2022年高考物理专题复习讲义专题十一磁场.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载磁 场学问网络：本章在介绍了磁现象的电本质的基础上,主要争论了磁场的描述方法（定义了磁感应强 度、磁通量等概念,引入了磁感线这个工具）和磁场产生的作用（对电流的安培力作用,对 通电线圈 的磁力矩作用和对运动电荷的洛仑兹力作用）及相关问题；其中磁感应强度、磁 通量是电磁学 的基本概念,应仔细懂得；载流导体在磁场中的平稳、加速运动,带电粒子 在洛仑兹力作用 下的圆周运动等内容应娴熟把握；常见磁体四周磁感线的空间分布观念的 建立,常是解决有 关问题的关键,应留意这方面的训练；单元切块：依据考纲的要求,本章内容可以分成三部分,即：基本

2、概念安培力；洛伦兹力带电粒子在磁场中的运动；带电粒子在复合场中的运动；其中重点是对安培力、洛伦兹力的懂得、娴熟解决通电直导线在复合场中的平稳和运动问题、带电粒子在复合场中的运动问题；难点是带电粒子在复合场中的运动问题；学问点、才能点提示名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.通过有关磁场学问的归纳,学习必备欢迎下载并在此基础上懂得磁现象电使同学对磁场有较全面的熟悉,本质；2.介绍磁性材料及其运用,扩高校生的学问面,培育联系实际的才能；3.磁感应强度 B 的引入, 体会科学探究方法；通过安培力的学问, 懂得电流表的工作

3、原理；通过安培力的公式 FIlB sin 的分析推理,开阔同学思路,培育同学思维才能；通过安培力 在电流表中的应用,培育同学运用所学学问解决实际问题的意识和才能；4.通过洛仑兹力的引入,培育同学的规律推理才能；5.通过带电粒子在磁场中运动及回旋加速器的介绍,培育,并开阔思路；调动同学摸索的积极性及思维习惯的基本概念 安培力教学目标：1把握电流的磁场、安培定就；明白磁性材料,分子电流假说 2把握磁感应强度,磁感线,知道地磁场的特点 3把握磁场对通电直导线的作用,安培力,左手定就 4明白磁电式电表的工作原理 5能够分析运算通电直导线在复合场中的平稳和运动问题；教学重点： 磁场对通电直导线的作用,安

4、培力 教学难点： 通电直导线在复合场中的平稳和运动问题 教学方法： 讲练结合,运算机帮助教学 教学过程：一、基本概念1.磁场的产生 磁极四周有磁场；电流四周有磁场（奥斯特）；安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说）,认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷 的运动产生的； （但这并不等于说全部磁场都是由运动电荷产生的,由于麦克斯韦发觉变化 的电场也能产生磁场； ）变化的电场在四周空间产生磁场；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2.磁场的基本性质磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用（对磁极肯定有力的

5、作用；对电流只是可能有力的作用,当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）比较；3.磁场力的方向的判定；这一点应当跟电场的基本性质相磁极和电流之间的相互作用力（包括磁极与磁极、电流与电流、磁极与电流）,都是运动电荷之间通过磁场发生的相互作用；因此在分析磁极和电流间的各种相互作用力的方向时,不要再沿用中学学过的“ 同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”的结论（该结论只有在一个磁体在另一个磁体外部时才正确）,而应当用更加普遍适用的： “ 同向电流相互吸引,反向电流相互排斥”,或用左手定就判定；4.磁感线用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线；磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向,也就是在该点

6、小磁针静止时 弱；N 极的指向；磁感线的疏密表示磁场的强磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）；要熟记常见的几种磁场的磁感线：地球磁场通电直导线四周磁场通电环行导线四周磁场名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载安培定就（右手螺旋定就）：对直导线,四指指磁感线方向；对环行电流,大拇指指中 心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向；5.磁感应强度BF（条件是匀强磁场中,或 L 很小,并且LB ）；IL磁感应强度是矢量；单位是特斯拉,符号为 6.磁通量T, 1T=1N/ （A m）

