《高考备考指南 理科综合 物理》课件-第9章 第1讲

磁场第九章考点内容要求新课标卷真题考纲解读磁场、磁感应强度、磁感线Ⅰ2015Ⅱ卷18题1.磁感应强度、磁感线、安培力、洛伦兹力的理解及安培定则和左手定则的运用，一般以选择题的形式出现．2．安培力的大小计算以及带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析与计算，一般以计算题的形式出现．3．带电粒子在独立场、混合场中的运动问题仍是本章考查的重点内容，极易成为试卷的压轴题．通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ安培力、安培力的方向Ⅰ匀强磁场中的安培力Ⅱ2016Ⅰ卷24题，Ⅱ卷18题2015Ⅰ卷24题2014Ⅰ卷15题洛伦兹力、洛伦兹力的方向Ⅰ洛伦兹力的公式Ⅱ带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ2016Ⅲ卷18、25题2015Ⅰ卷14题2014Ⅰ卷16题，Ⅱ卷20题质谱仪和回旋加速器Ⅰ2016Ⅰ卷15题第1讲磁场的描述磁场对电流的作用栏目导航01知识梳理回顾03随堂限时集训02考点各个击破04配套训练知识梳理回顾1一、磁场的产生及基本性质1．磁场的产生磁场是一种物质，产生于磁体和电流周围．2．磁场的基本性质磁场对放入其中的______和______有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线________时不受磁场力作用)．3．磁场的方向规定：小磁针在磁场中静止时______极所指的方向就是该点的磁场方向或者说是小磁针在磁场中______极的受力方向．磁极电流平行N

N

强弱和方向北极特斯拉特T

垂直S

1T·m2

夯基题组1．(2017年西安模拟)下列关于磁场的说法正确的是(

)A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C．磁体与磁体之间是直接发生作用的D．磁场只能由磁体产生，电流不能产生磁场【答案】A【解析】磁场和电场，看不见摸不着，但是实际存在的一种物质，故A正确，B错误．磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力作用，磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的．故C错误．磁体能产生磁场，电流也能产生磁场，故D错误．二、磁感线、通电导体周围的磁场分布1．磁感线(1)磁感线是用来形象描述磁场中各点的__________和________的曲线，是________的物理模型．磁感线上每一点的____________就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向．磁感线的________表示磁场的强弱．(2)磁感线是________曲线(和静电场的电场线不同)．(3)电流磁场的磁感线绕向可由___________判定，它也叫做______________．磁场方向强弱假想切线方向疏密封闭安培定则右手螺旋定则2．要熟记常见的几种磁场的磁感线，如图所示．南极北极4．磁感线和电场线的比较磁感线和电场线的疏密都能形象地表示相应场的强弱，但应注意：(1)只有在同一个图中才能根据磁感线或电场线的疏密判定各处相应场的强弱．(2)没有画出磁感线或电场线的地方并不表示那里没有磁场或电场存在.比较磁感线电场线不同点闭合曲线，外部从N→S，内部从S→N起始于正电荷，终止于负电荷相似点引入目的都是为了形象描述场而引入的假想线，实际不存在疏密都能定性描述场的强弱切线方向都是表示该点场的方向是否相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)夯基题组2．(2016年上海卷)如图，一束电子流沿z轴正向运动，则在图中y轴上A点的磁场方向是(

)A．＋x方向 B．－x方向C．＋y方向 D．－y方向【答案】A【解析】电子流沿z轴正方向运动，则电流是沿z轴负方向．根据右手螺旋定则可知，电子流在A点产生的磁场的方向为x轴正方向，所以A正确，B、C、D错误．三、磁场对电流的作用1．定义通电导线在磁场中受到的作用力．2．安培力的大小(1)磁场和电流垂直时：F＝________.(2)磁场和电流平行时：F＝0.3．安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向__________，这时大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受__________________．(2)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于________决定的平面．ILB电流方向安培力的方向B与I夯基题组3．(2017年马鞍山模拟)如图所示，如果在电子射线管上方平行于管轴放置一根载流导线，电子以恒定的速率从左端进入射线管，则下列说法正确的是(

)A．当电流方向如图所示时，电子沿直线向右运动B．当电流方向如图所示时，电子射线将向上偏转C．当电流方向与图示方向相反时，电子射线将向上偏转D．当电流方向与图示方向相反时，电子射线将向下偏转【答案】C【解析】电流方向如图所示时，由安培定则可知，磁场垂直于纸面向里．由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向向下，电子射线将向下偏转．故A、B错误．当电流方向与图示方向相反时，由安培定则可知，电流磁场方向垂直于纸面向外．由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向向上，电子射线将向上偏转．故C正确，D错误．考点各个击破21．磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷运动产生的，磁场与电流方向的关系遵从安培定则．2．磁场可以用磁感线形象地描述．磁感线是闭合的曲线，在磁体外部从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极．磁感线不能相交，也不能相切．3．若某个区域里磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同，那么该区域的磁场叫做匀强磁场．匀强磁场中的磁感线是平行、等距的直线．考点1对磁场、磁感线的理解例1

