2020高考物理一輪能力提升 8-1磁場的基本概念考點+重點+方法

1、第八章 磁 場 本章概覽1.本章主要是對磁場中的基本概念、規(guī)律的掌握，導(dǎo)體在安培力作用下的運動和帶電粒子在磁場場中運動的處理方法及應(yīng)用。2.本章巧妙地把磁場性質(zhì)與力學(xué)中的牛頓運動定律、動能定理、功能關(guān)系等有機(jī)結(jié)合，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行解題，作為力電綜合題型，能有效考查綜合分析問題的能力。屬每年高考必考內(nèi)容。3.高考中以選擇題形式考查對基礎(chǔ)知識的理解，以計算題形式把磁場的性質(zhì)、幾何關(guān)系等綜合在一起。第一課時 磁場的基本概念考點剖析【教學(xué)要求】1知道電流的磁效應(yīng)，知道磁場的基本特性。2知道磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量，會用磁感線描述磁場，熟悉電流周圍磁場分布?！局R再現(xiàn)】一、磁場1磁場是磁極、電流周圍存在的一種

2、特殊 2磁場的方向：規(guī)定在磁場中任一點小磁針 極的受力的方向就是那一點的磁場方向3磁場的基本特性；磁場對放入其中的磁體、電流和運動電荷都有 的作用二、磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)1定義：在磁場中 于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的 叫磁感應(yīng)強(qiáng)度2定義式：BF/IL式中F為I與磁場方向垂直時的磁場力(此時磁場力最大，I與磁場平行時，磁場力為零)3方向：小磁針 時， 極所指(所受磁場力)的方向即是該點 方向，不是電流元所受的安培力的方向4單位：l T1 NAm三、磁感線1定義：在磁場中畫一系列曲線，使曲線上任意點的 都跟該點磁場方向一致，這一系列曲線即為磁感線2特點：磁感線是

3、為了形象地研究磁場而人為假設(shè)的曲線，并不是客觀存在于磁場中的真實曲線磁感線是在磁體(螺線管)外部由 極到 極，內(nèi)部由 極到 極的閉合曲線磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱，磁感線較密的地方磁場較強(qiáng)，磁感線較疏的地方磁場較弱磁感線上任何一點的切線方向，都跟該點的磁場(磁感應(yīng)強(qiáng)度)方向一致磁感線不能相交，也不能相切3安培定則：對于通電直導(dǎo)線，右手大拇指代表方向，四個彎曲的手指方向代表 方向。 對于環(huán)形電流和通電螺線管，右手大拇指代表方向，四個彎曲的手指方向代表 的方向四、地磁場的主要特點：1地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近，磁感線分布如圖所示。2地磁場B的水平分量(B水平)總是從地球南極指向

4、北極，而豎直分量(B豎直)則南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。3在赤道平面上，與地球表面距離相等的各點，磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，且方向水平向北。重點突破知識點一磁場和磁感線判斷磁場方向,可用安培定則。在解題過程中，要有一定的空間想象力，也就是要構(gòu)建磁感線的分布圖景。【應(yīng)用1】在圖甲中，當(dāng)電流通過線圈時，磁針的南極指向瀆者，試確定線圈中電流的方向。導(dǎo)示: 磁針南極指向讀者是因為南極受力指向讀者，這說明南極所在處的磁場遠(yuǎn)離讀者，根據(jù)安培定則可知線圈中電流方向是順時針的，如圖乙?！緫?yīng)用2】根據(jù)安培假沒的思想，認(rèn)為磁場是由于運動電荷產(chǎn)生的這種思想如果對地磁場也適用，而目前在地球上并沒有發(fā)現(xiàn)

5、相對地球定向移動的電荷，那么由此判斷，地球應(yīng)該( )A帶負(fù)電 B帶正電C不帶電 D無法確定導(dǎo)示:地磁場的產(chǎn)生可認(rèn)為是地球自轉(zhuǎn)引起的。由于地磁N極在地理南極附近，地磁S極在地理北極附近，而地球自西向東轉(zhuǎn)，據(jù)安培定則可判定地球應(yīng)該帶負(fù)電。知識點二磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義比電場強(qiáng)度的定義要復(fù)雜，電荷在電場中某點受到的電場力是一定的，方向與該點的場強(qiáng)方向要么相同，要么相反，而通電導(dǎo)體在磁場中某處受到的磁場力與通電導(dǎo)體在該處的放置方向有關(guān)，電流方向與磁場方向平行時，通電導(dǎo)體不受磁場力作用，當(dāng)電流方向與磁場方向垂直時最大，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與磁場方向總是垂直的關(guān)系。而磁通量則應(yīng)理解為磁感線的條數(shù)，有

6、不同方向的磁感線時，則為凈磁條數(shù)。【應(yīng)用3】下列說法中上確的是( )A由B=F/IL可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與一小段通電直導(dǎo)線受到的磁場力F成正比B一小段通電導(dǎo)線所受磁場力的方向就是磁場方向C一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零D磁感應(yīng)強(qiáng)度為零處，一小段通電導(dǎo)線在該處不受磁場力導(dǎo)示: 磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場基本屬性的物理量，一旦磁場確定各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B也就客觀地確定了。選項A認(rèn)為磁場某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度月的值隨通電導(dǎo)線受力情況而變，是沒有深刻理解B=F/IL的意義，故A錯。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向一定和磁場力方向垂直，B選項錯。當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場平行時，導(dǎo)線就不受磁場 力，只有D選項正確?！緫?yīng)

