高考物理大一輪復習 第09章 磁場 第1講 磁場的描述 磁場對電流的作用課件 新人教

1、磁場磁場第第 九九 章章第一講磁場的描述磁場對電流的作用第一講磁場的描述磁場對電流的作用考點考點內容內容要要求求高考命題統(tǒng)計高考命題統(tǒng)計命題規(guī)律命題規(guī)律201520162017卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷磁場、磁感應磁場、磁感應強度、磁感線強度、磁感線T186分分高考對本章內容考查命題頻率高考對本章內容考查命題頻率極高，常以選擇題和計算題兩極高，常以選擇題和計算題兩種形式出題，選擇題一般考查種形式出題，選擇題一般考查磁場的基礎知識和基礎規(guī)律，磁場的基礎知識和基礎規(guī)律，一般難度不大；計算題主要是一般難度不大；計算題主要是考查安培力、帶電粒子在磁場考查安培力、帶電粒子在磁場中的運動與力學、電學

2、、能量中的運動與力學、電學、能量知識的綜合應用，難度較大，知識的綜合應用，難度較大，較多是高考的壓軸題預計較多是高考的壓軸題預計2019年的命題趨勢年的命題趨勢通電直導線和通電直導線和通電線圈周圍通電線圈周圍磁場的方向磁場的方向安培力、安培安培力、安培力的方向力的方向T196分分考點考點內容內容要要求求高考命題統(tǒng)計高考命題統(tǒng)計命題規(guī)律命題規(guī)律201520162017卷卷 卷卷卷卷卷卷 卷卷 卷卷 卷卷卷卷勻強磁場中的安勻強磁場中的安培力培力T2412分分T216分分(1)磁場的基礎知磁場的基礎知識及規(guī)律的考查識及規(guī)律的考查(2)安培力、洛倫安培力、洛倫茲力的考查茲力的考查(3)帶電粒子在有帶電

3、粒子在有界磁場中的臨界問界磁場中的臨界問題，在組合場、復題，在組合場、復合場中的運動問題合場中的運動問題(4)磁場與現(xiàn)代科磁場與現(xiàn)代科學知識的綜合應用學知識的綜合應用洛倫茲力、洛倫洛倫茲力、洛倫茲力的方向茲力的方向洛倫茲力公式洛倫茲力公式帶電粒子在勻強帶電粒子在勻強磁場中的運動磁場中的運動T146分分T196分分T186分分T186分分T166分分T186分分質譜儀和回旋加質譜儀和回旋加速器速器T156分分0202核心考點探究突破0303模擬演練穩(wěn)基提能欄目導航0101基礎再現(xiàn)雙基落實0404課后回顧高效練習0101基礎再現(xiàn)雙基落實1.一一對磁場的理解對磁場的理解 提示：提示：不正確因不正確因

4、B與與F、IL均無關均無關3一小段通電導體放在磁場一小段通電導體放在磁場A處，受到的磁場力比處，受到的磁場力比B處的大，能否說明處的大，能否說明A處的處的磁感應強度一定比磁感應強度一定比B處的磁感應強度大？處的磁感應強度大？提示：提示：不能通電導體在磁場中的受力大小跟磁感應強度的大小及導線放置的不能通電導體在磁場中的受力大小跟磁感應強度的大小及導線放置的位置有關位置有關.1.安培定則的應用安培定則的應用二二安培定則的應用及磁場的疊加安培定則的應用及磁場的疊加 勻強勻強 越弱越弱 2.磁場的疊加磁場的疊加磁感應強度是矢量，計算時與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或正交磁感應強度是矢量，計算時

5、與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進行合成與分解分解法進行合成與分解3如圖，兩根相互平行的長直導線過紙面上的如圖，兩根相互平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導兩點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流線中通有大小相等、方向相反的電流a、o、b在在M、N的連線上，的連線上，o為為MN的中點，的中點，c、d位于位于MN的中垂線上，且的中垂線上，且a、b、c、d到到o點的距離均相等點的距離均相等試畫圖分析：試畫圖分析：o點的磁感應強度為零點的磁感應強度為零嗎？嗎？a點和點和b點、點、c點和點和d點的磁感應強度相同點的磁感應強度相同嗎？嗎？a、c兩點的磁感應

6、強度方向相同嗎？兩點的磁感應強度方向相同嗎？提示：提示：如圖如圖由圖可知：由圖可知：o點的磁感應強度不為零，點的磁感應強度不為零，a點和點和b點、點、c點和點和d點的磁感應強度相同，點的磁感應強度相同，a、c兩點的磁感應強度方向相同兩點的磁感應強度方向相同1.安培力的方向安培力的方向(1)左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內讓磁感線從掌心進入，并使四指指向平面內讓磁感線從掌心進入，并使四指指向_的方向，這時的方向，這時_所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向所指的方向就是通電導線在磁場

7、中所受安培力的方向(2)注意問題：磁感線方向不一定垂直于電流方向，但安培力方向一定與磁場方注意問題：磁感線方向不一定垂直于電流方向，但安培力方向一定與磁場方向和電流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁場方向和電流方向決定的平面向和電流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁場方向和電流方向決定的平面三三安培力安培力 電流電流 拇指拇指 2安培力的大小安培力的大小當磁感應強度當磁感應強度B的方向與導線方向成的方向與導線方向成角時，角時，F(xiàn)_.(1)當磁場與電流當磁場與電流_時，安培力最大，時，安培力最大，F(xiàn)maxILB(2)當磁場與電流當磁場與電流_時，安培力等于零時，安培力等于零3(1)一段通電直導線，長