(多选)(2017年南京期末)如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方时，小磁针的S极向纸内偏转．这一束带电粒子可能是(

)A．向左飞行的正离子束 B．向右飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束 D．向左飞行的负离子束解析：向左飞行的正离子形成的电流方向向左．根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里；向右飞行的负离子形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里．故A、C正确，B、D错误．答案：AC【答案】C【解析】地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，故A正确．磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确．磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误．地磁场与射向地球赤道的带电宇宙射线粒子速度方向并不平行，所以对带电宇宙射线粒子有力的作用，故D正确．故选C．考点2对磁感应强度的理解及其应用答案：C【答案】ABC磁场的叠加：磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．解决此类问题应注意以下几点：(1)根据安培定则确定通电导线周围磁感线的方向．(2)磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向．(3)磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和．1．安培力的方向特点(1)与电场力比较．磁场和电场有很多相似之处，但是安培力比库仑力复杂得多．点电荷在电场中受力的方向和电场方向不是相同就是相反；而电流在磁场中受力的方向与磁场的方向不在同一条直线上，且不在同一个平面内，安培力的方向与磁场方向和电流方向决定的平面垂直．考点3磁场对通电直导线的作用力——安培力(2)方向的确定．①通电导线I放在磁场B之中是安培力F产生的原因，所以F的方向由I、B决定．②安培力F的方向总与磁场B的方向和通电导线电流I的方向所决定的平面垂直，但磁场B的方向与电流I的方向不一定垂直，可以成任意夹角．③由磁场B的方向和电流I的方向确定安培力F的方向是唯一的，但由F和B(或I)的方向确定I(或B)的方向不唯一．(2)安培力做功的实质：能量的传递．①安培力做正功是将电源的能量传递给通电导线或转化为导线的动能或转化为其他形式的能．②安培力做负功是将其他形式的能转化为电能，然后储存或再转化为其他形式的能．例3

(2017年泰州一模)如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内．在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是(

)A．一起向左运动 B．一起向右运动C．ab和cd相向运动，相互靠近 D．ab和cd相背运动，相互远离解析：根据右手螺旋定则知，直线电流下方的磁场方向垂直纸面向里．电流增强时，磁场增强，根据楞次定律得，回路中的感应电流流向为abdc.根据左手定则知，ab所受安培力方向向右，cd所受安培力向左，即ab和cd相向运动，相互靠近，故C正确，A、B、D错误．答案：C练3

(2017年宁波模拟)老师在课堂上做了一个演示实验：装置如图所示，在容器的中心放一个圆柱形电极B，沿容器边缘内壁放一个圆环形电极A，把A和B分别与电源的两极相连．然后在容器内放入液体，将该容器放在磁场中，液体就会旋转起来．王同学课后重复老师的实验步骤，但液体并没有旋转起来．造成这种现象的原因可能是该同学在实验过程中(

)A．将磁铁的磁极倒置了B．将直流电源的正负极接反了C．使用的液体为能导电的饱和食盐溶液D．使用的电源为50Hz的低压交流电源【答案】D【解析】老师将该容器放在磁场中，能使液体旋转起来，是因为受到安培力作用，因此要强调溶液能导电，且电流方向确定，并且要有磁场．与磁铁的磁极是否接反、直流电源正负是否接反，都没有关系．而该同学实验时液体不能旋转可能是因为其使用了交流电源，所以是D选项．1．判断安培力作用下物体的运动方向的常用方法考点4安培力作用下物体运动方向的判断电流元法即把整段电流等效为很多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向特殊位置法把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置(如转过90°)后再判断所受安培力的方向，从而确定运动方向等效分析法环形电流可以等效为条形磁铁，条形磁铁也可以等效为环形电流．通电螺线管可以等效为很多环形电流来考虑推论分析法(1)两电流相互平行时无转动趋势，方向相同时相互吸引，方向相反时相互排斥(2)两电流不平行时有转动到平行且方向相同的趋势转换研究对象法电流之间、电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律，因此定性分析磁体在力的作用下如何运动的问题时，可先分析电流在磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律确定磁体所受的作用力，从而确定磁体所受的合力及运动方向解析：甲图中ab在电子运动的方向上产生的磁场的方向都向下，与电子运动的方向相同，所以电子不受洛伦兹力的作用，将做匀速直线运动，故A错误．乙图中，cd的连线上，O点上方的电场方向向上，O点下方的电场方向向下，电子在O点上方受到的电场力方向向下，在O点的下方受到的电场力的方向向上，所以电子先做加速运动，后做减速运动，将在某一范围内做往复运动，故B正确．乙图中cd的连线上，O点的电场强度是0，O点上方的电场方向向上，O点下方的电场的方向向下，从O点向两边电场强度的电场先增大，后减小．所以乙图中的电子在向O点运动的过程中，加速度不一定在减小，故C错误．乙图中cd的连线上，O点上方的电场方向向上，O点下方的电场方向向下，所以O点的电势最高．电子带负电，乙图中的电子在O点动能最大，电势能最小，故D错误．答案：B【答案】D【解析