高考物理总复习 第8章 1讲 磁场及其描述课件 新人教版

考纲点击考纲点击考情预测考情预测1.磁场、磁感应强度、磁感线磁场、磁感应强度、磁感线()2.通电直导线和通电线圈周围通电直导线和通电线圈周围磁场的方向磁场的方向()3.安培力、安培力的方向安培力、安培力的方向()4.匀强磁场中的安培力匀强磁场中的安培力()5.洛伦兹力、洛伦兹力的方向洛伦兹力、洛伦兹力的方向()6.洛伦兹力公式洛伦兹力公式()7.带电粒子在匀强磁场中的运带电粒子在匀强磁场中的运动动()8.质谱仪和回旋加速器质谱仪和回旋加速器()从近几年的高考试题来看，高考对磁场知从近几年的高考试题来看，高考对磁场知识的考查频率很高，出题往往侧重于带电粒子识的考查频率很高，出题往往侧重于带电粒子在磁场中的圆周运动、带电粒子在复合场中的在磁场中的圆周运动、带电粒子在复合场中的运动等问题，其中复合场问题的综合性较强，运动等问题，其中复合场问题的综合性较强，覆盖考点较多，是现今理综试卷的一个命题热覆盖考点较多，是现今理综试卷的一个命题热点预计在点预计在2013年的考查中，本章知识仍会在年的考查中，本章知识仍会在大型综合题中出现，并且命题背景将会更加新大型综合题中出现，并且命题背景将会更加新颖、前沿，注重实际应用，如质谱仪、回旋加颖、前沿，注重实际应用，如质谱仪、回旋加速器、霍尔元件、磁流体发电机、速度选择速器、霍尔元件、磁流体发电机、速度选择题、磁电式电流表等都能成为命题的背景在题、磁电式电流表等都能成为命题的背景在考查相关知识综合应用的同时，也会以选择题考查相关知识综合应用的同时，也会以选择题形式加强对本章基本知识、基本方法的考查，形式加强对本章基本知识、基本方法的考查，如磁感应强度的定义、磁感线、地磁场等等如磁感应强度的定义、磁感线、地磁场等等.第一讲磁场及其描述1了解磁体的磁场、电流的磁场和地磁场2理解磁感应强度的概念、定义式，掌握安培定则，熟悉几种常见磁场的磁感线分布3知道磁通量，并会计算一、磁场、磁感应强度1磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的 、 和 电荷有磁场力的作用(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向磁体磁体电流电流运动运动强弱和方向强弱和方向 N 3磁通量(1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向 的平面面积S和B的乘积(2)公式： .(3)单位：1 Wb .垂直垂直BS1 Tm24磁现象的电本质(1)永久磁铁的磁场是由磁体内的 产生的(2)电流的磁场是由形成电流的 产生的(3)磁体与磁体间、电流与电流间、磁体与电流间的相互作用都可归纳为 的相互作用分子电流分子电流运动电荷运动电荷运动电荷运动电荷磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是指空间某点垂直于磁场方向单位面积的磁通量(也称磁通密度)；磁通量是指空间某区域垂直于磁场方向某一面积S的磁感线条数二、磁感线及几种常见的磁场1磁感线在磁场中画一些曲线，使曲线上每一点的 方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线就是磁感线2磁感线的特点(1)磁感线是为了形象地研究磁场而人为 的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线(2)磁感线密的地方磁场 ，磁感线疏的地方磁场 切线切线假设假设强强弱弱(3)磁场对小磁针 极作用力的方向叫做磁场方向，由于磁感线上任何一点的受力方向都跟该点的切线方向一致，所以磁场方向、磁感线方向和小磁针静止时 极所指的方向，三者是一致的(4)磁感线不能 ，也不能 (5)磁场中任何一条磁感线都是 曲线NN相交相交相切相切闭合闭合 为了形象地描述磁场引入磁感线，那么没有画磁感线的地方磁感应强度就等于零吗？提示：用磁感线的疏密表示磁场的强弱，但没有画出磁感线的地方并不表示那里没有磁场存在3几种常见磁场的磁感线分布(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)(2)几种电磁周围的磁场分布直流电流的直流电流的磁场磁场通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场环形电流的磁场特点特点无磁极、非无磁极、非匀强且距导匀强且距导线越远处磁线越远处磁场越弱场越弱与条形磁铁的磁场与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强相似，管内为匀强磁场，管外为非匀磁场，管外为非匀强磁场强磁场环形电流的两侧环形电流的两侧是是N极和极和S极且离极且离圆环中心越远，圆环中心越远，磁场越弱磁场越弱磁场是分布在立体空间的，要熟练掌握常见磁场的立体图和纵、横面图的画法(3)地磁场：地磁场的N极在地球 附近，S极在地球 附近，在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度 ，且方向水平 南极南极北极北极大小相等大小相等向北向北3磁感应强度B的定义式也是其度量式，用来测量的小段通电导线必须垂直放入磁场，如果小段通电直导线平行放入磁场，所受安培力为零，但不能说该点的磁感应强度为零4磁感应强度是矢量，其方向是放入其中的小磁针静止时N极的指向，不是磁场中电流所受磁场力的方向5磁感应强度B与电场强度E的比较电场强度E是描述电场的力的性质的物理量，磁感应强度B是描述磁场的力的性质的物理量这两个物理量比较如下表所示：磁感应强度磁感应强度B电场强度电场强度E方向方向小磁针小磁针N极受力方向极受力方向放入该点正电荷受力方向放入该点正电荷受力方向大小决大小决定因素定因素由磁场决定，与检验由磁场决定，与检验电流无关电流无关由电场决定，与检验电荷由电场决定，与检验电荷无关无关场的叠场的叠加加合磁感应强度等于各合磁感应强度等于各磁场的磁场的B的矢量和的矢量和合场强等于各个电场的场合场强等于各个电场的场强强E的矢量和的矢量和单位单位1 