高三物理 专题一 磁场.磁感应强度.磁通量复习讲义

用心 爱心 专心1 第十一章第十一章 磁场磁场 本章考试大纲本章考试大纲 九 磁场九 磁场 内容要求说明 71 电流的磁场 72 磁感应强度 磁感线 地磁场 73 磁性材料 分子电流假说 74 磁场对通电直导线的作用 安 培力 左手定则 75 磁电式电表原理 76 磁场对运动电荷的作用 洛伦 兹力 带电粒子在匀强磁场中的运动 77 质谱仪 回旋加速器 1 安培力的计算限于直导线 跟B平行或垂直的两种情况 2 洛伦兹力的计算限于v跟 B平行或垂直的两种情况 用心 爱心 专心2 专题一磁场 磁感应强度 磁通量 达标指要达标指要 知道磁场的基本特性 熟练掌握和运用安培定则判断电流产生的磁场方向 深刻理 解磁感应强度概念 掌握磁感应强度叠加原理 名题精析名题精析 例例 1 1 如图 11 1 1 所示 两个完全相同的通电圆环A B圆心O重合 圆面相互垂直 的放置 通电电流相同 电流方向如图所示 设每个圆环在其圆心 O处独立产生的磁感应强度为B0 则O处的磁感应强度大小为 A 0 B 2B0 C B0D 无法确定 2 分析与解 分析与解 根据右手螺旋定则可知 图中 A 环在圆心O处产生 的磁感应强度的方向是垂直纸面向里 B环在圆心O处产生的磁感应 强度的方向是竖直向下 根据平行四边形定则可知 圆心O处磁感 应强度大小为2B0 例例 2 2 如图 11 1 2 甲所示 根据小磁针的指向 画出线圈的绕线方向 分析与解 分析与解 首先由小磁针静止时N极的指向可 以确定 绕在蹄形铁芯上的线圈通电后 产生的磁 场磁感线 是从铁芯左方到右方 即蹄形铁芯左方 为N极 右方为S极 再根据电源标出电流方向 铁芯左方上端为N极 由安培定则可知 铁芯左方 线圈中电流方向如图所示 由此可知左侧线圈中的 绕线方向如图所示 同理 铁芯右侧上端为S极 根据安培顶则可知 线圈中电流方向如图所示 故 线圈绕线方向如图 11 1 2 乙所示 例例 3 3 如图 11 1 3 所示 面积为S的矩形线圈abcd 处 在磁感应强度为B的匀强磁场中 磁场方向与线框平面成 角 当线框以ab为轴顺时针方向转过 90 时 穿过abcd面 的磁通量变化量 为 A BScos B BS sin cos C BSsin D BS 分析与解 分析与解 磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框方向 A B O 图 11 1 1 a b c d c d B 图 11 1 3 甲 N S NS 乙 图 11 1 2 用心 爱心 专心3 上的分量决定 开始时B与线框平面成 角 磁通量 1 Bssin 线框平面按题意方 向转动时 磁通量减少 当转过 90 时 磁通量为负值 2 Bscos 可见 磁通量 的变化量为 2 1 BScos BSsin BS cos sin 思路点拨思路点拨 例 1 例 2 考查了安培定则的应用 空间磁感线分布及矢量合成的平行四边形法则 例 3 中应注意 磁通量 BS的适用条件 物理量的分解 益智演练益智演练 1 如图 11 1 4 所示 ab是水平面上一个圆的直径 在过ab的竖直面内有一根通电导线 ef 且ef平行于ab 当ef竖直向上平移时 穿过圆面积的磁通量将 A 逐渐变大 B 逐渐变小 C 始终为零 D 不为零 但始终保持不变 2 如图 11 1 5 所示 一带负电的金属环绕轴OO 以角速度 匀速旋转 在环左侧轴线 上的小磁针最后平衡的位置是 A N极竖直向上 B N极竖直向下 C N极沿轴线向左 D N极沿轴线向右 3 在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线 如图 11 1 6 所示 四根导线中电流 i4 i3 i2 i1 要使O点磁场增强 应切断哪一根导线中的电流 A i1 B i2 C i3 D i4 4 在磁感应强度为B0 竖直向上的匀强磁场中 水平放置一根 长通电直导线 电流的方向垂直纸面向里 如图 11 1 7 所示 a b c d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点 在这四 点中 A b d两点的磁感应强度大小相等 B a b两点的磁感应强度大小相等 C c点的磁感应强度的值最小 D b点的磁感应强度的值最大 图 11 1 4 ef a b I N S O O 图 11 1 5 图 11 1 6 i2 i1 i3 i4 图 11 1 7 a b c d 用心 爱心 专心4 5 有一束电子流沿x轴正方向高速运动 如图 11 1 8 所示 电子流在z轴上的P点处 所产生的磁场方向是沿 A y轴正方向 B y轴负方向 C z轴正方向 D z轴负方向 6 在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态 突然发现小 磁 针N极向东偏转 由此可知 A 一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁 针 B 一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁 针 C 