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1、09届高三一轮复习磁场一章高考预测 高考复习方案、方法红安一中 李胜山 张应元磁场考纲要求考 点 内 容能力层级说 明电流的磁场1.安培力的计算限于直导线跟B平行或垂直的两种情况。2.洛伦兹力的计算限于v跟B平行或垂直的两种情况。磁感应强度、磁感线、磁通量、地磁场磁性材料、分子电流假说磁场对通电直导线的作用，安培力、左手定则磁电式电流表原理磁场对运动电荷的作用，洛伦兹力，带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪，回旋加速器磁场知识结构？磁场高考预测 / 文档可自由编辑打印1.高考对磁场及其描述、磁场对电流的作用的考查面大，几乎每个知识点都考到，如磁感应强度、磁通量这样重要的基本概念应完整准确地理解、掌
2、握 安培力、左手定则是高考重点考查的知识点，高考中反复出现，并与力、电内容广泛结合，考查考生综合分析能力、灵活解题能力2.磁场对运动电荷的作用是高考重点考查的内容，在历届高考中反复多次出现多与力学知识结合在一起考查考生的综合分析能力在2004年考试说明中把带电粒子在匀强磁场中的圆周运动中的“圆周”去掉使考查更灵活范围更广，应引起考生足够重视3.带电粒子在复合场中的运动是磁、电、力学的综合问题，要求考生具有较高的分析、解决问题的能力，该类问题在高考中多次出现也是今后高考命题的一个重点. 综合题一般在中等难度及以上。从思维能力看：主要考查学生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
3、体的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、轨迹的切点、磁场的边界点等）。从高考命题趋势看，命题表现为：基本知识，新技术应用情景，理解、分析综合能力相结合可能更多些。磁场高考复习方案、方法第一课时 磁场及其描述一、考点透视（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电荷运动所产生的。变化的电场空间也产生磁场。2磁场的基本特性：磁场对处于其中的磁极、电流和运动电荷有力的作用；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磁场发生的。3磁场的方向：规定在磁场中任意一
4、点小磁针北极的受力方向（小磁针静止时N极的指向）为该点处磁场方向。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电荷运动产生的；根据分子电流假说可以解释磁化、去磁等有关磁现象。（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，使曲线上每一点的切线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
5、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）；（2）任何两条磁感线不相交、不相切；（3）任何一根磁感线都不中断，是闭合曲线；在磁体外部磁感线从北极出，南极进，在磁体内部磁感线从南极指向北极；（4）磁感线的稀密表示磁场的强弱，磁感线越密处磁场越强，反之越弱；（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。3熟悉几种常见磁场的磁感线的分布：蹄形磁体的磁场、条形磁体的磁场、直线电流的磁场、环形电流的磁场、通电螺电管的磁场。4地磁场：（1）地球是一个巨大的磁体、地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在
6、地理的北极附近；（2）地磁场的分布和条形磁体磁场分布近似；（3）在地球赤道平面上，地磁场方向都是由南向北且方向水平（平行于地面）；（4）近代物理研究表明地磁场相对于地球是在缓慢的运动和变化的；地磁场对于地球上的生命活动有着重要意义。（三）电流的磁场、安培定则1直线电流的磁场。磁感线是以导线为圆心的同心圆，其方向用安培定则判定：右手握住导线，让伸直的大姆指指向电流方向，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。直线电流周围空间的磁场是非匀强磁场，距导线近，磁场强；距导线远，磁场弱。2环形电流的磁场。右手握住环形导线，弯曲的四指和环形电流方向一致，伸直的大姆指所指方向就是环形电流中心轴线上磁感线的
7、方向。3通电螺线管的磁场。右手握住螺线管，让弯曲的四指指向电流方向，伸直的大姆指的指向为螺线管内部磁感线方向；长通电螺线管内部的磁感线是平行均匀分布的直线，其磁场可看成是匀强磁场，管外空间磁场与条形磁体外部空间磁场类似。（四）磁感应强度（描述磁场力的性质的矢量）1定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L之乘积IL的比值叫做磁感应强度，定义式为BF/IL。2对定义式的理解：（1）定义式中反映的F、B、I方向关系为：BI，FB，FI，则F垂直于B和I所构成的平面。（2）定义式可以用来量度磁场中某处磁感应强度，不决定该处磁场的强弱，磁场中某处磁感应强度的大小由磁场
