《（新课改省份专用）2020版高考物理一轮复习 第九章 第1节 磁场的描述 磁场对电流的作用学案（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（新课改省份专用）2020版高考物理一轮复习 第九章 第1节 磁场的描述 磁场对电流的作用学案（含解析）（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、磁场的描述 磁场对电流的作用新课程标准核心知识提炼1.了解我国古代对磁现象的认识和应用及其对人类文明的影响。2.通过实验，了解磁场。知道磁场是一种物质，体会场的统一性与多样性。知道磁感应强度和磁通量。能用磁感线描述磁场。体会物理模型在探索自然规律中的作用。3.知道电流的磁场。会判断通电直导线和通电线圈周围的磁场方向。4.通过实验，认识安培力。能判断安培力的方向，会计算安培力的大小。了解安培力在生产生活中的应用。5.通过实验，认识洛伦兹力。能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。了解带电粒子的磁偏转原理及其应用。磁场磁感应强度磁通量磁感线电流产
2、生的磁场安培定则安培力的方向和大小洛伦兹力的方向和大小带电粒子在匀强磁场中的圆周运动带电粒子的磁偏转原理及其应用第1节磁场的描述磁场对电流的作用一、磁场、磁感应强度1磁场基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。 2磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。(2)大小：B。注1(3)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向，也就是小磁针静止时N极的指向。(4)单位：特斯拉(T)。3匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。(2)特点：磁感线疏密程度相同、方向相同。二、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1磁感线及其特点(1)磁感线：在
3、磁场中画出一些曲线，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。(2)特点注2磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。磁感线是假想的曲线，客观上不存在。2电流的磁场通电直导线通电螺线管环形电流安培定则三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1安培力的大小(1)磁场和电流垂直时：FBIL。(2)磁场和电流平行时：F。2安培力的方向左手定则判断： 注3(1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向。(3)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。
4、【注解释疑】注1 B的大小和方向由磁场本身决定，与该处放不放通电导线无关，在定义式中一定要强调通电导线垂直于磁场。注2 磁场是客观存在的特殊物质，磁感线是假想的曲线；磁感线是闭合的曲线，而电场线是不闭合的曲线。注3 安培力方向一定垂直电流与磁场方向决定的平面，即同时有FAI，FAB。而磁场与电流的方向可以不垂直。 深化理解1电流不受安培力或运动电荷不受洛伦兹力，都不能说明该处没有磁场，这一点与电场不同，电荷在电场中一定受电场力作用。2安培力可以做功，而洛伦兹力永不做功。3安培力的冲量IBLq。基础自测一、判断题(1)磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流元的情况无关。()(2)磁场中
5、某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致。()(3)垂直磁场放置的线圈面积减小时，穿过线圈的磁通量可能增大。()(4)小磁针N极所指的方向就是该处磁场的方向。()(5)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强。()(6)将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零。()(7)1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应。()二、选择题1粤教版选修31 P84T1把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用。关于安培力的方向，下列说法中正确的是()A安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B安培力的方向一定跟磁感应强度的方
6、向垂直，但不一定跟电流方向垂直C安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直D安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直解析：选D根据左手定则可知，安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直，故D正确。2教科版选修31 P83T3(多选)如图为通电螺线管。A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是()A磁感线最密处为A处，最疏处为B处B磁感线最密处为B处，最疏处为C处C小磁针在B处和A处N极都指向左方D小磁针在B处和C处N极都指向右方解析：选BC根据安培定则可知，A、B两处磁场方向向左，C处磁场方向向右；根据通电螺线管
7、周围的磁感线分布情况可知，B处磁感线最密，C处磁感线最疏。3(多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F。以下关于磁感应强度B的说法正确的是()A磁感应强度B一定等于B磁感应强度B可能大于或等于C磁场中通电直导线受安培力大的地方，磁感应强度一定大D在磁场中通电直导线也可以不受安培力答案：BD4.人教版选修31 P94T3改编如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()解析：选A由
