物理教科版选修1-1学案第二章电流与磁场优化总结Word版含答案

本章优化总结[学生用书P24]eq\a\vs4\al(电流与磁场)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(电流的,磁效应)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(安培定则\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(直线电流的磁场,环形电流的磁场,通电螺线管的磁场)),奥斯特发现的重大意义)),磁场的描述\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(磁感应强度,磁感线——磁通量)),\a\vs4\al(磁场对通电导线的,作用力（安培力）)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(方向\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(判定方法：左手定则,推论：安培力总垂直于B,和I所决定的平面)),大小\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(F＝BIL适用于B⊥L的,情况.当B∥L时，F＝0)))),\a\vs4\al(磁场对运动电荷的,作用力（洛伦兹力）)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(方向\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(判定方法：左手定则,推论：洛伦兹力总垂直于,B、v决定的平面)),大小\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(B⊥v垂直：F＝qvB,B∥v平行：F＝0)),应用：显像管)),\a\vs4\al(电磁感应定,律及其应用)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(电磁感应现象\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(产生感应电流的条件,感应电动势)),法拉第电磁感应定律\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(内容,表达式：E＝\f(ΔΦ,Δt))),应用：发电机))))通电导线或线圈在安培力作用下的运动分析[学生用书P24]1．电流元分析法：把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断每小段电流元所受的安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动的方向．2．等效分析法：环形电流可等效为小磁针，条形磁铁可等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或小磁针．3．特殊位置分析法：把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向．4．转换研究对象法：因为电流之间、电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律，这样分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后用牛顿第三定律，再确定磁体所受电流作用力，从而确定磁体所受合力及其运动方向．如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近．磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面．线圈内通入如图所示方向的电流后，线圈如何运动?[解析]法一：可以把圆形线圈分成很多小段．每段可以看做一段直线电流．取其中的上下两小段分析，其截面图和受安培力的情况如图所示．根据其中心对称性可知：线圈所受安培力的合力水平向左．故线圈向磁铁运动．法二：题图中环形电流可等效为一个小磁针，如图甲所示，所以磁铁和线圈相互吸引，线圈将向磁铁运动．还可以将图中的条形磁铁等效为环形电流，根据安培定则，其等效电流方向如图乙所示，由同向平行电流相互吸引可知．磁铁和线圈相互吸引，线圈将向磁铁运动．[答案]向左运动磁场与力学知识的综合[学生用书P25]磁场问题的综合性题目往往是与力学知识的综合．磁、力综合题与纯力学题相比，物体只是多受到一个安培力或洛伦兹力的作用，解决问题的思维程序和方法与力学中相同．正确解决问题的前提仍是进行受力分析、运动分析，在此基础上再选用力学知识、规律作出判断，或列出方程求解．(1)磁场中的许多题目是空间问题，所以要选择合适的剖面画出平面受力图．(2)洛伦兹力的大小、方向与运动速度v有关，反过来洛伦兹力又影响运动状态，因此要用动态的观点分析受力和运动．一根均匀的金属棒用极轻的两根导线从两头水平吊起，如图所示，匀强磁场方向竖直向上，磁感应强度为B.金属棒上通有电流I以后，它以两悬线的连线为轴向上偏转一个角度，则以下说法中正确的是()A．若电流I值减小一半，偏转角度也减小一半B．若磁场B值、电流I值均不改变，只改变电流的方向时，角大小不变，但棒向另一侧偏转C．只要电流I值、磁场B值充分大，棒悬线的偏转角能达到90°D．棒悬线偏转角θ与棒的长度有关[解析]由题图可知，导体棒受到水平方向的安培力、竖直向下的重力、沿绳收缩方向的弹力，根据平衡条件可得，BIL＝m0Lgtanθ(m0为单位长度的质量)，解得tanθ＝m0g/BI，则棒悬线偏转角θ与棒的长度无关，θ不可能为90°，电流I值减小一半，偏转角度θ不会减小一半，故A、C、D选项错误；若磁场B值、电流I值均不改变，只改变电流的方向时，根据tanθ＝mg/BI可知，θ角大小不变；但导体棒受到水平方向的安培力方向将反向，则导体棒向另一侧偏转，故B选项正确．[答案]Beq\a\vs4\al()解决此问题的思路是受力分析，利用力的平衡求解．与原来求解平衡问题相比，物体多受了一个安培力，正确判断安培力的方向是关键．电磁感应现象[学生用书P25]1．只要闭合回路中磁通量发生变化，在回路中就会有感应电流，当回路不闭合时，则只有感应电动势，没有感应电流．2．感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，写成公式E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，而与磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系．3．E＝eq\f(ΔΦ,Δt)求的是一段时间内闭合回路产生电动势的平均值，要计算瞬时电动势则只能用导体棒切割磁感线时的E＝BLv(此公式不要求计算)．如图所示，匀强磁场中有一个与磁场垂直放置的单匝矩形线圈，面积为S，磁场磁感应强度为B，在它绕轴线从图示位置转过180°的过程中，所用时间为t，求这段时间内矩形线圈产生感应电动势的大小．[解析]起始状态的磁通