高中物理 5.3探究电流周围的磁场课时讲练通课件 沪科选修31

1、2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三22021/8/11 星期三32021/8/11 星期三42021/8/11 星期三52021/8/11 星期三62021/8/11 星期三71.通电直导线与通电螺线管及环形电流应用右手螺旋定则来判定磁感线的方向，那么在这两种情况下，大拇指与四指所代表的指向意义相同吗？提示：不相同.在判定通电直导线磁感线的方向时，大拇指指向电流的方向，四指的指向代表磁感线的方向.在判定通电螺线管及环形电流磁感线的方向时，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向代表螺线管内部磁感线的方向.2021/8/11 星期三82.通电螺线管与放在其内部的小磁针是否仍然遵循同

2、名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的法则呢？提示：自由转动的小磁针静止时，其N极指向磁场的方向.在螺线管内部，其磁场的方向由S极指向N极，所以，放在螺线管内部的小磁针的N极指向螺线管的N极，因此，放在螺线管内部的小磁针与通电螺线管不再是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引了.2021/8/11 星期三93.在用安培定则判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线的方向时，有什么相同点和不同点？提示：相同点：都用右手进行判断.都是离导线越远磁场越弱,磁感线越疏,通电螺线管内部磁场为匀强磁场.不同点：拇指和四指所指示的物理量不同，对直线电流，拇指指向原因(电流)的方向，四指指向结果(磁感线)的方向.对环

3、形电流和通电螺线管，四指指向原因(电流)的方向，拇指指向结果(磁感线)的方向.2021/8/11 星期三10【典例1】如图所示，一个正电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动，则此正电子的运动( )A.不产生磁场B.产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里C.产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外D.只有圆周内侧产生磁场2021/8/11 星期三11【思路点拨】解答本题应按如下思路进行：(1)根据正电子的运动确定电流方向；(2)根据安培定则确定磁场方向；(3)注意环形电流内外磁场分布情况. 2021/8/11 星期三12【自主解答】选C.正电子做圆周运动可以等效为一个环形电流,由安培定则可以判定圆心处的

4、磁场方向垂直纸面向外,C正确;圆环的外侧磁场方向垂直于纸面向里,故A、B、D均错.2021/8/11 星期三132021/8/11 星期三141.一根铁棒在未被磁化时为什么对外界不显磁性？提示:铁棒在未被磁化时，内部分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性.2021/8/11 星期三152.永磁体为什么具有磁性？为什么有时会失去磁性？提示:永磁体内部，各分子电流的取向大致相同，两端显示出较强的磁作用；当磁体受到高温或猛烈撞击时，分子电流的取向变得杂乱无章而失去磁性.2021/8/11 星期三16【典例2】一根软铁棒被磁化是因为( )A.软铁棒中产生了分子电流B.软铁棒中分子

5、电流取向杂乱无章C.软铁棒中分子电流消失了D.软铁棒中分子电流取向变得大致相同2021/8/11 星期三17【思路点拨】掌握安培分子电流假说的内容及特点是解题的关键.【自主解答】选D.磁化的结果是使材料中分子电流的取向大致相同，这是分子电流假说对于磁化现象的解释，D项正确.2021/8/11 星期三18【典例3】如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中在两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况说法中正确的是A.带同种电荷 B.带异种电荷C.B带正电 D.A带正电2021/

6、8/11 星期三19【思路点拨】求解本题应注意以下三点：(1)正电荷定向移动的方向为电流方向.(2)小磁针的N极转动方向为其受力方向,也是磁场方向.(3)电流方向及磁场方向间的关系服从安培定则.2021/8/11 星期三20【标准解答】选B、D.云层间放电必须发生在异种电荷之间，故B对；在云层间放电时，形成的强电场和高温将空气电离成正离子和负离子，并在强电场的作用下做定向移动，形成电流，相当于通电直导线形成磁场.由题意知，从南往北看，磁场是逆时针的，根据安培定则可以判断电流是从A流向B的.故可知A带正电，B带负电.D正确.2021/8/11 星期三21 知识点1：电流的磁场1.如图所示为一通电

