高二物理磁场问题归纳知识精讲

高二物理磁场问题归纳知识精讲一.本周教学内容：磁场问题归纳二.学习目标：1、掌握电流磁场方向的判断方法。2、重点掌握几种常见的磁感线的分布特点及安培定则的应用。3、掌握磁感应强度的概念及其矢量性特点。三.重难点解析：磁场电流和电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫磁场。磁场的基本性质：对放入其中的磁体和电流产生力的作用。磁场的产生：①磁体能产生磁场；②电流能产生磁场。磁场的方向：注意：小磁针北极（N极，指北极）受力的方向即小磁针静止时北极所指方向，为磁场中该点的磁场方向。说明：所有的磁作用都是通过磁场发生的，磁场与电场一样，都是场物质，这种物质并非由基本粒子构成。电流的磁场电流对小磁针的作用1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，通电后，通电导线下方的与导线平行的小磁针发生偏转。如图所示。电流和电流间的相互作用有互相平行而且距离较近的两条导线，当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时，观察发生的现象是：同向电流相吸，异向电流相斥。小结：磁体与磁体间、电流与磁体间、电流和电流间的相互作用都是通过磁场来传递的，故电流能产生磁场。磁感线每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。磁感线的特点：①在磁体外部，磁感线从北极发出，进入南极；在磁体内部由南极回到北极。②磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向在过该点的磁感线的切线上。③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断。熟记几种常见磁场的磁感线的分布。如：条形磁铁、通电直导线、圆形电流、通电螺线管等。说明：磁感线是为了形象地研究磁场而人为假设的曲线，并不是客观存在于磁场中的安培定则（右手螺旋定则）四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。如图所示。安培定则的拓展①环形电流的磁场：如图所示。由（甲）图过渡到（乙）图。四指绕向为电流方向，则拇指方向即为环形电流中心轴线上磁感线方向。②通电螺线管的磁场，如图所示。线的方向。三种常用的电流磁场的特点及画法比较直线电流的磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱，画法如图所示。通电螺线管的磁场：两端分别是N极和S场，画法如图所示。环形电流的磁场：两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱，画法如图所示。注意：磁场是分布在立体空间的，要熟练掌握常见磁场的磁感线的立体图和纵、横截比着进行掌握。同时要注意磁感线与电场线之间的区别。关于地磁场地球本身就是一个大磁体，具有以下几个特点：地磁场的N极在地球南极附近极在地球北极附近，磁感线分布如图所示地磁S极 地磁N极地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量y）北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。地球上的人类和某些生物常利用地磁来确定方向。【典型例题】问题1：电流磁场方向的判定问题：（20XX年上海a正确的是（）。电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极解析：当电流从a端流向电磁铁时，据右手螺旋定则，测出电磁铁的上端为S极，此时能吸引小磁铁向下运动，故说明小磁铁的下端为N极。答案：D变式1、考题2：如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时（ ）小磁针N极向里转小磁针N极向外转小磁针在纸面内向左摆动小磁针在纸面内向右摆动解析：由右手安培定则可知，螺线管内部的磁感线向里，小磁针N极的受力方向即为该处的磁场方向。答案：A变式2：考题如图所示一束带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方并与磁针方向平行能使磁针N极转向读者，那么这束带电粒子可能是（ ）A.向右飞的正离子 B.向左飞的负离子C.向右飞的负离子 D.向左飞的正离答案：CD问题2、典型磁场分布及安培定则的应用问题：考题4：在蹄形铁心上绕有线圈，如图所示，根据小磁针的指向，画出线圈的绕线方向。考题图所示是通电直导线周围磁感线分布情况示意图各图的中央表示垂直于纸面的通电直导线及其中电流的方向其他的均为磁感线其方向由箭头指向表示这四个图中正确的是（ ）答案：C考题6：图所示（甲）、（乙）是两种结构不同的环状螺线管的示意图，其中（乙）解析：画电流产生的磁场的磁感线分布图应注意掌握三条原则：①电流的磁场方向，由右手螺旋定则（安培定则）密，磁感应强度小的地方，磁感线疏。考题7180°后静止不动。由此可知通电直导线的电流方向是（）。A.自东向西B.自南向北C.自西向东 D.自北向答案：A问题3、磁感应强度的概念及其矢量性理解：考题1：有关磁感应强度的下列说法中，正确的是（ ）磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零若有一小段长为I磁感应强度的大小一定是F/IL由定义式B=F/IL可知，电流强度I越大，导线L答案：A例2.在使每条通电导线在斜边中点处所产生的磁感应强度大小均为根据安培定则，I和I在OO点处产生1 2 2的磁感应强度方向与它们垂直，由大小均为 B可知，O点处实际磁感应强度的大小B (2B)2B2 5B，方向在三角形所在的平面内与斜边夹角arctan2。0变式：针对训练3：在纸面上有一个等边三角形ABC，其顶点处都有通相同电流的三根长直导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的中心产生的磁感应强度大小为B0，则中心O处的磁感应强度大小。答案：零。【模拟试题】如图所示，橡胶圆盘上带有大量负电荷，当圆盘在水平面上沿逆时针方向转动时，挂在圆盘边缘上方的小磁针可能转动的方向是（ ）N极偏向圆心S极偏向圆心无论小磁针在何位置，圆盘转动对小磁针无影响AB两种情况都有可能对以下电磁现象判断正确的是（ ）指南针在大电流输电线路附近时，指示方向不正确两条平行的输电导线有靠近的趋势东西走向的输电导线总是受到向下的磁场力柔软的螺线管通电后长度缩短关于地磁场下列说法中正确的是（ ）地理位置的南、北极即为地磁场的南北极地磁场的磁感线是不闭合曲线在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理南极在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理北极如图所示为某磁场的一条磁感线，其上有AB两点，则（ ）A点的磁感应强度一定大B点的磁感应强度一定大、B两点的磁感应强度一样大条件不足，无法判断如图所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，四根导线中电流i i i i ，要使O点处磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流（ ）1 3 2 4A.切断i1 B.切断i2 C.切断i3 D.切断i4对于通有稳恒电流的长而直的螺线管，下面说法中正确的是（ ）通电螺线管内部的磁场是匀强磁场通电螺线管磁感线的分布都是从N极指向S极极指向通电螺线管的N极极指向螺线管的S极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，由可知（ ）一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针一定是小磁针正东方向有一长形磁铁的S极靠近小磁针可能是小磁针正上方有电子流自南向北通过可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过如图所示，三条长直导线都通以垂直于纸面向外的电流，且I1I2I3，则距三导等距的A点的磁场方向为（ ）向上 B.向右 C.向左 D.向下铁环上绕有绝缘的通电导线电流方向如图所示则铁环中心O处的磁场方向（ ）向下 B.向上 C.垂直纸面向里 D.垂直纸面向外b、d、f是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。[参考答案]A心。AD提示：大的输电流的导线在其附近产生较强的磁场，会对磁针产生显著的作用，BC选项不正确。DS理南极指向地理北极，故ABC是正确的。D提示：因磁感应强度的大小是由磁感应线的疏密度决定的。D提示：由安培定则可知，i 的磁场在O处与其他磁场方向相反。4AC提示：磁感线是闭合曲线，外部从N极到S极，内部从S极指向N极。CN极。当小磁针的N在小磁针正东方向，条形磁铁N极所产生的磁场是经小磁针指向西方，故A选项一定不成立。而条形磁铁S极产生的磁场是经小磁针自西指向东，故B选项可能成