原創(chuàng)年《南方新高考高考總復(fù)習(xí)》物理磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用配套

專(zhuān)題八磁場(chǎng)考點(diǎn)內(nèi)容要求熱點(diǎn)1.磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線Ⅰ1.縱觀近幾年高考，涉及磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)的題目年年都有，考查與洛倫茲力有關(guān)的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)或復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)次數(shù)最多，其次是與安培力有關(guān)的通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的加速或平衡問(wèn)題.2.本章知識(shí)常與電場(chǎng)、恒定電流以及電磁感應(yīng)、交變電流等章節(jié)知識(shí)聯(lián)系進(jìn)行綜合考查，是高考的熱點(diǎn).3.本章知識(shí)與生產(chǎn)、生活、現(xiàn)代科技等聯(lián)系密切，如與對(duì)質(zhì)譜儀、回旋加速器、粒子速度選擇器、等離子體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)等高科技儀器的理解及應(yīng)用相聯(lián)系，在復(fù)習(xí)中應(yīng)做到有的放矢.2.通電直導(dǎo)線和通電線圈周?chē)艌?chǎng)的方向Ⅰ3.安培力、安培力的方向Ⅰ4.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力Ⅱ5.洛倫茲力、洛倫茲力的方向Ⅰ6.洛倫茲力公式Ⅱ7.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ8.質(zhì)譜儀和回旋加速器Ⅰ第1講磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用一、磁場(chǎng)1.磁場(chǎng)磁體電流運(yùn)動(dòng)電荷(1)定義：存在于______、______和__________周?chē)臻g的一種特殊形態(tài)的物質(zhì).磁體電流運(yùn)動(dòng)電荷(2)基本特性：磁場(chǎng)對(duì)處于其中的________、__________和____________有磁力的作用.N(北)N(北)

(3)方向：在磁場(chǎng)中任一點(diǎn)，小磁針______極受力的方向，即小磁針靜止時(shí)______極所指的方向，就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向.二、磁場(chǎng)的描述

1.磁感應(yīng)強(qiáng)度

(1)定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力F安跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度.(2)定義式：____________.(3)方向：就是磁場(chǎng)的方向，即小磁針靜止時(shí)北極所指的方切線向，也是過(guò)該點(diǎn)的磁感線的________方向. (4)單位：特斯拉(T).2.磁感線強(qiáng)弱切線

(1)特點(diǎn)：磁感線的分布可以形象地表示出磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的_________，磁感線上某點(diǎn)的________方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向. (2)幾種常見(jiàn)磁場(chǎng)、磁感線的分布 ①常見(jiàn)磁體的磁場(chǎng)(如圖8-1-1所示)

圖8-1-1項(xiàng)目通電直導(dǎo)線通電螺線管環(huán)形電流安培定則立體圖②電流的磁場(chǎng)項(xiàng)目通電直導(dǎo)線通電螺線管環(huán)形電流橫截面圖縱截面圖（續(xù)表）

③勻強(qiáng)磁場(chǎng)：磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處__________、方向處處__________的磁場(chǎng)稱為勻強(qiáng)磁場(chǎng).距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)、通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)(邊緣部分除外)以及平行板電容器間的磁場(chǎng)，都可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng).勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線.相等相同【基礎(chǔ)檢測(cè)】

1.(多選，2015年新課標(biāo)卷Ⅱ)指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一，關(guān)于指南針，下列說(shuō)明正確的是()

A.指南針可以僅具有一個(gè)磁極

B.指南針能夠指向南北，說(shuō)明地球具有磁場(chǎng)

C.指南針的指向會(huì)受到附近鐵塊的干擾

D.在指南針正上方附近沿指針?lè)较蚍胖靡恢睂?dǎo)線，導(dǎo)線通電時(shí)指南針不偏轉(zhuǎn)

答案：BC三、安培力1.大小BILsinθBIL0(1)當(dāng)B與I成θ角：F＝_________.(2)當(dāng)B和I垂直：F＝______.(3)當(dāng)B和I平行：F＝______.2.方向電流安培力B、I

(1)左手定則：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)大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受____________的方向. (2)特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于________決定的平面.【基礎(chǔ)檢測(cè)】

2.在下列各圖所示的四幅圖中，正確標(biāo)明通電導(dǎo)線所受安培力F方向的是()ABCD答案：B磁感線電場(chǎng)線不同點(diǎn)閉合曲線，外部N→S，內(nèi)部S→N起始于正電荷、終止于負(fù)電荷相似點(diǎn)①形象描述場(chǎng)而引入的假想線，實(shí)際不存在②疏密程度表示場(chǎng)的強(qiáng)弱③切線方向表示場(chǎng)的方向④不能相交(電場(chǎng)線在無(wú)電荷的空間不相交)》》》考點(diǎn)1對(duì)磁感線和磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解⊙重點(diǎn)歸納1.磁感線與電場(chǎng)線的比較2.對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，就像電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身決定一樣，跟該位置放不放通電導(dǎo)線無(wú)關(guān).物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度E物理意義描述磁場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量定義式大小決定由磁場(chǎng)決定，與檢驗(yàn)電流無(wú)關(guān)由電場(chǎng)決定，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)3.磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度E方向矢量，磁感線切線方向，小磁針N極受力方向矢量，電場(chǎng)線切線方向，放入該點(diǎn)的正電荷受力的方向場(chǎng)的疊加合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場(chǎng) 的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和合場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和單位1T＝1N/(A·m)1V/m＝1N/C(續(xù)表)⊙典例剖析 A.a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大

B.b、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等

C.a、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同D.b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零圖8-1-2思維點(diǎn)撥：首先用安培定則判斷每根直線電流的磁場(chǎng)方向，然后再根據(jù)磁場(chǎng)的疊加進(jìn)行判斷.

