2018-2019高中物理 第2章 打开电磁联系的大门章末分层突破学案 沪科版选修1 -1.doc

第2章 打开电磁联系的大门章末分层突破自我校对直线环形安培相交中断闭合有效左BIl0左_一、磁感线与安培定则1对磁感线的理解要点(1)磁感线是假想的，用来对磁场进行直观描述的曲线它并不是客观存在的(2)磁感线是封闭曲线在磁体的外部由N极到S极在磁体的内部由S极到N极(3)磁感线的疏密表示磁场的强弱某点附近磁感线较密，表示该点的磁场较强，反之较弱(4)磁感线的切线方向(曲线上某点的切线方向)表示该点的磁场方向亦即静止的小磁针的N极在该点所指的方向任何两条磁感线不会相交(5)磁感线不是带电粒子在磁场中的运动轨迹2安培定则：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”的关系，在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指“原因”电流方向，四指指“结果”磁感线绕向；在判定环形电流磁场方向时，四指指“原因”电流绕向，大拇指指“结果”环内沿中心轴线的磁感线方向如图21所示，环中电流方向由左向右，且I1I2，则圆环中心O处的磁场是()图21A最大，穿出纸面B最大，垂直穿入纸面C为零D无法确定【解析】根据安培定则，上半圆环中电流I1在环内产生磁场垂直纸面向里；下半圆环中电流I2在环内产生的磁场垂直纸面向外；由于O对于I1和I2对称(距离相等)，故I1和I2在O处产生的磁场大小相等、方向相反，在O处相互抵消【答案】C1为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()【解析】根据地磁场的分布情况可知，地球的地理北极在地磁场的南极附近，地球的地理南极在地磁场的北极附近，根据安培定则可判断出环形电流的方向B正确【答案】B二、磁通量1磁通量是针对一个面而言的，与线圈匝数无关2磁通量表示穿过某一面积的磁感线条数对于匀强磁场BS，其中S是垂直于磁场方向上的面积，若平面不与磁场方向垂直，则要求出它在垂直于磁场方向上的投影面积，然后用上式计算3磁通量是标量，其正负不表示大小，只表示与规定正方向相同或相反若磁感线沿相反方向通过同一平面，且正向磁感线条数为1，反向磁感线条数为2，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即12.4磁感应强度越强，穿过某一面积磁感线的条数越多，磁通量就越大；反之就越小判断磁通量的变化，一般是根据穿过某一面积的磁感线的多少去判断的如图22所示，一夹角为45的三角形，以水平向右、大小为1 m/s的速度进入一个匀强磁场，磁感应强度为B0.1 T，求4 s后通过三角形的磁通量(设三角形足够大) 【导学号：17592033】图22【解析】计算磁通量时磁感应强度应乘以有磁场通过的有效面积S(vt)2.所以B(vt)20.11242 Wb0.8 Wb.【答案】0.8 Wb2.磁通量可以形象地理解为“穿过一个闭合电路的磁感线的条数”在图23所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为1、2、3且都不为0.下列判断正确的是() 【导学号：17592034】图23A1最大B2最大C3最大 D1，2，3相等【解析】磁通量表示穿过一个闭合电路的磁感线的多少，从题图中可看出穿过S1的磁感线条数最多，穿过S3的磁感线条数最少，故A正确【答案】A三、安培力作用下的平衡问题1解决通电导体在磁场中受重力、弹力、摩擦力、安培力等力的作用下的平衡问题，关键是受力分析2由于安培力F的方向、电流I的方向、磁感应强度B的方向三者之间涉及三维空间，所以在分析和计算安培力的大小时，要善于把立体图形改画成平面图形，以便受力分析3画好辅助图(如斜面)，标明辅助方向(如B的方向、I的方向等)也是画好受力分析图的关键(多选)质量为m的通电导体棒ab置于倾角为的金属导轨上，如图24所示已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，在下列各图所加各种磁场中，导体均静止，则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是()图24ABCD【解析】要使静摩擦力为零，如果FN0，必有f0.B选项中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反，可能使FN0，B项是正确的；如果FN0，则导体棒除受静摩擦力f以外的其他力的合力只要为零，那么f0.在A选项中，导体棒所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力合力可能为零，则导体棒所受静摩擦力可能为零；C、D选项中，从导体棒所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体所受静摩擦力不可能为零故正确的选项应为A、B项【答案】AB【迁移应用】3电流天平的原理图如图25所示，矩形线圈abcd的bc边悬在匀强磁场中当给矩形线圈通入如图所示的电流I时，调节两盘中的砝码，使天平平衡然后使电流I反向，这时要在天平的左盘上加质量为m的砝码，才能使天平重新平衡则此时磁场对bc边作用力的大小为() 【导学号：17592035】25A.mgB.mgC.mg D.mg【解析】初状态天平平衡时，由左手定则可知，在磁场中的导线bc受到的安培力方向竖直向上，大小设为F，左、右两盘的砝码质量分别设为m1和m2.由平衡条件得：m1gm2gF.电流I反向后，导线bc受到的安培力方向竖直向下，大小仍为F，这时要在天平的左盘上加质量为m的砝码，才能使天平重新平衡由平衡条件得：m1gmgm2gF.以上两式相减可得：mg2F，所以F.【答案】C