7、螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，则三点中磁感应强度最大处为( )A.a处 B.b处C.c处 D.无法判断2021/8/11 星期三22【解析】选A.螺线管内部的磁感线条数与螺线管外部的磁感线条数相同，由于螺线管内部横截面积小，所以内部磁感线最密，磁感线密的地方磁感应强度大，故选A.2021/8/11 星期三232.(2010福州高二检测)如图所示,水平直导线ab通有向右的电流I,置于导线正下方的小磁针S极将( )A.向纸外偏转B.向纸内偏转C.在纸面内顺时针转过90D.不动【解析】选A.据安培定则可以确定,通电直导线在其下方产生垂直纸面向里的磁场,在磁场力的作用下,小磁针N极向里,

8、S极向外偏转,A项正确.2021/8/11 星期三243.在图中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向或磁感线方向.其对应正确的是( )【解析】选A、C、D.由安培定则判断C、D正确；又因小磁针静止时N极所指的方向与磁场方向相同，A正确B错误.2021/8/11 星期三254.如图所示,带正电的金属环绕轴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极沿轴线向右D.N极沿轴线向左【解析】选C.沿OO方向看金属环旋转相当于顺时针方向的环形电流,由安培定则得金属环中心轴线上的磁感线方向水平向右,小磁针稳定后,N极指向磁感线

9、方向,故C项正确.2021/8/11 星期三26 知识点2：安培分子电流假说5.用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象( )A.永久磁铁的磁场B.通电螺线管的磁场C.环形电流的磁场D.软铁棒被磁化的现象2021/8/11 星期三27【解析】选A、D.本题考查安培分子电流假说.安培分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出的,A、D正确；而通电导线周围的磁场是由其内部自由电荷定向移动产生的宏观电流而产生的.分子电流和宏观电流虽然都是由运动电荷引起的,但产生的原因不同，正确答案为A、D.2021/8/11 星期三28一、选择题(本题包括5个小题，每小题3分，共15分)1.关于磁现象的电本质,

10、下列说法正确的是( )A.磁与电紧密联系,有磁必有电荷,有电荷必有磁B.不管是磁铁的磁场还是电流的磁场都起源于运动的电荷C.除永久磁体外,一切磁现象都是运动电荷产生的D.铁棒被磁化是因为铁棒内分子电流取向变得大致相同2021/8/11 星期三29【解析】选B、D.一切磁场都起源于电荷的运动，A、C错，B对；磁化的实质就是分子电流取向由无序变为有序，故D对.2021/8/11 星期三302.取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管,当该螺线管中通以电流强度为I的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管,并通以电流强度也为I

11、的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )A.0 B.0.5B C.B D.2B2021/8/11 星期三31【解析】选A.(b)为双绕线圈,相邻两匝线圈中电流等大反向,磁场互相抵消,管内磁感应强度为0,故选A.2021/8/11 星期三323.(2010济南高二检测)有一束电子流沿x轴正方向高速运动,如图所示,电子流在z轴上的P点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2021/8/11 星期三33【解析】选A.电子流沿x轴正方向,则电流方向沿x轴负方向,由安培定则可以判断在P点产生的磁场方向沿y轴正方向,故A正确.2021/8/11 星

12、期三344.19世纪20年代，以数学家塞贝克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：地球磁场是由地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)( )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方向D.由赤道向两极沿磁子午线方向2021/8/11 星期三35【解析】选B.地球内部磁场的方向由地理的北极指向南极，由安培定则判断，环形电流的方向由东向西垂直磁子午线，故B正确.2021/8/11 星期三365.当接通电源后，小磁针a按如图所示方向运动，则

13、下列判断正确的是(忽略通电螺线管磁场与环形电流磁场间的影响)( )A.通电螺线管的右端相当于其磁场的S极B.电源的右端是正极C.小磁针b的N极向纸里转D.因电流未标出，所以无法判断小磁针b如何转动2021/8/11 星期三37【解析】选C.小磁针a的N极向右运动，则螺线管内部磁场方向向右，由安培定则判断，螺线管右端为其磁场的N极，电流沿环形顺时针方向，小磁针b的N极向里转，电源左端为正极，所以A、B、D错误，C正确.2021/8/11 星期三382021/8/11 星期三392021/8/11 星期三40二、非选择题(本题包括2个小题,共15分)6.(6分)如图所示,a、b是直线电流的磁场，c

14、、d是环形电流的磁场，e、f是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向.2021/8/11 星期三412021/8/11 星期三42【解析】根据安培定则,可以确定a中电流方向垂直纸面向里,b中电流的方向从下向上,c中电流方向沿逆时针方向,d中磁感线方向向下,e中磁感线方向向左,f中磁感线的方向向右.2021/8/11 星期三43答案:如图所示2021/8/11 星期三447.(9分)如图所示,在甲、乙间用两条导线连一个直流电路,将小磁针放在两导线之间时,N极向纸外偏转,接在A与B间的电压表向B接线柱一侧偏转(此电压表指针总偏向电流流进时的一侧),由此是否可以判断出甲、乙两处哪是电

15、源，哪是负载？2021/8/11 星期三45【解析】小磁针N极向纸外偏转,可判断小磁针所在处磁场方向向外,由安培定则知,上面的导线中的电流由乙处流向甲处,由电压表指针的偏转方向可知,电压表中的电流由B流向A,即B端电势高.综上所述,乙处一定是电源,甲处一定是负载.2021/8/11 星期三461.(5分)弹簧测力计下挂一条形磁铁,其中条形磁铁N极一端位于未通电的螺线管正上方,如图所示.下列说法正确的是( )2021/8/11 星期三47A.若将a接电源正极,b接电源负极,弹簧测力计示数将不变B.若将a接电源正极,b接电源负极,弹簧测力计示数将增大C.若将b接电源正极,a接电源负极,弹簧测力计示

16、数将减小D.若将b接电源正极,a接电源负极,弹簧测力计示数将增大2021/8/11 星期三48【解析】选D.本题考查通电螺线管的磁场与安培定则的综合应用.a接正极,b接负极时,由安培定则可知,螺线管上端为N极,与磁铁排斥,弹簧测力计示数减小,A、B均错;b接正极,a接负极时,螺线管上端为S极,与条形磁铁吸引,使弹簧测力计示数增大,D正确,C错.故正确答案为D.2021/8/11 星期三492.(2010温州高二检测)(5分)在全自动洗衣机中，排水阀是由程序控制器控制其动作的.如图所示为自动控制排水结构，当洗衣机进行排水和脱水工序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2产生动作，牵引排水阀的活塞，

17、排除污水，断电后，在复位弹簧(图中未画)作用下恢复原位.以下说法正确的是( )2021/8/11 星期三50A.若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为N极，B端为S极B.若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为S极，B端为N极C.若a、b处输入交变电流，铁芯2不能吸入线圈中D.若a、b处输入交变电流，铁芯2能吸入线圈中2021/8/11 星期三51【解析】选B、D.接线控制a、b间通以直流电，a为正，b为负时，由安培定则判断，螺线管中心轴线上的磁场方向水平向左，铁芯在图示位置被磁化，A端为S极，受磁场力水平向右，B端为N极，受磁场力水平向左，但由于螺线管内部磁

18、感线较管外更密集，磁场更强，使A端所受水平向右的力大于B端所受水平向左的力，铁芯2所受的合力水平向右，被吸入螺线管中，断电后，铁芯在复位弹簧作用下回到原位置，所以A错2021/8/11 星期三52误，B正确.同理，当a为负，b为正时，螺线管中心轴线上的磁场方向水平向右，铁芯2的A端被磁化为N极，受磁场力水平向右，B端被磁化为S极，受磁场力水平向左，同样由于A端所处位置磁场强于B端，使铁芯2所受合力依然水平向右，被吸入螺线管中.综上所述，铁芯2的受力与 a、b的极性无关，当a、b间输入交变电流时，铁芯2的所受合力依然水平向右，仍能被吸入螺线管，故C错误，D正确.2021/8/11 星期三533.(10分)在如图所示的装置中,有两个薄铁片(舌簧片)ab和cd,它们的外端固定在一块木板上,里端相互交叠但相隔一段很小的距离,舌簧片连接在一个有灯泡的电路中.如果拿一根条形磁铁平行地靠近舌簧片,小灯泡就亮起来.如果让磁铁在上面的水平面内