解析：由右手定則可以判斷，a、c兩處的磁場(chǎng)是兩電流在a、c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)相加，但a距離兩導(dǎo)線比c近，故a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大，A正確；b、c與右側(cè)電流距離相同，故右側(cè)電流在此兩處產(chǎn)生的磁場(chǎng)等大反向，但因?yàn)樽髠?cè)電流在此兩處產(chǎn)生了大小不同、方向相同的磁場(chǎng)，故b、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不相等，B錯(cuò)誤；由右手定則可知，a處磁場(chǎng)垂直紙面向里，c處磁場(chǎng)垂直紙面向外，C錯(cuò)誤；b與兩導(dǎo)線距離相等，故兩磁場(chǎng)疊加為零，D正確.答案：AD【考點(diǎn)練透】

1.(2015年北京朝陽(yáng)區(qū)期末)如圖8-1-3中

a、b、c所示為三根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面位于等邊三角形的3個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示.則在三角形)中心O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度( A.方向向左

B.方向向右

C.方向向下

D.大小為零圖8-1-3

解析：根據(jù)右手螺旋定則，電流a在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)平行于bc

向右，電流b在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)平行于ac指向右下方，電流c在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)平行于ab指向右上方；由于三根導(dǎo)線中電流大小相同，到O點(diǎn)的距離相同，根據(jù)平行四邊形定則，合場(chǎng)強(qiáng)的方向向右，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確.答案：B》》》考點(diǎn)2安培力的分析與計(jì)算⊙重點(diǎn)歸納

1.對(duì)公式F＝BIL的運(yùn)用

(1)B與L垂直. (2)式中L是有效長(zhǎng)度.彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于在垂直磁場(chǎng)平面內(nèi)的投影中兩端點(diǎn)所連直線的長(zhǎng)度(如圖8-1-4所示)，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端.任意形狀的閉合線圈，其有效長(zhǎng)度L＝0，故通電后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到的安培力的矢量和一定為零.圖8-1-4(3)B并非一定是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但一定是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度.2.安培力做功的實(shí)質(zhì)——能量的轉(zhuǎn)化(1)安培力做正功：將電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的動(dòng)能及其他形式的能.(2)安培力做負(fù)功：將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.⊙典例剖析 例2：(2014年江西南昌調(diào)研)水平面上有U形導(dǎo)軌

NM、PQ，它們之間的寬度為L(zhǎng)，M和P之間接入電源，現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m的金屬棒ab，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(滑動(dòng)摩擦力略小于最大靜摩擦力)，通過(guò)棒的電流強(qiáng)度為I，并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于金屬棒ab，與垂直導(dǎo)軌平面的方向夾角為θ，如圖8-1-5所示，金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g，則金)屬棒所受的摩擦力大小為( A.BILsinθ

C.μ(mg－BILsinθ)

圖8-1-5 B.BILcosθD.μ(mg＋BILcosθ)

解析：金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，其合力為零，對(duì)其進(jìn)行受力分析，如圖8-1-6所示，在水平方向有BILcosθ－Ff＝0，F(xiàn)f＝BILcosθ，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤.

圖8-1-6答案：B備考策略：解答有關(guān)安培力的問(wèn)題時(shí)，正確分析物體的受力情況仍是解題的關(guān)鍵.【考點(diǎn)練透】

2.如圖8-1-7所示，AC是一個(gè)用長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線彎成的以O(shè)為圓心的四分之一圓弧，將其放置在與平面AOC垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)在該導(dǎo)線中通以由C到A，大小為I)的恒定電流時(shí)，該導(dǎo)線受到的安培力的大小和方向是( A.BIL，平行于OC向左圖8-1-7方向由左手定則判斷，應(yīng)為垂直AC的連線指向左下方，因此選項(xiàng)C正確.

答案：C

3.(2015年江蘇卷)如圖8-1-8所示，用天平測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列各選項(xiàng)所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長(zhǎng)NM相等，將它們分別掛在天平的右臂下方，線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)，若磁場(chǎng)發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是()圖8-1-8ABCD答案：A電流元法分割為電流元→安培力方向→整段導(dǎo)體合力方向→運(yùn)動(dòng)方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流→小磁針→通電螺線管或多個(gè)環(huán)形電流→條形磁鐵結(jié)論法同向電流互相吸引，異向電流互相排斥

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》》》考點(diǎn)3安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)⊙重點(diǎn)歸納

研究通電導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的常用方法⊙典例剖析 例3：如圖8-1-9所示，一通電直導(dǎo)線位于蹄形磁鐵的磁極)的正上方，當(dāng)通以電流I時(shí)，試判斷導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況( A.由上往下看導(dǎo)線，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)

B.由上往下看導(dǎo)線，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)圖8-1-9C.由上往下看導(dǎo)線，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)D.由上往下看導(dǎo)線，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)

思維點(diǎn)撥：采用電流元受力分析法，在導(dǎo)體中取三段電流元，用左手定則判斷它們所受安培力方向，從而確定導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況.

解析：由蹄形磁鐵磁場(chǎng)的立體分布，知道磁感線從A端向上穿過(guò)，再?gòu)腂端向下穿過(guò).由左手定則可知，A端受向外的安培力，B端受向內(nèi)的安培力.導(dǎo)線開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后，電流有向里的分量，在向右的磁場(chǎng)中，受到向下的安培力.故由上往下看導(dǎo)線，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向下運(yùn)動(dòng).故選A.答案：A【考點(diǎn)練透】

4.(多選，2016年黑龍江牡丹江期中)如圖8-1-10所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的區(qū)域中有一光滑斜面體，在斜面體上放了一根長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的導(dǎo)線