高考物理專(zhuān)題-(26)課件

考試內(nèi)容要求全國(guó)卷真題統(tǒng)計(jì)命題規(guī)律磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線Ⅰ2018Ⅱ卷第20題2017Ⅲ卷第18題1.考查熱點(diǎn)從近幾年高考試題來(lái)看，高考對(duì)本專(zhuān)題內(nèi)容的考查，重點(diǎn)考查安培力、洛倫茲力以及帶電粒子在磁場(chǎng)(或復(fù)合場(chǎng))中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題．對(duì)安培力、洛倫茲力的考查多以選擇題的形式出現(xiàn)；對(duì)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題多以綜合計(jì)算題的形式出現(xiàn)，一般綜合考查受力分析、動(dòng)力學(xué)關(guān)系、功能關(guān)系、圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)等知識(shí)，難度較大，分值較高．通電直導(dǎo)線和通電線圈周?chē)艌?chǎng)的方向Ⅰ2018Ⅱ卷第20題安培力、安培力的方向Ⅰ2017Ⅰ卷第19題，Ⅱ卷第21題2016Ⅲ卷第22題2015Ⅰ卷第24題勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力Ⅱ2017Ⅰ卷第19題，Ⅱ卷第21題洛倫茲力、洛倫茲力的方向Ⅰ2013Ⅱ卷第18題洛倫茲力公式

Ⅱ考試內(nèi)容要求全國(guó)卷真題統(tǒng)計(jì)命題規(guī)律帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ2018Ⅰ卷第25題，Ⅱ卷第25題Ⅲ卷第24題2017Ⅰ卷第16題，Ⅱ卷第18題，Ⅲ卷第24題2016Ⅱ卷第18題，Ⅲ卷第18題2．命題趨勢(shì)預(yù)測(cè)今后對(duì)磁場(chǎng)部分的考查主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)磁場(chǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)及規(guī)律的考查；(2)安培力、洛倫茲力的考查；(3)帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的臨界問(wèn)題，在組合場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；(4)磁場(chǎng)與現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用.質(zhì)譜儀和回旋加速器Ⅰ2016Ⅰ卷第15題第1講磁場(chǎng)、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用考點(diǎn)0雙基過(guò)關(guān)掌握一、磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度1．磁場(chǎng)(1)基本性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有________的作用．(2)方向：小磁針的N極所受磁場(chǎng)力的方向．2．磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)物理意義：描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向．(2)定義式：B＝________(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng))．(3)方向：小磁針靜止時(shí)________的指向．(4)單位：

________，符號(hào)是T.力

N極特斯拉二、磁感線及特點(diǎn)1．磁感線在磁場(chǎng)中畫(huà)出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的________方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致．2．磁感線的特點(diǎn)(1)磁感線上某點(diǎn)的______方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．(2)磁感線的疏密定性地表示磁場(chǎng)的________，在磁感線較密的地方磁場(chǎng)較________；在磁感線較疏的地方磁場(chǎng)較________．切線切線強(qiáng)弱強(qiáng)弱(3)磁感線是________的曲線，沒(méi)有起點(diǎn)和終點(diǎn)．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(chǎng)的磁感線不______、不______、不相切．(5)磁感線是假想的曲線，實(shí)際并不存在．三、安培力的大小和方向1．安培力的大小(1)磁場(chǎng)和電流垂直時(shí)，F(xiàn)＝________.(2)磁場(chǎng)和電流平行時(shí)，F(xiàn)＝0.閉合中斷相交BIL2．安培力的方向(1)用左手定則判定：伸開(kāi)左手，使大拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向____________的方向，這時(shí)________所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向．(2)安培力的方向特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B和I決定的平面．(注意：B和I可以有任意夾角)電流大拇指1．(教科版選修3－1第83頁(yè)第3題)(多選)如圖為通電螺線管．A為螺線管外一點(diǎn)，B、C兩點(diǎn)在螺線管的垂直平分線上，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．磁感線最密處為A處，最疏處為B處B．磁感線最密處為B處，最疏處為C處C．小磁針在B處和A處N極都指向左方D．小磁針在B處和C處N極都指向右方【答案】BC【解析】圖中可以等效為條形磁鐵的磁感線，所以磁感線最密處為B處，最疏處為C處，選項(xiàng)B正確；根據(jù)磁場(chǎng)方向就是小磁針的北極指向，所以小磁針在B處和A處N極都指向左方，選項(xiàng)C正確．2．(人教版選修3－1第94頁(yè)第1題改)下面的幾個(gè)圖顯示了磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力，其中正確的是(

