高二物理磁場(chǎng)問(wèn)題歸納知識(shí)精講

高二物理磁場(chǎng)問(wèn)題歸納知識(shí)精講一.本周教學(xué)內(nèi)容：磁場(chǎng)問(wèn)題歸納二.學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、掌握電流磁場(chǎng)方向的判斷方法。2、重點(diǎn)掌握幾種常見的磁感線的分布特點(diǎn)及安培定則的應(yīng)用。3、掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念及其矢量性特點(diǎn)。三.重難點(diǎn)解析：磁場(chǎng)電流和電流之間的相互作用，這種特殊的物質(zhì)叫磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體和電流產(chǎn)生力的作用。磁場(chǎng)的產(chǎn)生：①磁體能產(chǎn)生磁場(chǎng)；②電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的方向：注意：小磁針北極（N極，指北極）受力的方向即小磁針靜止時(shí)北極所指方向，為磁場(chǎng)中該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。說(shuō)明：所有的磁作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)與電場(chǎng)一樣，都是場(chǎng)物質(zhì)，這種物質(zhì)并非由基本粒子構(gòu)成。電流的磁場(chǎng)電流對(duì)小磁針的作用1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)，通電后，通電導(dǎo)線下方的與導(dǎo)線平行的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。如圖所示。電流和電流間的相互作用有互相平行而且距離較近的兩條導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中分別通以方向相同和方向相反的電流時(shí)，觀察發(fā)生的現(xiàn)象是：同向電流相吸，異向電流相斥。小結(jié)：磁體與磁體間、電流與磁體間、電流和電流間的相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)傳遞的，故電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁感線每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同。磁感線的特點(diǎn)：①在磁體外部，磁感線從北極發(fā)出，進(jìn)入南極；在磁體內(nèi)部由南極回到北極。②磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線越密的地方磁場(chǎng)越強(qiáng)；磁場(chǎng)方向在過(guò)該點(diǎn)的磁感線的切線上。③磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷。熟記幾種常見磁場(chǎng)的磁感線的分布。如：條形磁鐵、通電直導(dǎo)線、圓形電流、通電螺線管等。說(shuō)明：磁感線是為了形象地研究磁場(chǎng)而人為假設(shè)的曲線，并不是客觀存在于磁場(chǎng)中的安培定則（右手螺旋定則）四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。如圖所示。安培定則的拓展①環(huán)形電流的磁場(chǎng)：如圖所示。由（甲）圖過(guò)渡到（乙）圖。四指繞向?yàn)殡娏鞣较颍瑒t拇指方向即為環(huán)形電流中心軸線上磁感線方向。②通電螺線管的磁場(chǎng)，如圖所示。線的方向。三種常用的電流磁場(chǎng)的特點(diǎn)及畫法比較直線電流的磁場(chǎng)：無(wú)磁極，非勻強(qiáng)，距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱，畫法如圖所示。通電螺線管的磁場(chǎng)：兩端分別是N極和S場(chǎng)，畫法如圖所示。環(huán)形電流的磁場(chǎng)：兩側(cè)是N極和S極，離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，畫法如圖所示。注意：磁場(chǎng)是分布在立體空間的，要熟練掌握常見磁場(chǎng)的磁感線的立體圖和縱、橫截比著進(jìn)行掌握。同時(shí)要注意磁感線與電場(chǎng)線之間的區(qū)別。關(guān)于地磁場(chǎng)地球本身就是一個(gè)大磁體，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：地磁場(chǎng)的N極在地球南極附近極在地球北極附近，磁感線分布如圖所示地磁S極 地磁N極地磁場(chǎng)B的水平分量（Bx）總是從地球南極指向北極，而豎直分量y）北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。地球上的人類和某些生物常利用地磁來(lái)確定方向?！镜湫屠}】問(wèn)題1：電流磁場(chǎng)方向的判定問(wèn)題：（20XX年上海a正確的是（）。電磁鐵的上端為N極，小磁鐵的下端為N極電磁鐵的上端為S極，小磁鐵的下端為S極電磁鐵的上端為N極，小磁鐵的下端為S極電磁鐵的上端為S極，小磁鐵的下端為N極解析：當(dāng)電流從a端流向電磁鐵時(shí)，據(jù)右手螺旋定則，測(cè)出電磁鐵的上端為S極，此時(shí)能吸引小磁鐵向下運(yùn)動(dòng)，故說(shuō)明小磁鐵的下端為N極。答案：D變式1、考題2：如圖所示為磁場(chǎng)、磁場(chǎng)作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈，當(dāng)在線圈中心處掛上一個(gè)小磁針，且與線圈在同一平面內(nèi)，則當(dāng)赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時(shí)（ ）小磁針N極向里轉(zhuǎn)小磁針N極向外轉(zhuǎn)小磁針在紙面內(nèi)向左擺動(dòng)小磁針在紙面內(nèi)向右擺動(dòng)解析：由右手安培定則可知，螺線管內(nèi)部的磁感線向里，小磁針N極的受力方向即為該處的磁場(chǎng)方向。答案：A變式2：考題如圖所示一束帶電粒子沿水平方向沿虛線飛過(guò)磁針上方并與磁針?lè)较蚱叫心苁勾裴楴極轉(zhuǎn)向讀者，那么這束帶電粒子可能是（ ）A.向右飛的正離子 B.向左飛的負(fù)離子C.向右飛的負(fù)離子 D.向左飛的正離答案：CD問(wèn)題2、典型磁場(chǎng)分布及安培定則的應(yīng)用問(wèn)題：考題4：在蹄形鐵心上繞有線圈，如圖所示，根據(jù)小磁針的指向，畫出線圈的繞線方向?？