7、 =1kg/（A s 2）假如在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,其面积为 S,就定义B 与 S 的乘积为穿过这个面的磁通量,用 表示； 是标量,但是有方向 （进该面或出该面） ；单位为韦伯,符号为W b；1W b=1T m2=1V s=1kg m2/（A s 2）；可以认为穿过某个面的磁感线条数就是磁通量；在匀强磁场磁感线垂直于平面的情形下,B= /S,所以磁感应强度又叫磁通密度；在匀强磁场中,当 B 与 S 的夹角为 时,有 =BSsin ；二、安培力（磁场对电流的作用力）1.安培力方向的判定（1）用左手定就；（2）用“ 同性相斥,异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位

8、于螺线管外部时）；（3）用“ 同向电流相吸,反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）；可以把条形磁铁等效为长直螺线管（不要把长直螺线管等效为条形磁铁）；【例 1】磁场对电流的作用力大小为F BIL （留意： L 为有效长度,电流与磁场方向应）F 的方向可用定就来判定试判定以下通电导线的受力方向名师归纳总结 I B 第 4 页,共 10 页B - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载试分别判定以下导线的电流方向或磁场方向或受力方向F B F B 【例 2】如下列图,可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流,不计通电导线 的重力,仅在磁场力作用下,导

9、线将如何移动？【例 3】 条形磁铁放在粗糙水平面上,正中的正上方有一导线,通有图示方向 的电流后,磁铁对水平面的压力将会（增大、减小仍是不变？）；水平面对磁铁的摩 擦力大小为；【例 4】 如图在条形磁铁 线圈将向哪个方向偏转？N 极邻近悬挂一个线圈,当线圈中通有逆时针方向的电流时,【例 5】 电视机显象管的偏转线圈示意图如右,即时电流方向如下列图；该时刻由里向 外射出的电子流将向哪个方向偏转？2.安培力大小的运算i F=BLI sin （ 为 B、L 间的夹角）高中只要求会运算 =0（不受安培力）和 =90 两种情形；【例 6】 如下列图,光滑导轨与水平面成 角,导轨宽L；匀强磁场磁感应强度为

10、B；金属杆长也为L ,质量为m,水平放在导轨上；当回路总电流为I 1时,金属杆正好能静止；求：B 至少多大？这时B 的方向如何？如保持B 的大小不变而将B 的方向改为竖直向上,应把回路总电流I2 调到多大才能使金属杆保持静止？【例 7】如下列图,质量为m 的铜棒搭在U 形导线框右端,棒长和框宽均为L,磁感应h s 强度为 B 的匀强磁场方向竖直向下；电键闭合后, 在磁场力作用下铜棒被平抛出去,下落h 后的水平位移为s；求闭合电键后通过铜棒的电荷量Q；【例 8】如下列图,半径为R、单位长度电阻为的匀称导体环固定在水平面上,圆环中心为 O,匀强磁场垂直于水平面方向向下,磁感应强度为B；平行于直径M

11、ON 的导体杆,沿垂直于杆的方向向右运动；杆的电阻可以忽视不计,杆于圆环接触良好；某时刻,杆的位置如图, aOb=2 ,速度为 v,求此时刻作用在杆上的安培力的大小；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载37 ,【例 9】如下列图,两根平行金属导轨间的距离为0.4 m,导轨平面与水平面的夹角为磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场垂直于导轨平面斜向上,两根电阻均为1 、重均为0.1 NC b 的金属杆ab、 cd 水平地放在导轨上,杆与导轨间的动摩擦因数为0.3,导a 轨的电阻可以忽视.为使 ab 杆能静止

