高三物理一輪復(fù)習(xí) 磁場

高三物理一輪復(fù)習(xí)磁場[明考情·高效備考]【想一想】如圖所示，在水平放置的條形磁鐵中央套有一個有彈性的線圈．(1)線圈中有磁場嗎？若將小磁針放在磁鐵的上方，小磁針的N極指向哪個方向？(2)線圈內(nèi)磁場的強弱和線圈的情況有關(guān)嗎？(3)若使線圈的面積變大，穿過線圈的磁通量怎樣變化？提示：(1)有右方(2)無關(guān)，由磁鐵的磁性決定(3)變小，因為磁通量有正、負第1單元磁場的描述磁場對電流的作用基礎(chǔ)探究磁場、磁感應(yīng)強度、磁通量(3)方向：小磁針靜止時

的指向．(4)單位：

，符號T.N極特斯拉3．磁通量(1)公式：Φ＝

.(2)適用條件：①勻強磁場；②S是垂直磁場并在磁場中的有效面積．(3)單位：韋伯(韋)，符號：Wb,1Wb＝1T·m2.BS【想一想】如圖所示，一通電導(dǎo)線的下方放置一個與導(dǎo)線平行的小磁針．(1)若導(dǎo)線中通過如圖所示的電流，會發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？(2)穩(wěn)定時，小磁針的S極會指向哪個方向？提示：(1)小磁針會轉(zhuǎn)動，因為電流的周圍存在磁場．(2)小磁針的S極轉(zhuǎn)向讀者．磁感線、幾種常見的磁場分布【填一填】1．磁感線：在磁場中畫出一些有方向的曲線，使曲線上各點的

方向跟這點的磁場方向一致．2．條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場磁感線分布(如圖所示)切線3．電流的磁場磁感線分布4.磁感線的特點(1)磁感線上某點的

方向就是該點的磁場方向．(2)磁感線的疏密定性地表示磁場的

，在磁感線較密的地方磁場較

；在磁感線較疏的地方磁場較

．(3)磁感線是

曲線，沒有起點和終點．在磁體外部，從N極指向S極；在磁體內(nèi)部，由S極指向N極．(4)同一磁場的磁感線不

，

、不相切．(5)磁感線是假想的曲線，客觀上不存在．切線強弱強弱閉合中斷不相交【想一想】通電導(dǎo)線處在磁場中，導(dǎo)線一定受安培力嗎？如何放置才能使導(dǎo)線在磁場中受力最大？安培力的方向怎樣判定？提示：不一定，垂直磁感線放置，左手定則判斷．【填一填】1．安培力的大小(1)F＝BILsinθ(θ為B與I之間的夾角)(2)磁場和電流垂直時：F＝

.(3)磁場和電流平行時：F＝0.2．安培力的方向(1)用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向

的方向，這時

所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向．安培力、安培力的方向勻強磁場中的安培力BIL電流拇指(2)安培力的方向特點：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于

決定的平面．(注意：B和I可以有任意夾角)B和I基礎(chǔ)自測1．下列關(guān)于磁場和磁感線的描述中正確的是(

)A．磁感線可以形象地描述各點磁場的方向B．磁感線是磁場中客觀存在的線C．磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止D．實驗中觀察到的鐵屑的分布就是磁感線解析：磁感線可以形象地描述磁場的強弱和方向，但它不是客觀存在的線，可用細鐵屑模擬．在磁鐵外部磁感線由N極到S極，但內(nèi)部是由S極到N極，故只有選項A正確．答案：A2．關(guān)于磁通量的說法正確的是(

)A．磁通量不僅有大小而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感應(yīng)強度越大C．穿過某一面的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強度不一定為零D．磁通量就是磁感應(yīng)強度解析：磁通量是標量，沒有方向，故A不對；由Φ＝BS知Φ是由B和S兩個因素決定，Φ大，有可能是由于S較大造成的，B錯；由Φ＝BS⊥知，當線圈平面與磁場平行時，S⊥＝0，Φ＝0，但磁感應(yīng)強度B不為零，故C對；磁通量和磁感應(yīng)強度是兩個不同的物理量，故D不對．答案：C3．在磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則(

)A．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，Ba>BbB．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，Ba<BbC．同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大D．同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小解析：因為磁場中磁感線的疏密表示磁場的強弱，所以Ba<Bb，B正確，A錯誤；由于通電導(dǎo)線的方向與磁場的方向的關(guān)系未知，因此同一通電導(dǎo)線放在a、b兩處受力大小無法判斷，C、D均錯誤．答案：B答案：C【互動探究】1．電荷在電場中一定受靜電力，電流在磁場中一定受安培力嗎？2．靜電力與電場強度在同一直線上，安培力與磁感應(yīng)強度在同一直線上嗎？【核心突破】1．磁感應(yīng)強度是反映磁場性質(zhì)的物理量，是用比值法定義的．2．勻強磁場：磁感應(yīng)強度處處相同，磁感線是一組平行且等間距的直線．對磁感應(yīng)強度的理解3．磁感應(yīng)強度B與電場強度E的比較

【典例1】下列說法中正確的是(

)A．電荷在某處不受靜電力的作用，則該處電場強度可能為零B．一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應(yīng)強度一定為零C．表征電場中某點電場的強弱，是把一個檢驗電荷放在該點時受到的靜電力與檢驗電荷本身電荷量的比值D．表征磁場中某點磁場的強弱，是把一小段通電導(dǎo)線放在該點時受到的磁場力與該小段導(dǎo)線長度和電流乘積的比值[思路點撥]解此題的關(guān)鍵是正確理解電場和磁場的特性及電場強度和磁感應(yīng)強度的定義．[答案]