8、自身性质来决定。（3）磁感应强度是矢量，其矢量方向是小磁针在该处的北极受力方向，与安培力方向是垂直的。（4）如果空间某处磁场是由几个磁场共同激发的，则该点处合磁场（实际磁场）是几个分磁场的矢量和；某处合磁场可以依据问题求解的需要分解为两个分磁场；磁场的分解与合成必须遵循矢量运算法则。（5）在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉（T） 1T1N/(Am)（五）磁通量、磁通密度1磁通量的定义：穿过某面积的磁感线的条数叫做穿过这一面积的磁通量。2磁通量的计算公式：（1）若面积S所在处为匀强磁场B，磁感应强度方向又垂直面积S，则穿过面积S的磁通量为=BS。（2）若面积S与垂直于磁场方向的平面间的夹角
9、为，则穿过S的磁通量BSBScos；若S与B之间的夹角为，则BSBSsin；无论采用哪一种公式计算，关键把握住“线圈的有效面积线圈平面沿磁场方向的投影”。（3）若平面S与磁场B平形，则=0。3磁通量是标量，没有方向，但有正负。若规定磁感线从某一边穿过平面时磁通量为正，则反方向穿过平面的磁通量就为负，当某面上同时有正反两个方向的磁感线穿过时，则穿过该面的实际磁通量为正负磁通量的代数和，正负。4穿过某一线圈（多匝时）平面的磁通量的大小与线圈的匝数无关。穿过任意闭合曲面的总磁通量总是为零（如：穿过地球表面的总磁通量为零）。5在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯（Wb）：1Wb1Tm21Nm2/Am1N
10、m/A1J/A1VAS/A1VS。6磁通密度：垂直穿过单位面积上磁感线的条数（/S）叫磁通密度。由BS，有B/S，故磁感应强度也叫磁通密度。磁通密度是从磁感线的稀密角度来描述磁场强弱的。国际单位制中规定：垂直穿过1m2面积上的磁感线条数为1根时，该面上的磁感应强度为1T（1T1Wb/m2）。二、高考攻略（一）判断小磁针在磁场中北极的指向小磁针在磁场中静止时，北极指向的判断，主要是综合考虑两个方面的问题；（1）磁场在空间的分布。要熟练掌握常见磁场的磁感线在空间的分布，会画磁感线的立体空间分布图，会选择适当的切面，画出磁感线的平面分布图。（2）把握住小磁针北极的指向和该处磁感线间的关系。一方面小磁
11、针北极的指向就是该处磁感线的切线方向，另一方面，穿过任何磁体的磁感线必定从磁体的南极进，北极出。（二）磁场的合成与分解空间某处磁场可能是由几个分磁场共同激发的，则该处的磁场是由几个分磁场矢量的叠加。则先分析各分磁场在该处的分磁场矢量，然后依据平行四边形法则求矢量的合成。某处磁场也可以分解为两个分磁场，理论上，一个矢量可以分解为任意方向的两个分矢量，但解题时对磁感应强度矢量分解，要么依据需要分解，要么依据效果分解。如：求穿过线圈平面的磁通量时，将磁感应强度分解为平行于平面和垂直于平面的两个分矢量；求导线所受安培力时，将磁感应强度分解为平行于导线和垂直于导线的两个分矢量；求运动电荷所受洛伦兹力时，
12、将磁感应强度分解为平行于速度和垂直于速度的两个分矢量；求线圈所受磁力矩时，将磁感应强度分解为平行于线圈平面和垂直于线圈平面的两个分矢量；求直导体作切割磁感线运动产生感应电动势时，将磁感应强度分解为平行于速度和垂直于速度的两个分矢量，或者分解为平行于导体和垂直于导体的两个分矢量。（三）穿过线圈平面的磁通量以及磁通量的变化磁通量的计算公式=BS中要求BS，若B与S之间的夹角为，则计算时有两种思考方法。（1）将B分解为平行于S的分量BBcos，垂直于S的分量BBsin，则BSBSsin。（2）求S的有效面积S线圈沿磁场方向的投影（垂直磁场的面积S），SSsin，则BSBSsin（如图所示）。计算磁通
13、量变化时，要特别注意，线圈旋转或磁场方向发生变化时，引起穿过线圈平面的磁通量的正负发生变化。三、典型例析例1如图所示，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（黑色的一端）N的指向正确的是：（B D）A。a B。b C。c D。d分析：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，螺线管内的磁感
14、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的指向正确。通过各小磁针处的磁感线分布如图所示。解答：小磁针北极的指向正确的是B、D。点评：（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。例2.如图所示，三根平行长直导线分别垂直穿过一个等腰三角形的三
15、个顶点A、C、D，如图所示，A、D处电流垂直纸面向外，C处电流垂直纸面向里。已知每根通导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则O点的实际磁感应强度的大小和方向如何？分析：已知三根导线在O处产生的磁感应强度大小相等，根据安培定则确定每根通导线在O处产生磁感应强度的方向，再依据矢量合成法则求出三个分磁场在O处合磁场的大小和方向。解答：由安培定则有：IA、IC在O点处产生的磁感强度BA、BC方向相同，ID在O处产生的磁场方向与BA、BC垂直（如图所示），故O点的实际磁感应强度的大小为：B0设磁感应强度B0的方向与斜边夹角为，则tan2B/B2，故arctan2例3如图所示，矩形线圈面积为S，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁场夹角为30，若将线圈平面绕OO轴：（1）顺时针旋转60；（2）逆时针旋转60（均沿OO方向看）：求两种情况下线圈中磁通量的变化。分析：磁通量是标量，但有正负。设磁感线按题中图示方向穿
