_强弱_，这样的曲线叫做磁感线3常见的磁场 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(2)地磁场地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，主要特点有： 地磁场的_N极_在地理南极附近，_S极_在地理北极附近，如图所示地磁场B的水平分量(Bx)总是从南方指向_北方_；而竖直分量(By)则南、北半球相反，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，距离地球表面高度相等的各点，磁场强弱_相同_，且方向水平(3)匀强磁场：若某个区域里磁感应强度大小处处_相等_，方
5、向_相同_，那么该区域的磁场叫匀强磁场，匀强磁场中的磁感线是_平行等距_的直线如通电螺线管内部的磁场、两个平行放置且距离很近的异名磁极之间的磁场都可认为是匀强磁场考点突破例1与电场强度相对应，我们把描述磁场强弱的物理量叫作磁感应强度，关于磁感应强度的概念及其定义式B，下列说法中正确的是()A在同一磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大B磁场中某点B的方向，与垂直放在该点的试探电流元所受安培力方向相同C磁场中某点B的大小，与垂直放在该点的试探电流元所受到的安培力大小成正比D在磁场中的某点，试探电流元不受磁场力作用时，该点B的大小一定为零【解析】磁感应强度的定义式为比值法定义，即磁感应强度大小与
6、该点的试探电流元无关，磁感线越密，磁感应强度越大，A正确，C错误；磁感应强度的方向，与垂直放在该点的试探电流元所受安培力方向垂直，B错误；若试探电流元平行于磁场方向，该电流元受到的磁场力为零，所以若试探电流元不受磁场力作用，并不表示该点的磁感应强度大小为零，D错误【答案】A针对训练1中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图结合上述材料，下列说法不正确的是(C)A地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D地磁
7、场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用【解析】根据“则能指南，然常微偏东，不全南也”知，选项A正确由图可知地磁场的南极在地理北极附近，选项B正确由图可知在两极附近地磁场与地面不平行，选项C不正确由图可知赤道附近的地磁场与地面平行，射向地面的带电宇宙粒子运动方向与磁场方向垂直，会受到磁场力的作用，选项D正确【p161】夯实基础几种常见电流周围的磁场分布直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点非匀强磁场且距导线越远处_磁场越弱_磁场与条形磁铁的磁场相似，管内为_匀强_磁场，管外为非匀强磁场环形电流的两侧相当于两个磁极且离圆环中心越远，磁场_越弱_安培定则立体图横截面图纵截面图考点突破
8、例2无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与导线中电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即B(式中k为常数)如图所示，两根相距L的无限长直导线A和C分别通有电流I和3I.在两根导线连线所在的直线上有a、b两点，a点为两根直导线连线的中点，b点距导线A的距离为L.下列说法正确的是()Aa点和b点的磁感应强度方向相同Ba点和b点的磁感应强度方向相反Ca点和b点的磁感应强度大小之比为81Da点和b点的磁感应强度大小之比为161【解析】a点和b点的磁感应强度应为两条通电直导线分别在两点产生的磁场的磁感应强度的矢量和，由安培定则及公式B可得，导线C在a点产生的磁感应强度大小Ba1，
9、方向竖直向下，导线A在a点产生的磁感应强度大小Ba2，方向竖直向下，则a点的磁感应强度大小BaBa1Ba2，方向竖直向下；导线C在b点产生的磁感应强度大小Bb1，方向竖直向下，导线A在b点产生的磁感应强度大小Bb2，方向竖直向上，则b点的磁感应强度大小BbBb1Bb2，方向竖直向下，所以a点与b点的磁感应强度大小之比为BaBb161，a点和b点的磁感应强度方向相同，选项A、D正确【答案】AD【小结】1.空间任意一点的磁感应强度，是各个电流在该点分别产生的磁感应强度的矢量和2电流方向和磁场方向之间的关系，用安培定则确定：在直线电流中，大拇指指电流方向，弯曲的四指指磁场绕行方向；在环形电流中，四指
10、指环形电流的绕行方向，大拇指指环内磁场的方向针对训练2图中a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，位于等边三角形的三个顶点上，bc沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示，O点为三角形的中心则(B)AO点的磁感应强度为零BO点的磁场方向垂直Oc向下C导线a受到的安培力方向竖直向上D导线b受到的安培力方向沿bc连线方向指向c【解析】根据安培定则，电流a在O产生的磁场平行于bc向左，b电流在O产生的磁场平行ac指向右下方，电流c在O产生的磁场平行ab指向左下方；由于三导线电流相同，到O点的距离相同，根据平行四边形定则，则O点合场强的方向垂直Oc向下，故A错误，B正确；根据左手定则，结
11、合矢量合成法则，导线a受到的安培力方向水平向左，而导线b受到的安培力方向平行于ac斜向左上方，故C、D错误【p162】夯实基础1安培力的大小(1)一般公式：F_BILsin_，如图所示，为B与I的夹角当B与I垂直时：安培力最大，FBIL.当B与I平行时：安培力最小，F0.(2)常用公式：FBIL，应用时要满足： B与L垂直； L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度； 如弯曲导线的有效长度L等于两端点所连线段的长度(如图所示)；与磁感应强度不垂直的导线的有效长度等于该导线垂直于磁感应强度的投影的长度，如图所示：相应的电流方向沿L由始端流向末端因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈
12、通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零B并非一定是匀强磁场，但一定是导线所在处的磁感应强度值2安培力的方向(1)判定方法左手定则左手定则：伸开左手，使拇指跟其余四个手指_垂直_，并且都跟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(2)安培力的方向特点：FB，FI，即F_垂直_于B和I决定的平面(注意：B和I可以有任意夹角)3安培力做功(1)安培力可以做正功，安培力做正功的过程是把_电能_转化成其他形式的能的过程，安培力做的正功_小于_消耗的电能(2)安培力可以做负功，安培力做负功的过程是把_机械_能转化
13、成_电_能的过程，安培力做的负功的绝对值_等于_产生的电能考点突破例3如图所示，一个边长L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，若通以图示方向的电流(从A点流入，从C点流出)，电流强度为I，则金属框受到的磁场力为()A0 B. CBIL D2BIL【解析】解法一：先考虑AB、BC、AC所受磁场力的大小、方向，再求它们的合力由电阻关系及并联电路特点，可得出AC中电流I1，AB、BC中电流均为，AC受磁场力F1BL，方向垂直AC向上AB、BC所受磁场力大小均为F2BL，方向分别垂直AB、BC.金属框所受磁场力如图示，依矢量合成，可求得金属框受到的磁场力大小为BIL，C对解法二：设AC中电流为I1，AB、BC中电流为I2，I1I2I，AC受磁场力F1BI1L，垂直AC向上，ABC的等效长度为L，所受磁场力F2BI2L，垂直AC向上，金属框所受磁场力FF1F2BIL，垂直AC向上，C对【答案】C针对训练3(多选)如图所示，在三维直角坐标系中，分布着沿y轴正方向的匀强磁场，折线导线ABCDEF固定在立方体上，现通以方向如图的电流I，下列说法正确的是(AB)ABC、DE所受安培力相同BCD所受安培力最大CAB所受安培力为零DBC、CD所受安培力方向相同【解析】BC、DE
