高二物理磁場(chǎng)1—3節(jié)人教實(shí)驗(yàn)版知識(shí)精講

1、用心 愛(ài)心 專(zhuān)心高二高二物理磁場(chǎng)物理磁場(chǎng) 13 節(jié)節(jié)人教實(shí)驗(yàn)版人教實(shí)驗(yàn)版【本講教育信息本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容：磁場(chǎng) 13 節(jié)知識(shí)要點(diǎn)：知識(shí)要點(diǎn)：1. 知道磁體與磁體之間、通電導(dǎo)線與通電導(dǎo)線之間的相互作用，是通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的。2. 知道描述磁場(chǎng)方向和強(qiáng)弱的物理量是磁感應(yīng)強(qiáng)度，知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是如何規(guī)定的。3. 知道什么叫磁感線;幾種常見(jiàn)磁場(chǎng)的磁感線的分布情況。了解安培分子電流假說(shuō)的內(nèi)容。重點(diǎn)、難點(diǎn)解析：重點(diǎn)、難點(diǎn)解析：一、磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)1. 自然界中的磁體總存在著兩個(gè)磁極，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。2. 丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特的貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，著名的奧斯特實(shí)驗(yàn)是把導(dǎo)線沿南

2、北方向放置在指南針上方，通電時(shí)小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。3. 磁場(chǎng)磁場(chǎng)是存在于磁體和電流周?chē)囊环N特殊物質(zhì)，磁體與磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之間、以及通電導(dǎo)線與通電導(dǎo)線之間的相互作用，是通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的。二、磁感應(yīng)強(qiáng)度 B1. 物理意義：描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱2. 磁場(chǎng)的方向（即為磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向）：小磁針靜止時(shí) N 極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。小磁針靜止時(shí) N 極受力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向。磁感線上該點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向。3. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小在磁場(chǎng)中垂直磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的磁場(chǎng)力 F 跟電流 I 和導(dǎo)線長(zhǎng)度 L 的乘積 IL的比值叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，用 B 來(lái)表示。即 B=I

3、LF 單位：特（T）注意：此式由勻強(qiáng)磁場(chǎng)推出，但適用于任何磁場(chǎng)，在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，IL 應(yīng)理解為一個(gè)很小的電流元，垂直于磁場(chǎng)方向放置于磁場(chǎng)中某一點(diǎn)，則 B=ILF反映了磁場(chǎng)中該點(diǎn)的強(qiáng)弱程度。4. 磁感線磁感線的基本特性：（1）磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。（2）磁感線不相交、不相切、不中斷、是閉合曲線；在磁體外部，從 N 指向 S；在磁體內(nèi)部，由 S 指向 N。（3）磁感線是為了形象描述磁場(chǎng)而假想的物理模型，在磁場(chǎng)中并不真實(shí)存在。 三、幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)用心 愛(ài)心 專(zhuān)心1.條形磁鐵的磁場(chǎng)：如圖所示，條形磁鐵的磁感線兩頭密，中間疏，在磁鐵外部，磁感線從磁鐵 N 極出來(lái)，從磁鐵 S 極進(jìn)去，在磁鐵內(nèi)部，磁

4、感線的方向由 S 極指向 N 極。磁感線是閉合的，外部磁感線的條數(shù)與內(nèi)部磁感線的條數(shù)相同。2、蹄形磁鐵的磁場(chǎng)：3、直線電流的磁場(chǎng)：形狀：磁感線是以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上。離導(dǎo)線越近，磁感線越密，說(shuō)明磁場(chǎng)越強(qiáng)，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁感線越稀，說(shuō)明磁場(chǎng)越弱。直線電流磁場(chǎng)方向的判斷：其方向可以用安培定則判斷。試根據(jù)立體圖畫(huà)出其平面：（磁感線進(jìn)入為，磁感線出來(lái)為 。電流流入為，電流流出為 。 ）4、環(huán)形電流的磁場(chǎng)：用心 愛(ài)心 專(zhuān)心形狀：圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線，在環(huán)形導(dǎo)線的中心軸線上，磁感線和環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直。環(huán)形電流磁場(chǎng)方向的判斷：也可以用安培定則表示。注意：兩種情況中安