12、在导轨上,必需使cd 杆以多大的速率沿斜面对上运动. 【例 10】如下列图是一个可以用来测量磁感应强度的装置：一长方体绝缘容器内部高为L,厚为 d,左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子 a、b,上、下两侧装有电极C（正极）和D（负极）并经开关S 与电源D S A A 连接,容器中注满能导电的液体,液体的密度为 ；将容器置于一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面对里,当开关断开时,竖直管子a、b 中的液面高度相同,开关 S 闭合后, a、b 管中液面将显现高度差；如当开关S 闭合后, a、b 管中液面将显现高度差为h,电路中电流表的读数为I,求磁感应强度B 的大小；【例 10】安培秤如下列图,

13、它的一臂下面挂有一个矩形线圈,线圈共有N 匝,它的下部悬在匀称磁场B 内,下边一段长为L,它与 B 垂直；当线圈的导线中通有电流I 时,调剂砝码使两臂达到平稳；然后使电流反向,这时需要在一臂上加质量为m 的砝码,才能使两臂再达到平稳；求磁感应强度B 的大小；三、与地磁场有关的电磁现象综合问题1.地磁场中安培力的争论【例 11】已知北京地区地磁场的水平重量为 3.0 105T.如北京市一高层建筑安装了高100m 的金属杆作为避雷针,在某次雷雨天气中,某一时刻的放电电流为 10 5A ,此时金属杆所受培力的方向和大小如何？磁力矩又是多大？2.地磁场中的电磁感应现象【例 12】绳系卫星是系留在航天器

14、上绕地球飞行的一种新型卫星,可以用来对地球的大气层进行直接探测；系绳是由导体材料做成的,又可以进行地球空间磁场电离层的探测；系绳在运动中又可为卫星和牵引它的航天器供应电力. 3.如何测地磁场磁感应强度的大小和方向地磁场的磁感线在北半球朝向偏北并倾斜指向地面,在南半球朝向偏北并倾斜指向天空,且磁倾角的大小随纬度的变化而变化 .如测出地磁场磁感应强度的水平重量和竖直重量,即可测出磁感应强度的大小和方向 . 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【例 13】测量地磁场磁感应强度的方法许多,现介绍一种好玩的方

15、法 . 如下列图为北半球一条自西向东的河流,河两岸沿南北方向的A、B 两点相距为d.如测出河水流速为v,A、B 两点的电势差为U,即能测出此地的磁感应强度的垂直重量B. 由于河水中总有肯定量的正、负离子,在地磁场洛仑兹力的作用下,正离子向A 点偏转,正、负离子向B 点偏转,当A、B 间电势差达到肯定值时,负离子所受电场力与洛仑兹力平稳,离子 不同偏转,即UqBqv,故 BU . dvR、面积为S 的矩形线圈的d如下列图,在测过B的地方将电阻为AD 边东西方向放置,线圈从水平转到竖直的过程中,测出通过线圈某一截面的电量Q,穿过线圈的磁通量先是B从正面穿过,继而变为 B/从反面穿过,那么电量QIt

16、2t/2BB/SB/RRRB/QRB,磁倾角 argtgSBBBB四、针对训练：1. 以下说法中正确选项A. 磁感线可以表示磁场的方向和强弱B.磁感线从磁体的N 极动身,终止于磁体的S 极C.磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场D.放入通电螺线管内的小磁针,依据异名磁极相吸的原就,小磁针的 N 极肯定指向通电 螺线管的 S极2.关于磁感应强度,以下说法中错误选项名师归纳总结 A.由 B=F 可知, B 与 F 成正比,与 ILIL 成反比第 7 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - B.由 B=学习必备欢迎下载F 可知,一小段通电导体在某处不受

17、磁场力,说明此处肯定无磁场 ILC.通电导线在磁场中受力越大,说明磁场越强 D.磁感应强度的方向就是该处电流受力方向3.一束电子流沿x 轴正方向高速运动,如下列图,就电子流产生的磁场在z 轴上的点 P 处的方向是A.沿 y 轴正方向B.沿 y 轴负方向突然发觉小磁针N 极向东偏转, 由此可C.沿 z 轴正方向D.沿 z 轴负方向4.在地球赤道上空有一小磁针处于水安静止状态,知A. 肯定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的 N 极靠近小磁针 B.肯定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的 S极靠近小磁针 C.可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过 D.可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过 5.两