)【答案】C【解析】根據(jù)左手定則判斷，選項(xiàng)C正確．【答案】BD考點(diǎn)1磁場(chǎng)的理解及安培定則1．電流周?chē)拇艌?chǎng)磁場(chǎng)直線電流的磁場(chǎng)通電螺線管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)特點(diǎn)無(wú)磁極、非勻強(qiáng)且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且磁場(chǎng)最強(qiáng)，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱2．安培定則的應(yīng)用在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”.3．磁場(chǎng)的疊加磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，計(jì)算時(shí)與力的計(jì)算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進(jìn)行合成與分解．磁場(chǎng)原因(電流方向)結(jié)果(磁場(chǎng)方向)直線電流的磁場(chǎng)大拇指四指環(huán)形電流的磁場(chǎng)四指大拇指

題眼

兩種情況長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流在O點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向是怎樣的？如何用矢量運(yùn)算求出兩種情況的磁感應(yīng)強(qiáng)度？【答案】B練1

(多選)有兩根長(zhǎng)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．在圖中所示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M，N為兩導(dǎo)線附近的兩點(diǎn)，它們?cè)趦蓪?dǎo)線連線的中垂線上，且與O點(diǎn)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(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同B．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反C．在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零D．在線段MN上只有一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零【答案】BD【答案】ACD求解有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的三個(gè)關(guān)鍵1．磁感應(yīng)強(qiáng)度―→由磁場(chǎng)本身決定．2．合磁感應(yīng)強(qiáng)度―→等于各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和(滿足平行四邊形定則)．3．牢記判斷電流的磁場(chǎng)的方法―→安培定則，并能熟練應(yīng)用，建立磁場(chǎng)的立體分布模型(記住5種常見(jiàn)磁場(chǎng)的立體分布圖)．考點(diǎn)2安培力和安培力作用下的綜合問(wèn)題1．安培力常用公式F＝BIL，要求兩兩垂直，應(yīng)用時(shí)要滿足：(1)B與L垂直．(2)L是有效長(zhǎng)度，即垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的長(zhǎng)度(兩端點(diǎn)距離，如圖虛線為有效長(zhǎng)度)．2．安培力作用下的綜合問(wèn)題(1)安培力問(wèn)題常和閉合電路歐姆定律結(jié)合應(yīng)用．(2)安培力和重力、彈力、摩擦力等綜合分析，可以解決平衡問(wèn)題，也可以和牛頓第二定律相結(jié)合．(3)安培力做功與路徑有關(guān)，不像重力、電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)．①安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通電導(dǎo)線后轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的動(dòng)能或轉(zhuǎn)化為其他形式的能．②安培力做負(fù)功：是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能后儲(chǔ)存起來(lái)或轉(zhuǎn)化為其他形式的能．例2

如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ＝37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50T，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E＝4.5V，內(nèi)阻r＝0.50Ω的直流電源．現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m＝0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止．導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0＝2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10m/s2.已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：(1)通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大小；(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力．

題眼

解答此題可以建立斜面物體的模型，將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，通過(guò)受力分析，根據(jù)平衡條件求解．【答案】(1)1.5A

(2)0.30N

(3)0.06N，方向沿斜面向下(3)導(dǎo)體棒受力如圖，將重力正交分解F1＝mgsin37°＝0.24NF1＜F安，根據(jù)平衡條件mgsin37°＋f＝F安解得f＝0.06N，方向沿斜面向下．【答案】BC練4

