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1、第八章磁场第1讲磁场的描述及磁场对电流的作用磁场、磁感应强度(考纲要求 )1.磁场(1)基本特性：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)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向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(通电导线垂直于磁场)(3)方向：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)特点匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)通电导线在某处所受安培力为零时，此处的磁感应强度一定为零()(2)小磁针在磁场中N极的受
2、力方向为该处磁场的方向()(3)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有关()(4)磁场中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()答案(1)(2)(3)(4)磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向(考纲要求 )1磁感线在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致2几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场(2)电流的磁场通电直导线通电螺线管环形电流安培定则立体图横截面图纵截面图安培力、安培力的方向(考纲要求 )匀强磁场中的安培力(考纲要求 )1安培力的大小当磁感应强度B的方向与导线方向成角时，FBILsin_.这是一般情
3、况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：(1)磁场和电流垂直时：FBIL.(2)磁场和电流平行时：F0.2安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与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决定的平面判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)磁感线是为了形象地描述磁场而人为引入的曲线，并不是客观存在着的线()(2)磁感线越密，磁场越强()(3)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()(4)安培力一定不做功()答案
4、(1)(2)(3)(4)基 础 自 测1(单选)关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()A根据磁感应强度定义B，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比B磁感应强度B是标量，没有方向C磁感应强度B是矢量，方向与F的方向相反D在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同，磁感线密集的地方磁感应强度B大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B小些解析磁感应强度是磁场本身的性质，与放入磁场中的导体的电流或受力大小F无关，A错误；磁感应强度B是矢量，其方向与F总是垂直的，电流方向与F也总是垂直的，B、C错误；在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，由磁场本身决定，与其
5、他外来的一切因素无关，用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，D正确答案D2(单选)一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如下图中箭头所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()解析通电导线在磁场中受安培力时，可用左手定则判断安培力的方向答案D3(单选)在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5105 T如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40 m，载有20 A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是()A4108 NB2.5105 N C9104 N D4102
6、N解析磁场方向是南北方向，电流方向是东西方向，它们相互垂直，可以利用公式FBIL来计算此安培力的大小答案D图8114(单选)两根长直导线a、b平行放置，如图811所示为垂直于导线的截面图，图中O点为两根导线连线ab的中点，M、N为ab的中垂线上的两点且与a、b等距，两导线中通有等大、同向的恒定电流，已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比，则下列说法中正确的是()AM点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同BM点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D若在N点放一小磁针，静止时其北极沿NO由N点指向O点解析由安培定则、
7、通电直导线周围磁场特点及矢量的合成知BM垂直MN向下，BN垂直MN向上，且BMBN；而O点的磁感应强度BO0，B对，A、C错；若在N点放一小磁针，静止时其北极垂直MN向上答案B图8125(单选)如图812所示，AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中当在该导线中通以由C到A，大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是()ABIL，平行于OC向左B.，平行于OC向右C.，垂直AC的连线指向左下方D2BIL，垂直AC的连线指向左下方解析由L为圆弧，所以L，即R，的有效长度为lR，安培力为FABIl，方向由左手定则判
8、断，垂直AC的连线指向左下方，因此选项C正确答案C热点一磁场的叠加和安培定则的应用1磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则2不同情况下安培定则的应用安培定则(右手螺旋定则)作用判断电流的磁场方向内容具体情况直线电流环形电流或通电螺线管条件(电流方向)大拇指指向电流的方向四根手指弯曲方向指向电流的环绕方向结果(磁场方向)四根手指弯曲方向表示磁感线的方向大拇指指向表示轴线上的磁感线方向图813【典例1】 (2013海南卷，9)三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图813所示a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到
9、相应顶点的距离相等将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是()AB1B2B3BB1B2B3Ca和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里Da处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里解析本题考查磁场的叠加，由于通过三条导线的电流大小相等，结合右手定则可判断出三条导线在a、b处产生的合磁感应强度垂直纸面向外，在c处垂直纸面向里，且B1B2B3，故选项A、C正确答案AC反思总结求解有关磁感应强度问题的关键(1)磁感应强度由磁场本身决定(2)合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定则)(3)牢记判断电流的磁场的方法安培定
10、则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型(记住5种常见磁场的立体分布图)【跟踪短训】图8141(2013上海卷，13)如图814所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是()解析通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，所以用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是C.答案C图8152如图815所示，一根通电直导线放在磁感应强度B1 T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是()A直导线中电流方向垂直纸面向里Bc点的
11、实际磁感应强度也为0Cd点实际磁感应强度为 T，方向斜向右下方，与B的夹角为45D以上均不正确解析题中的磁场是由直导线电流的磁场和匀强磁场共同形成的，磁场中任一点的磁感应强度应为两磁场分别产生的磁感应强度的矢量和a处磁感应强度为0，说明直导线电流在该处产生的磁感应强度大小与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，可得直导线中电流方向应是垂直纸面向里在圆周上任一点，由直导线电流产生的磁场的磁感应强度大小均为B1 T，方向沿圆周切线方向，可知c点的磁感应强度大小为2 T，方向向右，d点的磁感应强度大小为 T，方向与B成45角斜向右下方答案AC热点二安培力作用下导体的平衡问题通电导体在磁场中受到的安
12、培力(1)方向：根据左手定则判断F、B、I三者间方向关系：已知B、I的方向(B、I不平行时)，可用左手定则确定F的唯一方向FB，FI，则F垂直于B和I所构成的平面，但已知F和B的方向，不能唯一确定I的方向(2)大小：由公式FBIL计算，且其中的L为导线在磁场中的有效长度如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图816所示图816图817【典例2】(2012天津卷，2)如图817所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为.如果仅改变下列某一个条件，角的相应
13、变化情况是()A棒中的电流变大，角变大B两悬线等长变短，角变小C金属棒质量变大，角变大D磁感应强度变大，角变小审题指导(1)金属棒MN处于_状态(2)沿MN方向看，画出MN的受力图_(3)利用平衡条件列出平衡方程_.提示(1)平衡(2)(3)BIlmgtan 解析选金属棒MN为研究对象，其受力情况如图所示根据平衡条件及三角形知识可得tan ，所以当棒中的电流I、磁感应强度B变大时，角变大，选项A正确，选项D错误；当金属棒质量m变大时，角变小，选项C错误；角的大小与悬线长无关，选项B错误答案A反思总结1求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路2求解关键(1)电磁问题力学化(2)立体图形平面化【跟
14、踪短训】图8183如图818所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则()A导体棒向左运动B开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为C开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为D开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为解析磁场方向与导体棒垂直，导体棒所受安培力FBIL，方向为垂直于磁场方向与电流方向所确定的平面斜向下，其有水平向右的分量，将向右运动，故A、C错误，B正确导体棒的合力F合Fcos(90)Fsin ，由a得a，D正确答案BD图8194如图819所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾
