高中物理鲁科版1第五章磁场 2023版第5章章末分层突破

章末分层突破[自我校对]①安培定则②N③S④S⑤N⑥磁场⑦疏密程度⑧方向⑨单位⑩N⑪正负⑫BS⑬eq\f(Φ,S)____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________eq\x(安培定则的应用和磁场的叠加)1．安培定则描述了电流方向与磁场方向之间的关系，应用它可以判断直线电流、环形电流及通电螺线管周围磁感线的分布及方向，在应用时，应注意分清“因”和“果”：(1)直线电流的磁场：拇指指向“原因”即电流方向；四指指向“结果”即磁感线的环绕方向．(2)环形电流的磁场：四指指向“原因”即电流方向；拇指指向“结果”即中心轴线的磁感线方向．(3)通电螺线管的磁场：四指指向“原因”即电流方向；拇指指向“结果”即螺线管内部沿中心轴线的磁感线方向，亦即指向螺线管的N极．2．一个其他形状的电流(如矩形、三角形等)的磁场，从整体效果上可等效为环形电流的磁场，采用安培定则判定．也可以分成几段直线电流判定，然后利用磁场叠加思想处理．3．磁场的叠加：磁感应强度是矢量，合成时遵从平行四边形定则．如图5­1所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是()图5­1A．a点 B．b点C．c点 D．d点【解析】由安培定则画出a、b、c、d的磁感线的分布图，由图可知电流I1、I2在a、c两点的磁场方向相反，这两点处的磁感应强度可能为零，又I1>I2，故磁感应强度为零的点距I1的距离应比I2大，故C正确，A、B、D均错误．【答案】Ceq\x(对磁通量的理解)1.磁通量是指穿过某一面积的磁感线的条数．在匀强磁场B中，有一面积为S的面，S与磁场之间的夹角为α，S与垂直于磁场方向之间的夹角为θ，如图5­2所示，则其磁通量为Φ＝BS⊥＝BScosθ＝BSsinα，当θ＝0°(α＝90°)时，Φ最大，为BS，当θ＝90°(α＝0°)时，Φ最小，为零．图5­22．磁通量是标量，但磁通量可以有正、负，因为对一个面来说，磁感线可以从两个方向穿过该面，如图5­3中(甲)、(乙)所示，如果将从左穿入该面的磁通量规定为正，则从右边穿入该面的磁通量就为负；反过来也一样，如果穿过某个面有方向相反的磁场，那么实际磁通量应为合磁通量，即正、负磁通量的代数和，也可以理解为两方向上穿过平面的磁感线条数之差．图5­3如图5­4所示，平面的面积S＝0.6m2，它与匀强磁场方向的夹角α＝30°，若该磁场磁感应强度B＝T，求：图5­4(1)通过S的磁通量Φ1；(2)若线圈再顺时针转过120°时，求磁通量Φ2；(3)求这个过程中磁通量的变化量ΔΦ.【解析】(1)如图位置通过线圈的磁通量为Φ1＝BSsinα＝××eq\f(1,2)Wb＝Wb.(2)再转过120°，线圈平面与磁场方向垂直，只不过磁感线穿过线圈的方向改变了．Φ2＝－BS＝－×Wb＝－Wb.(3)转过120°过程磁通量变化为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|(－－|Wb＝Wb.【答案】(1)Wb(2)－Wb(3)Wbeq\x(1对磁通量的计算式，只适用于匀强磁场，对非匀强磁场不能直接用Φ＝BS计算.,2由于磁感线是闭合曲线，因此穿过任何一个闭合曲面的磁通量均为零.,3穿过线圈的磁通量与磁场的强弱和线圈横截面的大小有关，与线圈的匝数无关.)1．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图5­5.结合上述材料，下列说法不正确的是()图5­5A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用【解析】由“常微偏东，不全南也”和题图知，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，由题图可看出地磁的南极在地理北极附近，地球是一个巨大的磁体，因此地球内部也存在磁场，故选项A、B的说法正确．从题图中磁感线的分布可以看出，在地球表面某些位置(如南极、北极附近)磁感线不与地面平行，故选项C的说法不正确．宇宙射线粒子带有电荷，在射向地球赤道时，运动方向与地磁场方向不平行，因此会受到磁场力的作用，故选项D的说法正确．【答案】C2．(多选)指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法正确的是()A．指南针可以仅具有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转【解析】指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确．因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确．在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转．正确选项为B、C.【答案】BC3．(多选)如图5­6所示，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流，a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为eq\f(l,2)、l和3l.关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是()图5­6A．a处的磁感应强度大小比c处的大B．b、c两处的磁感应强度大小相等C．a、c两处的磁感应强度方向相同D．b处的磁感应强度为零【解析】根据通电直导线的磁场，利用右手螺旋定则，可知b处场强为零，再由两导线与三点的位置关系知a、c两处的场强叠加都是同向叠加但方向相反，选项A、D正确．【答案】AD4．如图5­7所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量，则有()图5­7A．Φ1＞Φ2 B．Φ1＝Φ2C．Φ1＜Φ2 D．无法判断