(2018年陜西名校質(zhì)檢)(多選)如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)分布著非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，沿y軸方向磁場(chǎng)分布是均勻的，沿x軸方向磁感應(yīng)強(qiáng)度與x滿足關(guān)系B＝kx，其中k是一恒定的正數(shù)．由粗細(xì)均勻的同種規(guī)格導(dǎo)線制成的正方形線框ADCB邊長(zhǎng)為a，A處有一極小開(kāi)口AE，整個(gè)線框放在磁場(chǎng)中，且AD邊與y軸平行，AD邊與y軸距離為a，線框AE兩點(diǎn)與一電源相連，穩(wěn)定時(shí)流入線框的電流為I，關(guān)于線框受到的安培力情況，下列說(shuō)法正確的是(

)【答案】BC

【解析】由題可得AD邊處的磁場(chǎng)強(qiáng)度B1＝ka，則AD邊受到的安培力大小為FAD＝B1IL＝ka2I，根據(jù)左手定則知，方向沿x軸負(fù)方向；BC邊處的磁場(chǎng)強(qiáng)度B2＝2ka，則BC邊受到的安培力大小為FBC＝B2IL＝2ka2I，根據(jù)左手定則知，方向沿x軸正方向．則整個(gè)線框在x軸方向所受合力為FBC－FAD＝ka2I，方向沿x軸正方向，故C正確，D錯(cuò)誤；沿y軸方向DC、EB磁場(chǎng)分布相同，電流方向相反，受安培力剛好抵消，因此整個(gè)線框沿y軸方向所受合力為FDC－FEB＝0，故B正確；整個(gè)線框受到的合力大小為ka2I，方向沿x軸正方向，與AD、BC垂直，不與BD垂直，A錯(cuò)誤．練5

(2019年天津名校聯(lián)考)如圖甲所示，固定的兩光滑導(dǎo)體圓環(huán)相距1m．在兩圓環(huán)上放一導(dǎo)體棒，圓環(huán)通過(guò)導(dǎo)線與電源相連，電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.2Ω.導(dǎo)體棒質(zhì)量為60g，接入電路的電阻為1.3Ω，圓環(huán)電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上．開(kāi)關(guān)S閉合后，棒可以靜止在圓環(huán)上某位置，該位置對(duì)應(yīng)的半徑與水平方向的夾角為θ＝37°，如圖乙所示，(g取10m/s2)求：(1)棒靜止時(shí)受到的安培力的大??；(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。敬鸢浮?1)0.8N

(2)0.4T解決此類(lèi)問(wèn)題，首先將此立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖(剖面圖)，導(dǎo)線用圓代替，電流方向用“×”與“·”表示，然后畫(huà)出磁場(chǎng)方向，分析導(dǎo)線的受力，畫(huà)出導(dǎo)線受力的平面圖，列方程求解．微課堂＋通電導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判定電流元法把整段彎曲導(dǎo)線分為多段直線電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向特殊位置法通電導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)到某個(gè)便于分析的特殊位置時(shí)，判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流，反過(guò)來(lái)等效也成立，等效后再確定相互作用情況結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的問(wèn)題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向例3

一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運(yùn)動(dòng)且通以方向?yàn)橛蒩到b的電流，則導(dǎo)線ab受到安培力作用后的運(yùn)動(dòng)情況為(

)A．從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管B．從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管C．從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管D．從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管審題突破：(1)導(dǎo)線所在空間磁場(chǎng)是怎樣的？(2)某條磁感線對(duì)導(dǎo)線的安培力是怎樣的？【答案】D【解析】本題考查安培定則以及左手定則，意在考查學(xué)生對(duì)安培定則以及左手定則應(yīng)用的理解．先由安培定則判斷通電螺線管的南、北兩極，找出導(dǎo)線左、右兩端磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，并用左手定則判斷這兩端受到的安培力的方向，如圖甲所示．可以判斷導(dǎo)線受到安培力作用后從上向下看逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)．再分析此時(shí)導(dǎo)線位置的磁場(chǎng)