5、培定則有何不同？在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因”和“果” ，在判定直線電流的磁場(chǎng)方向時(shí)，大拇指指“原因”電流方向，四指指“結(jié)果”磁場(chǎng)繞向；在判定環(huán)形電流磁場(chǎng)方向時(shí)，四指指“原因”電流繞向，大拇指指“結(jié)果”環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感應(yīng)方向。5、通電螺線管的磁場(chǎng)：環(huán)形電流其實(shí)就是只有一匝的通電螺線管，通電螺線管則是許多匝環(huán)形電流串聯(lián)而成的。形狀：從外部看，環(huán)形電流的磁場(chǎng)相當(dāng)于一個(gè) 條形磁鐵的磁場(chǎng)。磁場(chǎng)方向的判斷：其磁場(chǎng)方向也用安培定則來(lái)判斷：注意拇指所指的方向是它的內(nèi)部磁場(chǎng)的方向，也是通電螺線管 N 極的方向。注意：由于通電螺線管的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)類(lèi)似，有些情況下可以將通電螺

6、線管等效為條形磁鐵處理。6、磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量性B 是矢量，計(jì)算時(shí)遵循平行四邊形定則。用心 愛(ài)心 專(zhuān)心B 的方向即磁場(chǎng)的方向，并不是 F 的方向，而是垂直于 B 與 L 決定的平面。磁場(chǎng)的疊加：空間中如果同時(shí)存在兩個(gè)以上的電流或磁體在該點(diǎn)激發(fā)的磁場(chǎng)，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 是各電流或磁體在該點(diǎn)激發(fā)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和，且滿足平行四邊形法則。四、安培分子電流假說(shuō)：1、安培分子電流假說(shuō)：在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。2、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣，都是由電流產(chǎn)生的?！镜湫屠}典型例題】例 1.

7、 下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說(shuō)法中正確的是 （ ） A. 通電導(dǎo)線受安培力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大 B. 磁感線的指向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度減小的方向 C. 放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同 D. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無(wú)關(guān)答案：答案：D【點(diǎn)撥點(diǎn)撥】磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場(chǎng)本身決定，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小由磁感線的疏密來(lái)反映。安培力的大小不僅與 B、I、L 有關(guān)，還與導(dǎo)體的放法有關(guān)。例 2. 關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A. 由FBIL可知，B 與 F 成正比與 IL 成反比。 B. 通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中的某點(diǎn)，那點(diǎn)就有磁感

8、應(yīng)強(qiáng)度，如果將通電導(dǎo)線拿走，那點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就為零。 C. 通電導(dǎo)線受安培力不為零的地方一定存在磁場(chǎng)，通電導(dǎo)線不受安培力的地方一定不存在磁場(chǎng)。 （即 B=0） D. 磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定的，其大小和方向是惟一確定的，與通電導(dǎo)線無(wú)關(guān)。 【錯(cuò)解錯(cuò)解】ABC【錯(cuò)解分析錯(cuò)解分析】磁感應(yīng)強(qiáng)度是FBIL只是一個(gè)量度式，而不是決定式；磁感應(yīng)強(qiáng)度 B是由磁場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，與放不放入通電導(dǎo)線無(wú)關(guān)。C 選項(xiàng)忽略了 B、L 平行的情況?！菊庹狻緿例 3. 一螺線管如圖所示，當(dāng)閉合電鍵后，兩小磁針 a、b 靜止時(shí) N 極指向什么方向?用心 愛(ài)心 專(zhuān)心【錯(cuò)解錯(cuò)解】小磁針 a 的 N 極指向左端

9、，小磁針 b 的 N 極也指向左端?！惧e(cuò)解分析錯(cuò)解分析】我們?cè)诜治?、判定通電螺線管的 N、S 極時(shí)一般不會(huì)出錯(cuò)，即左端為 S極，右端為 N 極。但是同學(xué)們繼續(xù)用“同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引”來(lái)判定小磁針的 N 極指向時(shí)，對(duì)于小磁針 b 就出錯(cuò)了。因?yàn)槌踔袑W(xué)過(guò)的“同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引”只適用于磁體的外部，不適用于磁體（通電螺線管）的內(nèi)部。這類(lèi)題的正確解題順序應(yīng)該是：用安培定則判斷出通電導(dǎo)線（螺線管）的磁場(chǎng)方向畫(huà)出通電導(dǎo)線（螺線管）周?chē)拇艌?chǎng)分布小磁針?biāo)谔幍拇艌?chǎng)方向小磁針的 N 極指向。本題的正確的答案是小磁針 a 的 N 極指向左端，小磁針 b 的 N 極指向右端。【正解