可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过 D 可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过 7 关于磁感应强度的说法中 正确的是 A 一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用 则该处的磁感应强度一定为零 B 一小段通电导体在磁场中某处受到的磁场力越小 说明该处的磁感应强度越小 C 磁场中某点的磁感应强度方向 就是放在该点的一小段通电导体的受力方向 D 磁场中某点的磁感应强度的大小和方向与放在该点的通电导线受力情况无关 8 下列说法正确的是 A 一小段通电导线放在磁场A处时 受到的磁场力比放在B处大 说明A处磁感应 强度比B处磁感应强度大 B 由B IL F 可知 某处磁感应强度大小与放入该处的通电导线IL乘积成反比 C B总与F和I垂直 但F I之间可以不垂直 D 小磁针N极所受磁场力方向就是该处磁感应强度的方向 9 有一小段通电导线 长为 1cm 电流强度为 5A 把它置于磁场中某点 受到的磁场力 为 0 1 N 则该点的磁感应强度B一定是 A B 2 T B B 2 T C B 2 T D 以上情况都有可能 10 关于磁场和磁感线的描述 下列哪些是正确的 A 磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止 B 自由转动的小磁针放在通电螺线管内部 其N极指向螺线管的北极 C 磁感线是互不相交的闭合曲线 D 两条磁感线的空隙处不存在磁场 11 关于磁现象的电本质 下列说法正确的是 A 磁铁的磁场和电流的磁场都是电荷的运动产生的 B 一切磁作用都可以归纳为是运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用 C 根据安培的分子电流假说 在外界磁场作用下 铁磁性物体内部分子电流取向变 x y z O P 图 11 1 8 用心 爱心 专心5 得大致相同时 物体就被磁化 两端就形成磁极 D 为了使永久磁体保持磁性 要定期让它受到高温或猛烈的撞击 促使分子电流易 于获得一致取向 12 如图 11 1 9 所示 M1与M2为两根原未被磁化的铁棒 现将 它们分别放置于如图所示的位置 则被通电螺线管产生的磁 场磁化 A M1的左端为N极 M2的右端为N极 B M1和M2的左端均为N极 C M1的右端为N极 M2的左端为N极 D M1和M2的右端均为N极 13 世纪 20 年代 以塞贝克 数学家 为代表的科学家已认识到 温度差会引起电流 安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差 从而提出如下假设 地球磁场是由绕地球的环形电流引起的 该假设中的电流方向是 A 由西向东垂直磁子午线 B 由东向西垂直磁子午线 C 由南向北沿磁子午线 D 由赤道向两极沿磁子午线方向 注 磁子午线是地球磁场 N 极与 S 极在地球表面的连线 14 如图 11 1 10 所示 框架面积为S 框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直 则穿过线圈平面的磁通量为 若使框架绕轴OO 转过 60 角 则穿过线框 平面的磁通量为 若从初始位置转过 90 角 则穿过线框平面的磁通量为 若从初始位置转过 120 角 则穿过线圈平面的磁通量的变化量为 15 如图 11 1 11 所示 放在通电螺线管内部中间处的小磁针 静止时N极指向右 试 判定电源的正负极 M1 M2 图 11 1 9 图 11 1 11 电源 图 11 1 10 O O 用心 爱心 专心6 16 在同一个平面内有六根彼此绝缘的通电导线 其中电流强度的大小相同 方向如图 11 1 12 所示 A B C D四个区域均为面积相同的正方形 其中指向纸外的磁场 最强的区域是 区 17 一般情况下 金属都有电阻 电阻是导体的属性之一 当条件发生改变时 其属性 也会发生改变 1 实验表明 某些金属当温度降低到某一定值时 其电阻突然降为零 这种现象 叫做 现象 2 图 11 1 13 所示为磁悬浮现象 将某种液态物质 倒入金属盘后 能使金属盘达到转变温度 在金 属盘上方释放一永磁体 当它下落到盘上方某一 位置时即产生磁悬浮现象 试根据下表列出的几 种金属的转变温度和几种液态物质的沸点数据 判断所倒入的液态物质应是 金属盘的材 料应是 金属转变温度 K液态物质沸点 K 铱 0 14 液氦 4 1 锌 0 75 液氮 77 0 铝 1 20 液氧 90 0 锡 3 72 液态甲烷 111 5 铅 7 20 液态二氧化碳 194 5 3 试分析说明磁悬浮现象的原因 4 利用上述现象 人们已设计成磁悬浮高速列车 列车车厢下部装有电磁铁 运 行所需槽形导轨底部和侧壁装有线圈 用以提供 这种列车是一般列车 运行速度的 3 4 倍 能达到这样高速的原因是 图 11 1 12 A B C D 图 11 1 13 用心 爱心 专心7 学后反思学后反思 磁场是磁极或电流周围产生的一种特殊物质 磁场和电场是两种不同的物质 磁场 的电本质是由电荷的运动产生 磁场分布在立体空间 掌握磁感线分布的立体图 纵 横截面图的画法对分析问题很有帮助 参考答案