18、根长直通电导线相互平行,电流方向相同 .它们的截面处于一个等边三角形 ABC 的 A 和 B 处 .如下列图,两通电导线在 C 处的磁场的磁感应强度的值都是 B,就 C 处 磁场的总磁感应强度是A.2B B.B C.0 D.3 B6.磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性,依据安培的分子电流假说,其缘由是 A. 分子电流消逝 B.分子电流的取向变得大致相同 C.分子电流的取向变得杂乱 D.分子电流的强度减弱 7.依据安培假说的思想,认为磁场是由于电荷运动产生的,这种思想对于地磁场也适用,而目前在地球上并没有发觉相对于地球定向移动的电荷,那么由此判定,地球应当（）A. 带负电B. 带正电C.不带电

19、D.无法确定8. 关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向,正确的说法是 A. 跟电流方向垂直,跟磁场方向平行名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载B.跟磁场方向垂直,跟电流方向平行 C.既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直 D.既不跟磁场方向垂直,又不跟电流方向垂直9.如下列图,直导线处于足够大的匀强磁场中,与磁感线成 =30 角,导线中通过的电流为 I,为了增大导线所受的磁场力,可实行以下四种方法,其中不正确选项A. 增大电流 IB.增加直导线的长度C.使导线在纸面内顺时针转30L1、L2

20、,通过的电流为I,当线圈绕OO 轴转过 D.使导线在纸面内逆时针转6010.如下列图,线圈abcd 边长分别为角时A. 通过线圈的磁通量是 BL 1L 2cosB.ab 边受安培力大小为 BIL 1cosC.ad 边受的安培力大小为 BIL 2cosD.线圈受的磁力矩为 BIL 1L 2cos11.如下列图,一金属直杆 MN 两端接有导线,悬挂于线圈上方,MN 与线圈轴线均处于竖直平面内,为使 M N 垂直纸面对外运动,可以A.将 a、c 端接在电源正极,b、d 端接在电源负极B.将 b、d 端接在电源正极,a、c 端接在电源负极C.将 a、d 端接在电源正极,b、c 端接在电源负极D.将 a

21、、c 端接在沟通电源的一端,b、d 接在沟通电源的另一端12.（2000 年上海高考试题）如下列图,两根平行放置的长直导线a 和 b 载有大小相同、方向相反的电流,a 受到的磁场力大小为 F 1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a 受到的磁场力大小变为 F2,就此时 b 受到的磁场力大小变为A. F2 B.F1F2C.F1F2 D.2F1F2 13.如下列图,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中心的上方固定一根长直导线,导线与名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载磁铁垂直,给导线通以垂直纸面对外的

22、电流,就A. 磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用 B.磁铁对桌面的压力减小,受到桌面的摩擦力作用 C.磁铁对桌面的压力增大,不受桌面的摩擦力作用 D.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面的摩擦力作用 14.长为 L,重为 G 的匀称金属棒一端用细线悬挂,一端搁在桌面上与桌面夹角为 ,现垂直细线和棒所在平面加一个磁感应强度为B 的匀强磁场,当棒通入如下列图方向的电流时,细线中正好无拉力.就电流的大小为_ A. 15.电磁炮是一种抱负的兵器,它的主要原理如下列图,1982 年澳大利亚国立高校制成了名师归纳总结 能把 2.2 g 的弹体 （包括金属杆EF 的质量） 加速到 10 km/s 的电磁炮 （常规炮弹速度大小约第 10 页,共 10 页为 2 km/s ）,如轨道宽2 m,长为 100 m ,通过的电流为10 A ,就轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为 _ T ,磁场力的最大功率P=_ W （轨道摩擦不计）. - - - - - - -