T1 N/(Am)1 V/m1 N/C友情提示：由上表可以看出，磁感应强度和电场强度有很多相似之处，但更应注意两者的区别：(1)电场强度的方向和电荷受力方向相同或相反，而磁感应强度的方向和电流受力方向垂直(2)电荷在电场中一定受电场力，而电流在磁场中不一定受磁场力 关于磁感应强度B，下列说法中正确的是A磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点的B值大小为零D在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大【思维点拨】求解此题应把握以下两点：(1)磁场的磁感应强度只取决于磁场本身，与试探电流元无关(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁场的方向与电流元受力的方向垂直【方法归纳】用比值定义的物理量常常与定义式中的物理量无关，类似的物理量如：速度、加速度、电阻、电容、电势差等二、安培定则的应用和磁场的叠加1安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.原因原因(电流方向电流方向)结果结果(磁场绕向磁场绕向)直线电流的磁场直线电流的磁场大拇指大拇指四指四指环形电流的磁场环形电流的磁场四指四指大拇指大拇指2.磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解友情提示：两个电流附近的磁场的磁感应强度是两个电流分别独立存在时产生的磁场的磁感应强度叠加而成的. 三根平行的长直通电导线，分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则下列说法中正确的有【题后总结】空间中磁场叠加，在某一点的磁感线方向也就是该点的磁感应强度的方向只有一个，即合磁场方向，应用平行四边形定则来求1.两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是()Aa点Bb点Cc点 Dd点解析：I1和I2的磁感线方向分别为逆时针和顺时针方向，那么c、d两点的磁场方向不可能相反，由c、d两点的磁感应强度不可能为零，故C、D错误当I1大于I2时，b点的磁感应强度可能为零；当I1小于I2时，a点的磁感应强度可能为零，选项A、B正确答案：AB三、对磁通量的理解1BS的含义BS只适用于磁感应强度B与面积S垂直的情况当S与垂直于B的平面间的夹角为时，则有BScos ，可理解为B(Scos )，即等于B与S在垂直于B方向上分量的乘积；也可理解为(Bcos )S，即等于B在垂直于S方向上的分量与S的乘积如图甲所示2面积S的含义S不一定是某个线圈的真正面积，而是线圈在磁场范围内的面积如图乙所示，S应为线圈面积的一半3多匝线圈的磁通量多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线条数相同，而磁感线条数可表示磁通量的大小4合磁通量求法若某个平面内有不同方向的磁场共同存在，当计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的合磁通量友情提示：(1)磁通量是标量，其正、负值仅表示磁感线是正向还是反向穿过线圈平面(2)同一线圈平面，如果正向穿过平面的磁感线条数与反向穿过平面的条数一样多，则0. 矩形线圈abcd有n匝，面积大小为S，放在水平面内，加一个竖直向下的范围较大的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B.(1)若线圈从图示位置绕ab边转过60，则穿过线圈的磁通量是多少？(2)若线圈绕ab边转过180，则穿过线圈的磁通量是多少？【思维点拨】解决此题应把握以下两点：(1)明确磁感线方向与线圈平面的角度关系(2)求解磁通量变化时应考虑磁感线正穿和反穿的情况【自主解答】(1)若线圈绕ab边转过60，可将S沿垂直于磁感线方向投影，如图所示，则此时穿过线圈abcd的磁通量为BScos 60BS.(2)若线圈绕ab边转过180，则磁感应强度穿过线圈平面的反面，若取穿过线圈abcd正面的磁通量为正，则此时穿过线圈abcd的磁通量为BS.2如图所示，一球冠处于磁感应强度为B的匀强磁场中，若球冠的底面大圆半径为r，磁场方向与球冠底面垂直，则穿过整个球冠的磁通量为()Ar2B B大于r2BC小于r2B D不能确定解析：球冠在磁场中的有效面积为Sr2，所以磁通量r2B.答案：A 如图所示，电流从A点分两路通过对称的环形分路汇合于B点，在环形分路的中心O处的磁感应强度A垂直环形分路所在平面，且指向“纸内”B垂直环形分路所在平面，且指向“纸外”C在环形分路所在平面内指向BD磁感应强度为零解析：利用“微元法”把圆周上电流看成是无数段直导线电流的集合如右图所示，由安培定则可知在一条直径上的两个微元所产生的磁感应强度等大反向，由矢量叠加原理可知中心O处的磁感应强度为零，D正确答案：D 磁铁放久了，其磁性将变弱，为了保持其磁性，我们需要给磁铁充磁，充磁的方式有两种图甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中，图乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间，a、b和c、d接直流电源，下列接线正确的是Aa接电源正极，b接电源负极，c接电源正极，d接电源负极Ba接电源正极，b接电源负极，c接电源负极，d接电源正极Ca接电源负极，b接电源正极，c接电源正极，d接电源负极Da接电源负极，b接电源正极，c接电源负极，d接电源正极解析：充磁时，应使外加磁场方向与磁铁的磁场方向相同，甲图中，因磁铁在螺线管内部，应使螺线管内部磁感线方向从右向左，由安培定则可判定，a接电源正极，b接电源负极；乙图中，同理可知，右端为螺线管N极，左端为S极，由安培定则可判定c接电源负极，d接电源正极，故B对答案：B