8、安培力FBIL可知，线圈在磁场中的有效长度越大，天平越容易失去平衡，故A正确。高考对本节内容的考查，主要集中在安培定则和磁场叠加、安培力作用下导体运动情况的判断与平衡问题，对三个考点的考查，主要以选择题的形式呈现，难度一般，而对安培力作用下的平衡问题有时考查计算题，难度中等。考点一安培定则的应用和磁场的叠加基础自修类题点全练1安培定则的应用如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是()Aa、b、c的N极都向纸里转Bb的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转Cb、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转Db的N极向纸里转，而a、c的
9、N极向纸外转解析：选B由于圆环带负电荷，故当圆环沿顺时针方向转动时，等效电流的方向为逆时针，由安培定则可判断环内磁场方向垂直纸面向外，环外磁场方向垂直纸面向内，磁场中某点的磁场方向即是放在该点的小磁针静止时N极的指向，所以小磁针b的N极向纸外转，a、c的N极向纸里转。故B正确。2两电流产生磁场的叠加(多选)(2018全国卷)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂
10、直于纸面向外。则()A流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0B流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0C流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0D流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0解析：选AC外磁场、电流的磁场方向如图所示，由题意知在b点：B0B0B1B2在a点：B0B0B1B2由上述两式解得B1B0，B2B0，故A、C正确。3多个电流产生磁场的叠加四根相互平行的通电长直导线a、b、c、d电流均为I，如图所示放在正方形的四个顶点上，每根通电直导线单独存；在时，正方形中心O点的磁感应强度大小都是B，则四根通电导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为()A2B，
11、方向向左B2B，方向向下C2B，方向向右 D2B，方向向上解析：选A根据安培定则判断四根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：a导线产生的磁感应强度方向为Od方向；c导线产生的磁感应强度方向为Od方向；同理，b导线产生的方向为Oa方向，d导线产生的方向为Oa方向，则根据平行四边形定则进行合成可知，所以四根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为2B，方向水平向左。故A正确。名师微点1安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”。原因(电流方向)结果(磁场方向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流及通电螺线管的磁场四指大拇指2.磁场的叠加磁感应强度为矢量，
12、合成与分解遵循平行四边形定则。考点二安培力作用下导体运动情况的判断师生共研类1判定导体运动情况的基本思路判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁感线分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。2五种常用判定方法电流元法分割为电流元安培力方向整段导体所受合力方向运动方向特殊位置法在特殊位置安培力方向运动方向等效法环形电流小磁针，通电螺线管条形磁铁结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先
13、分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向典例如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)()A顺时针方向转动，同时下降B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降D逆时针方向转动，同时上升解析如图甲所示，把直线电流等效为无数小段，中间的点为O点，选择在O点左侧S极右上方的一小段为研究对象，该处的磁场方向指向左下方，由左手定则判断，该小段受到的安培力的方向垂直纸面向里，在O点左侧的各段电流元都受到垂直纸面向里的安培力，把
14、各段电流元受到的力合成，则O点左侧导线受到垂直纸面向里的安培力；同理判断出O点右侧的导线受到垂直纸面向外的安培力。因此，由上向下看，导线沿顺时针方向转动。分析导线转过90时的情形，如图乙所示。导线中的电流向外，由左手定则可知，导线受到向下的安培力。由以上分析可知，导线在顺时针转动的同时向下运动。选项A正确。答案A题点全练1等效法如图所示，在固定放置的条形磁铁S极附近悬挂一个金属线圈，线圈与水平磁铁位于同一竖直平面内，当在线圈中通入沿图示方向流动的电流时，将会看到()A线圈向左平移B线圈向右平移C从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁D从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁解析：选C把通电线圈等效成小磁针，等效小磁针的N极垂直于纸面向外，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知：从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁，C正确。2结论法与电流元法组合如图所示，一通电金属环固定在绝缘的水平面上，在其左端放置一可绕中点O自由转动且可在水平方向自由移动的竖；直金属棒，中点O与金属环在同一水平面内，当在金属环与金属棒中通有图中所示方向的电流时，则()A金属棒始终静止不动B金属棒的上半部分向纸面外转，下半部分向纸面里转，同时靠近金属环C金属棒的上半部分向纸面里转，下半部分向纸面外转，同时靠