10、正解】小磁針 a 的 N 極指向左端，小磁針 b 的 N 極指向右端。例 4. 一束離子沿水平方向飛行，平行地飛過(guò)小磁針上方，如圖所示，發(fā)現(xiàn)圖中小磁針的N 極向紙外轉(zhuǎn)，這個(gè)離子束可能是 （ ）A. 向右飛行的正離子束 B. 向左飛行的正離子束 C. 向右飛行的負(fù)離子束 D. 向左飛行的負(fù)離子束【分析分析】由小磁針的旋轉(zhuǎn)方向判定小磁針 N 極受力方向，再由安培定則判定產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流方向，最后判定離子的電性及運(yùn)動(dòng)方向。由題目知，小磁針 N 極向紙外轉(zhuǎn)，則小磁針?biāo)谔幍拇艌?chǎng)方向垂直紙面向外，由安培定則可判定產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流方向水平向左，如果離子帶正電，則離子向左飛，如果離子帶負(fù)電，則離子應(yīng)向右運(yùn)動(dòng)。答

11、案：答案：BC【點(diǎn)撥點(diǎn)撥】熟練掌握磁場(chǎng)方向、安培定則是解答本題的關(guān)鍵所在?！灸M試題模擬試題】1. 奧斯特的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了（ ）A. 磁場(chǎng)的存在 B. 磁場(chǎng)具有方向性C. 通電導(dǎo)體周?chē)嬖诖艌?chǎng) D. 磁場(chǎng)間有相互作用2. 關(guān)于磁場(chǎng)下列說(shuō)法正確的是（ ）A. 其基本性質(zhì)是對(duì)處于其中的磁體和電流有力的作用B. 磁場(chǎng)是看不見(jiàn)摸不著，實(shí)際不存在而是人們假想出來(lái)的一種物質(zhì)C. 磁場(chǎng)是客觀存在的一種特殊的物質(zhì)形態(tài)D. 磁極與磁極之間是直接發(fā)生作用的用心 愛(ài)心 專(zhuān)心3. 關(guān)于電場(chǎng)與磁場(chǎng)以下說(shuō)法正確的是（）A. 電流周?chē)嬖诘氖请妶?chǎng)，磁極周?chē)嬖诖艌?chǎng)B. 電荷周?chē)嬖陔妶?chǎng)，電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)C. 磁極與磁極之間通過(guò)

12、磁場(chǎng)而相互作用D. 磁極與電流之間一定沒(méi)有相互作用4. 關(guān)于磁極間相互作用，下列說(shuō)法正確的是（）A. 同名磁極相互吸引 B. 同名磁極相互排斥 C. 異名磁極相互排斥 D. 異名磁極相互吸引 5. 在做“奧斯特實(shí)驗(yàn)”時(shí)，下列操作中現(xiàn)象最明顯的是 （ ）A. 沿電流方向放置磁針，使磁針在導(dǎo)線的延長(zhǎng)線上B. 沿電流方向放置磁針，使磁針在導(dǎo)線的正下方C. 電流沿南北方向放置在磁針的正上方D. 電流沿東西方向放置在磁針的正上方6. 由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式 B=ILF可知 （ ）A. 磁感應(yīng)強(qiáng)度與通電導(dǎo)體所受到的磁場(chǎng)力成正比，與電流和導(dǎo)線長(zhǎng)度的乘積成反比B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與 F 的方向相同C. 公式

13、B=ILF只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)D. 公式 B=ILF對(duì)任何磁場(chǎng)都適用7. 關(guān)于磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)的方向，下列說(shuō)法不正確的是 （ ）A. 與放在該點(diǎn)的小磁針?biāo)艿拇艌?chǎng)力方向相同B. 與放在該點(diǎn)的小磁針 N 極所受的磁場(chǎng)力方向相同C. 與放在該點(diǎn)的小磁針 S 極所受的磁場(chǎng)力方向相反D. 與通過(guò)該點(diǎn)的磁感線的切線方向相同8. 把一條導(dǎo)線平行地放在磁針的上方。當(dāng)給導(dǎo)線通以如圖所示電流時(shí)，小磁針（ ）A. 不動(dòng)B. 最后停在 N 極指向讀者位置C. 最后停在 S 極指向讀者位置D. 一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去9. 如圖所示，一個(gè)電子在紙面所在的平面內(nèi)做快速逆時(shí)針?lè)较虻膱A周運(yùn)動(dòng)。則此電子的運(yùn)動(dòng)將（ ）A. 不產(chǎn)生磁場(chǎng)B. 產(chǎn)生磁場(chǎng)，圓心處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 C. 產(chǎn)生磁場(chǎng)，圓心處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 D. 產(chǎn)生磁場(chǎng)，但圓心處的磁場(chǎng)方向只能由小磁針在該處的受力來(lái)決定用心 愛(ài)心 專(zhuān)心10. 如圖所示，電流從 A 點(diǎn)分兩路通過(guò)對(duì)稱(chēng)的半圓分路匯合于 B 點(diǎn)，在圓環(huán)中心處的磁感強(qiáng)度是（ ）A. 最大，垂直穿