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1、2022版高考物理一轮复习 第九章 磁场 第1讲 磁场及其对电流的作用学案 新人教版2022版高考物理一轮复习 第九章 磁场 第1讲 磁场及其对电流的作用学案 新人教版年级：姓名：- 13 -第九章磁场课标解读课程标准命题热点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
2、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。(1)安培定则的应用、磁场的叠加。(2)安培力、洛伦兹力的理解及应用。(3)带电粒子在匀强磁场中的圆周运动问题。(4)带电粒子在组合场、叠加场中的运动问题。(5)洛伦兹力在现代科技中的应用。第1讲磁场及其对电流的作用知识梳理双基自测ZHI SHI SHU LI SHUANG JI ZI CE知识梳理知识点1磁场、磁感应强度1磁场(1)定义：磁场是磁体、电流周围存在的一种特殊物质。(2)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。(3)方向：小磁针
3、的 N极所受磁场力的方向。2磁感应强度(1)定义式：B(通电导线垂直于磁场)。(2)方向：小磁针静止时 N极的指向。知识点2磁感线与安培定则1磁感线：在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安培定则：(1)通电直导线：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。(2)环形电流：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。如图，分别表示通电直导线、环形电流、通电线圈周围的磁场，表示电流的方向，表示磁场的方向。知识点3安培力的大小与方向1安培力的方向：左手定则(1
4、)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。如图，表示电流的方向，表示磁场的方向，表示安培力的方向。2安培力的大小：FBILsin (为磁场方向与电流方向的夹角)(1)当磁场与电流垂直时，FBIL。(2)当磁场与电流平行时，F0。思考：(1)磁场中的一小段通电导体在该处受力为零，此处B一定为零吗？(2)利用左手定则判断两平行的通电(同向、异向)直导线间的安培力是引力还是斥力？答案(1)不一定(2)同向相吸、异向相斥双基自测一、堵点疏通1同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，与此类
5、似，同向电流相互排斥，异向电流相互吸引。()2安培力F、磁感应强度B、电流I三者方向总是相互垂直。()3安培力计算公式FBIl的成立条件是磁感应强度B垂直于电流I，即BI。()4磁铁的磁场和电流的磁场本质上是不同的。()5磁感应强度是一个矢量，表示通电导线所受安培力的方向。()6地磁的 N极在地球南极附近，赤道表面附近的地磁场可近似认为平行地面向北。()7安培力只能对导体做正功。()二、对点激活1关于磁场中某一点磁感应强度的方向，下列说法正确的是(C)A与一小段通电直导线所受磁场力的方向一致B与运动电荷所受磁场力的方向一致C与在该点的小磁针N极所受磁场力的方向一致D与在该点的小磁针S极所受磁场
6、力的方向一致解析本题考查对磁感应强度的理解。磁场中某一点磁感应强度的方向，与在该点的小磁针N极所受磁场力的方向一致，选项C正确。2(多选)下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是(AB)解析本题考查安培定则的应用。题图A为环形电流的磁场，符合安培定则；题图B是直线电流的磁场，符合安培定则；题图C是直线电流的磁场，方向标反，不符合安培定则；题图D是通电螺线管的磁场，方向标反，不符合安培定则。3如图甲所示为“海影号”电磁推进试验舰艇，舰艇下部的大洞使海水前后贯通。舰艇沿海平面截面图如图乙所示(俯视)，其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极，舰艇内超导体在
7、M、N间产生强磁场，使M、N间海水受到磁场力作用被推出，舰艇因此前进。要使图乙中的舰艇向右前进，则在乙图中所加磁场的方向应为(C)A水平向左B水平向右C垂直纸面向上D垂直纸面向下解析本题考查流体所受安培力的作用与牛顿第三定律。根据题意，M、N分别接电源正、负极，所以有从M到N的电流，要使舰艇向右运动，即受向右的作用力，根据牛顿第三定律可知，海水受向左的安培力，根据左手定则可以判断出磁场方向垂直纸面向上，所以选项C正确。核心考点重点突破HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO考点一安培定则的应用和磁场的叠加1电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极
8、，非匀强，距导线越远处磁场越弱两侧是N极和S极，与条形磁体的磁场类似，管内可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场两侧是N极和S极，圆环内侧，离导线越近，磁场越强；圆环外侧离圆环越远，磁场越弱安培定则立体图横截面图从上向下看从前向后看从右向左看2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3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。例1(2018全国卷)(多选)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
9、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，方向也垂直于纸面向外。则(AC)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A、C对：原磁场、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。名师点拨高考常考的三类磁场 (1)电流表内部永磁体及铁心产
10、生的磁场。(2)通电环形螺线管中部磁场分布。其中甲图中绝大部分磁场被束缚在铁心中，环形螺线管左、右半部相当于两个螺线管，且根据安培定则，相当于两个螺线管N、S极首尾相连；乙图环形螺线管左、右半部也相当于两个螺线管，且根据安培定则，相当于两个螺线管 N极对 N极，S极对S极的并联，磁场被迫在螺线管中部形成了闭合曲线，中部可近似看成匀强磁场。(3)地磁场。地球的磁场与条形磁铁的磁场相似：地磁场的S极在地理北极附近，地磁场的 N极在地理的南极附近；将地磁场B沿地球表面，及垂直于地球表面两方向分解，得到磁场的两个分量B、B，无论在北半球还是南半球B总是从地理上的南极指向地理上的北极，在北半球B垂直于地
11、表指向下，在南半球B垂直于地表向上。变式训练1物理学家欧姆在探究通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体的做法是在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一长直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转。某兴趣研究小组在得知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度与通过直导线的电流成正比的正确结论后重做了该实验，他们发现：当通过导线的电流为I1时，小磁针偏转了30；当通过导线的电流为I2时，小磁针偏转了60，则下列说法中正确的是(A)AI23I1BI22I1CI2I1DI2I1解析本题考查直线电流
12、产生的磁场、磁场叠加及其相关知识点。由题意可设BKI，K为常数，通电后小磁针偏转后重新平衡时，电流产生的磁场的磁感应强度与地磁场的磁感应强度在小磁针处的合磁场方向沿着小磁针N极所指的方向，通电前小磁针N极所指的方向为地磁场方向。设地磁场磁感应强度大小为B0，导线中通过电流为I1、I2时，磁场方向如图所示。tan 30，tan 60，解得I23I1，选项A正确。考点二安培力作用下导体运动情况的判断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安培
13、力作用下导体运动情况判断的常用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例2一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图所示的电流时，从左向右看，线圈L1将
14、(B)A不动B顺时针转动C逆时针转动D向纸面内平动解析方法一：等效分析法。把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流L2的中心，通电后，小磁针的 N极应指向该环形电流L2的磁场方向，由安培定则知L2产生的磁场方向在其中心竖直向上，而L1等效成小磁针，其 N极应由纸里转为向上，所以从左向右看顺时针转动。方法二：利用结论法(凡转动，必靠近)。环形电流L1、L2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得L1的转动方向应是：从左向右看顺时针转动。方法三：直线电流元法。把线圈L1沿转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成无数直线电流元，电流元处在L2产生的磁场中，据安培定则可知各电流元所在磁场方向向上，据左手定则可得，上部电流元所受安培力均指向纸外，下部电流元所受安培力均指向纸内，因此从左向右看线圈L1顺时针转动。变式训练2一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况为(D)A从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B从上向下看顺时针转动并远离螺线管C从上向下看逆时针转动并远离螺线管D从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