C答案：D【互動探究】1．應(yīng)用安培定則判斷電流磁場時“大拇指”和“四指”的指向分別代表什么？2．兩個電流在某處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度B1、B2不在同一直線上，如何求該點的磁感應(yīng)強度B?安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加【核心突破】1．安培定則的應(yīng)用在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應(yīng)分清“因”和“果”．2.磁場的疊加磁感應(yīng)強度是矢量，計算時與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進行合成與分解．[特別提醒]兩個電流附近的磁場的磁感應(yīng)強度是由兩個電流分別獨立存在時產(chǎn)生的磁場在該處的磁感應(yīng)強度疊加而成的．

【典例2】如圖，兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流．a(chǎn)、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等．關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是(

)A．O點處的磁感應(yīng)強度為零B．a(chǎn)、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反C．c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同D．a(chǎn)、c兩點處磁感應(yīng)強度的方向不同[思路探究]

(1)根據(jù)安培定則對導(dǎo)線M和N產(chǎn)生的磁感線方向進行判斷：①導(dǎo)線M：________；②導(dǎo)線N：________.(2)磁場的合成遵從____________________．[自主解答]由安培定則可知，兩導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感線如圖所示，由圖可知，兩導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的磁場均豎直向下，合磁感應(yīng)強度一定不為零，選項A錯；由安培定則，兩導(dǎo)線在a、b兩處產(chǎn)生的磁場方向均豎直向下，由于對稱性，電流M在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度等于電流N在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度，同時電流M在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度等于電流N在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度，所以a、b兩處磁感應(yīng)強度大小相等方向相同，選項B錯；根據(jù)安培定則，兩導(dǎo)線在c、d兩處產(chǎn)生的磁場的矢量和均與導(dǎo)線連線方向垂直，豎直向下，且產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，選項C正確；a、c兩處磁感應(yīng)強度的方向均豎直向下，選項D錯．[答案]

C(2014年蕪湖模擬)有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖．在圖示的平面內(nèi)，O點為兩根導(dǎo)線連線的中點，M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點，它們在兩導(dǎo)線的中垂線上，且與O點的距離相等．若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點的磁感應(yīng)強度的說法中正確的是(

)A．M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同B．M點的磁感應(yīng)強度大于N點的C．在線段MN上各點的磁感應(yīng)強度都不可能為零D．在線段MN上只有一點的磁感應(yīng)強度為零解析：由磁感應(yīng)強度的矢量合成可知，M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反(如圖所示)．在線段MN上只有一點的磁感應(yīng)強度為零，該點為O點，O點左側(cè)磁感應(yīng)強度方向向下，右側(cè)磁感應(yīng)強度方向向上．答案：D【互動探究】1．左手定則和右手螺旋定則的區(qū)別是什么？2．若一段電流放在另一段電流的附近，如何判斷它們的受力情況？【核心突破】1．判斷安培力作用下導(dǎo)體棒運動的基本思路：判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運動或運動趨勢，首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場分布情況，然后利用左手定則準確判定導(dǎo)體的受力情況，進而確定導(dǎo)體的運動方向或運動趨勢的方向．安培力作用下導(dǎo)體運動情況的判定2．常用方法歸納【典例3】如圖所示，條形磁鐵放在光滑斜面上，用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡，A為水平放置的直導(dǎo)線的截面，導(dǎo)線中無電流時磁鐵對斜面的壓力為FN1；當導(dǎo)線中有垂直紙面向外的電流時，磁鐵對斜面的壓力為FN2，則下列關(guān)于壓力和彈簧的伸長量的說法中正確的是(

)A．FN1<FN2，彈簧的伸長量減小B．FN1＝FN2，彈簧的伸長量減小C．FN1>FN2，彈簧的伸長量增大D．FN1>FN2，彈簧的伸長量減小[思路探究]

(1)導(dǎo)線中無電流時，磁鐵受到幾個力的作用？試分析各力的大小．(2)導(dǎo)線中無電流和通電后相比較，受力情況發(fā)生變化了嗎？[自主解答]采用“轉(zhuǎn)換研究對象法”；由于條形磁鐵的磁感線是從N極出發(fā)到S極，所以可畫出磁鐵在導(dǎo)線A處的一條磁感線，此處磁感應(yīng)強度方向斜向左下方，如圖，導(dǎo)線A中的電流垂直紙面向外，由左手定則可判斷導(dǎo)線A必受斜向右下方的安培力，由牛頓第三定律可知磁鐵所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁鐵對斜面的壓力減小，F(xiàn)N1>FN2.同時，由于導(dǎo)線A比較靠近N極，安培力的方向與斜面的夾角小于90°，所以電流對磁鐵的作用力有沿斜面向下的分力，使得彈簧彈力增大，可知彈簧的伸長量增大，所以正確選項為C.[答案]

C3．如圖所示，把一重力不計的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動，當導(dǎo)線通入圖示方向電流I時，導(dǎo)線的運動情況是(從上往下看)(

)A．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降B．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升解析：首先用電流元法，把直線電流等效為AO′、O′O、OB三段(O′O段極短)電流元，由于O′O段電流元方向與該處磁場方向相反，所以不受安培力作用；AO′段電流元所在處的磁場方向傾斜向上，根據(jù)左手定則可知所受安培力方向垂直于紙面向外；OB段電流元所在處的磁場方向傾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直紙面向里，綜合上述可知導(dǎo)線順時針轉(zhuǎn)(俯視)．然后應(yīng)用特殊位置法，把導(dǎo)線轉(zhuǎn)過9