碱}圖所示是通電直導(dǎo)線周圍磁感線分布情況示意圖各圖的中央表示垂直于紙面的通電直導(dǎo)線及其中電流的方向其他的均為磁感線其方向由箭頭指向表示這四個(gè)圖中正確的是（ ）答案：C考題6：圖所示（甲）、（乙）是兩種結(jié)構(gòu)不同的環(huán)狀螺線管的示意圖，其中（乙）解析：畫電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線分布圖應(yīng)注意掌握三條原則：①電流的磁場(chǎng)方向，由右手螺旋定則（安培定則）密，磁感應(yīng)強(qiáng)度小的地方，磁感線疏?？碱}7180°后靜止不動(dòng)。由此可知通電直導(dǎo)線的電流方向是（）。A.自東向西B.自南向北C.自西向東 D.自北向答案：A問(wèn)題3、磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念及其矢量性理解：考題1：有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說(shuō)法中，正確的是（ ）磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來(lái)表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量若有一小段通電導(dǎo)體在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零若有一小段長(zhǎng)為I磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一定是F/IL由定義式B=F/IL可知，電流強(qiáng)度I越大，導(dǎo)線L答案：A例2.在使每條通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為根據(jù)安培定則，I和I在OO點(diǎn)處產(chǎn)生1 2 2的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與它們垂直，由大小均為 B可知，O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B (2B)2B2 5B，方向在三角形所在的平面內(nèi)與斜邊夾角arctan2。0變式：針對(duì)訓(xùn)練3：在紙面上有一個(gè)等邊三角形ABC，其頂點(diǎn)處都有通相同電流的三根長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直于紙面放置，電流方向如圖所示，每根通電導(dǎo)線在三角形的中心產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，則中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。答案：零。【模擬試題】如圖所示，橡膠圓盤上帶有大量負(fù)電荷，當(dāng)圓盤在水平面上沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，掛在圓盤邊緣上方的小磁針可能轉(zhuǎn)動(dòng)的方向是（ ）N極偏向圓心S極偏向圓心無(wú)論小磁針在何位置，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)小磁針無(wú)影響AB兩種情況都有可能對(duì)以下電磁現(xiàn)象判斷正確的是（ ）指南針在大電流輸電線路附近時(shí)，指示方向不正確兩條平行的輸電導(dǎo)線有靠近的趨勢(shì)東西走向的輸電導(dǎo)線總是受到向下的磁場(chǎng)力柔軟的螺線管通電后長(zhǎng)度縮短關(guān)于地磁場(chǎng)下列說(shuō)法中正確的是（ ）地理位置的南、北極即為地磁場(chǎng)的南北極地磁場(chǎng)的磁感線是不閉合曲線在赤道上的磁針的N極在靜止時(shí)指向地理南極在赤道上的磁針的N極在靜止時(shí)指向地理北極如圖所示為某磁場(chǎng)的一條磁感線，其上有AB兩點(diǎn)，則（ ）A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大、B兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一樣大條件不足，無(wú)法判斷如圖所示，在同一平面內(nèi)有四根彼此絕緣的通電直導(dǎo)線，四根導(dǎo)線中電流i i i i ，要使O點(diǎn)處磁場(chǎng)增強(qiáng)，則應(yīng)切斷哪一根導(dǎo)線中的電流（ ）1 3 2 4A.切斷i1 B.切斷i2 C.切斷i3 D.切斷i4對(duì)于通有穩(wěn)恒電流的長(zhǎng)而直的螺線管，下面說(shuō)法中正確的是（ ）通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)通電螺線管磁感線的分布都是從N極指向S極極指向通電螺線管的N極極指向螺線管的S極在地球赤道上空有一小磁針處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，突然發(fā)現(xiàn)小磁針N極向東偏轉(zhuǎn)，由可知（ ）一定是小磁針正東方向有一條形磁鐵的N極靠近小磁針一定是小磁針正東方向有一長(zhǎng)形磁鐵的S極靠近小磁針可能是小磁針正上方有電子流自南向北通過(guò)可能是小磁針正上方有電子流自北向南水平通過(guò)如圖所示，三條長(zhǎng)直導(dǎo)線都通以垂直于紙面向外的電流，且I1I2I3，則距三導(dǎo)等距的A點(diǎn)的磁場(chǎng)方向?yàn)椋?）向上 B.向右 C.向左 D.向下鐵環(huán)上繞有絕緣的通電導(dǎo)線電流方向如圖所示則鐵環(huán)中心O處的磁場(chǎng)方向（ ）向下 B.向上 C.垂直紙面向里 D.垂直紙面向外b、d、f是螺線管電流的磁場(chǎng)，試在各圖中補(bǔ)畫出電流方向或磁感線方向。[參考答案]A心。AD提示：大的輸電流的導(dǎo)線在其附近產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)磁針產(chǎn)生顯著的作用，BC選項(xiàng)不正確。DS理南極指向地理北極，故ABC是正確的。D提示：因磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是由磁感應(yīng)線的疏密度決定的。D提示：由安培定則可知，i 的磁場(chǎng)在O處與其他磁場(chǎng)方向相反。4AC提示：磁感線是閉合曲線，外部從N極到S極，內(nèi)部從S極指向N極。CN極。當(dāng)小磁針的N在小磁針正東方向，條形磁鐵N極所產(chǎn)生的磁場(chǎng)是經(jīng)小磁針指向西方，故A選項(xiàng)一定不成立。而條形磁鐵S極產(chǎn)生的磁場(chǎng)是經(jīng)小磁針自西指向東，故B選項(xiàng)可能成