7、用4】如圖所示，兩同心圓環(huán)a和b，處在同一平面內(nèi)，a的半徑小于b的半徑，條形磁鐵的軸線與圓環(huán)平面垂直。則穿過兩圓環(huán)的磁通量a與中b的大小關(guān)系為( )Aab BabCab D無法比較導(dǎo)示: 由于磁感線是閉合的，磁鐵內(nèi)部集中了全部的磁感線，方向由S指向N，與磁鐵外部所有的磁感線的條數(shù)之和相等。而磁通量應(yīng)為穿過某一面積的磁感線的代數(shù)和。這樣，由于Sab，應(yīng)選A。知識點三安培力及其作用下導(dǎo)體的運動不管是電流還是磁體，對通電導(dǎo)線的作用都是通過磁場來實現(xiàn)的，因此必須要清楚導(dǎo)線所在位置的磁場分布情況，然后結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判斷導(dǎo)線的受力情況或?qū)⒁l(fā)生的運動，常用方法如下：1電流元法：把整段導(dǎo)線分為多段電流元，

8、先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線運動方向。2等效法：環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個環(huán)形電流，反過來等效也成立。3特殊位置法：通過轉(zhuǎn)動通電導(dǎo)線到某個便于分析的特殊位置，然后判斷其所受安培力的方向，從而確定其運動方向。4結(jié)淪法：兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢。5轉(zhuǎn)換研究對象法：定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確

9、定磁體所受合力及運動方向?！緫?yīng)用5】如圖所示，把輕質(zhì)通電圈用細(xì)線掛在磁鐵的N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈的平面，當(dāng)線圈中通以如圖所示方向的電流時，線圈將怎樣運動?導(dǎo)示: 本題采用等效分析法和結(jié)論分析法相結(jié)合進(jìn)行分析較為簡便。把條形磁鐵等效成如圖所示的環(huán)形電流，由圖可見兩電流互相平行，且方向相同。由結(jié)論可知環(huán)形電流線圈不會轉(zhuǎn)動，只是同向電流相互吸引，故線圈將向磁鐵平移。環(huán)形電流也可等效為小磁針，然后分析磁體和小磁針之間的相互作用即可。方法探究類型一有關(guān)磁場疊加問題磁場的疊加，遵循平行四邊形定則?！纠?】（07黃岡調(diào)研）如圖所示，三根通電長直導(dǎo)線P、Q、R互相平行，通過正三角形的三

10、個頂點，三條導(dǎo)線通入大小相等、方向垂直紙面向里的電流；通電直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度BKIr，I為通電導(dǎo)線的電流強(qiáng)度，r為距通電導(dǎo)線的垂直距離，K為常數(shù)。則R受到的磁場力的方向是( )A垂直R，指向y軸負(fù)方向B垂直R，指向y軸正方向C垂直R，指向x軸正方向D垂直R，指向x軸負(fù)方向?qū)?先利用安培定則分別判斷P、Q在R所在處產(chǎn)生的磁場，再合成可得R處的磁場方向是沿+x軸方向，用左手定則即可判斷安培力的方向沿y軸負(fù)方向，選項A正確。類型二比較法的應(yīng)用物理學(xué)中經(jīng)常用到比較法,這種方法對理解物理概念很有幫助.【例2】(07上海卷)磁場對放入其中的長為l、電流強(qiáng)度為I、方向與磁場垂直的通電導(dǎo)線有力F的作

11、用，可以用磁感應(yīng)強(qiáng)度B描述磁場的力的性質(zhì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B ，在物理學(xué)中，用類似方法描述物質(zhì)基本性質(zhì)的物理量還有 等。導(dǎo)示:磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式為BF/Il，它是用作比法來定義物理量，從而反應(yīng)磁場的力的性質(zhì)。類似地，電場強(qiáng)度、重力場、風(fēng)力場等也可以進(jìn)行類似定義。成功體驗1（07上海卷）兩個完全相同的長導(dǎo)線，用其中一根繞成如圖（a）所示的螺線管，當(dāng)該螺線管中通以電流強(qiáng)度為I的電流時，測得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，若將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如圖（b）所示的螺線管，并通以電流強(qiáng)度也為I的電流時，則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（A）A0 B0.5B （CB D2 B2（07蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)查)兩個完全相同的條形磁鐵,放在平板AB上，磁鐵的N、S極如圖所示，開始時平板及磁鐵皆處于水平位置，且靜止不動，（1）現(xiàn)將AB突然豎直向上平移（平板與磁鐵之間始終接觸），并使之停在AB處，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個條形磁鐵吸在了一起（2）如果將AB從原來位置突然豎直向下平移，并使之停在位置AB處，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩條形磁鐵也吸在了一起，則下列說法正確的是 ( B C )（A）開始時兩磁鐵靜止