8、度為一段通電直導線，長度為l，電流為，電流為I，放在同一個勻強磁場中，導線和，放在同一個勻強磁場中，導線和磁場的相對位置有如圖所示的四種情況，判斷通電導線所受到的安培力的方向磁場的相對位置有如圖所示的四種情況，判斷通電導線所受到的安培力的方向ILBsin 垂直垂直 平行平行 提示：提示：甲中垂直導線向上、乙中不受安培力，丙中垂直導線向上，丁中垂直導甲中垂直導線向上、乙中不受安培力，丙中垂直導線向上，丁中垂直導線向里線向里提示：提示：方法一：根據(jù)同向電流相互吸引導線方法一：根據(jù)同向電流相互吸引導線c所受安培力的合力方向垂直所受安培力的合力方向垂直ab邊向左邊向左方法二：導線方法二：導線a、b在在

9、c點產(chǎn)生的合磁場方向豎直向下，由左手定則可知點產(chǎn)生的合磁場方向豎直向下，由左手定則可知c所受安所受安培力的方向垂直培力的方向垂直ab向左向左(2)在等邊三角形的三個頂點在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，各有一條長直導處，各有一條長直導線垂直穿過紙面，導線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖線垂直穿過紙面，導線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，判斷過所示，判斷過c點的導線所受安培力的方向，你有幾種方法？點的導線所受安培力的方向，你有幾種方法？1判斷正誤判斷正誤(1)磁場中某點磁感應強度的大小，跟放在該點的試探電流元的情況無關磁場中某點磁感應強度的大小，跟放在該點的試探電流元的情況無關()(

10、2)磁場中某點磁感應強度的方向，跟放在該點的試探電流元所受磁場力的方向磁場中某點磁感應強度的方向，跟放在該點的試探電流元所受磁場力的方向一致一致()(3)垂直磁場放置的線圈面積減小時，穿過線圈的磁通量可能增大垂直磁場放置的線圈面積減小時，穿過線圈的磁通量可能增大()(4)小磁針小磁針N極所指的方向就是該處磁場的方向極所指的方向就是該處磁場的方向()(5)將通電導線放入磁場中，若不受安培力，說明該處磁感應強度為零將通電導線放入磁場中，若不受安培力，說明該處磁感應強度為零()(6)安培力可能做正功，也可能做負功安培力可能做正功，也可能做負功()答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(多

11、選多選)如圖為通電螺線管如圖為通電螺線管A為螺線管外一點，為螺線管外一點，B、C兩點在螺線管的垂直平兩點在螺線管的垂直平分線上，則下列說法正確的是分線上，則下列說法正確的是()A磁感線最密處為磁感線最密處為A處，最疏處為處，最疏處為B處處B磁感線最密處為磁感線最密處為B處，最疏處為處，最疏處為C處處C小磁針在小磁針在B處和處和A處處N極都指向左方極都指向左方D小磁針在小磁針在B處和處和C處處N極都指向右方極都指向右方答案：答案：BC4.如圖所示，用天平測量勻強磁場的磁感應強度下列各選項所示的載流線圈如圖所示，用天平測量勻強磁場的磁感應強度下列各選項所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長匝數(shù)相同，邊長MN

12、相等，將它們分別掛在天平的右臂下方線圈中通有大小相同相等，將它們分別掛在天平的右臂下方線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)若磁場發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是的電流，天平處于平衡狀態(tài)若磁場發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是()答案：答案：A0202核心考點探究突破考點一考點一 對磁場的理解對磁場的理解 1(2015全國卷全國卷)(多選多選)指南針是我國古代四大發(fā)明之一關于指南針，下列指南針是我國古代四大發(fā)明之一關于指南針，下列說法正確的是說法正確的是()A指南針可以僅具有一個磁極指南針可以僅具有一個磁極B指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場C指

13、南針的指向會受到附近鐵塊的干擾指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾D在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導線，導線通電時指南針不偏轉在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導線，導線通電時指南針不偏轉BC 解析：解析：指南針有指南針有N、S兩個磁極，受到地磁場的作用靜止時兩個磁極，受到地磁場的作用靜止時S極指向南方，選項極指向南方，選項A錯誤，錯誤，B正確指南針有磁性，可以與鐵塊相互吸引，選項正確指南針有磁性，可以與鐵塊相互吸引，選項C正確由奧斯特實驗正確由奧斯特實驗可知，小磁針在通電導線放置位置合適的情況下，會發(fā)生偏轉，選項可知，小磁針在通電導線放置位置合適的情況下，會發(fā)生偏轉，選項D錯誤錯誤2(2

14、016北京卷北京卷)中國宋代科學家沈括在中國宋代科學家沈括在夢溪筆談夢溪筆談中最早記載了地磁偏中最早記載了地磁偏角：角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也”進一步研究表明，地進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖結合上述材料，下列說法不正確的是球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖結合上述材料，下列說法不正確的是()A地理南、北極與地磁場的南、北極不重合地理南、北極與地磁場的南、北極不重合B地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近C地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行地球表面任意位置的

15、地磁場方向都與地面平行C 解析：解析：地球為一巨大的磁體，地磁場的南、北極在地理上的北極和南極附近，地球為一巨大的磁體，地磁場的南、北極在地理上的北極和南極附近，兩極并不重合；且地球內部也存在磁場，只有赤道上空磁場的方向才與地面平行；兩極并不重合；且地球內部也存在磁場，只有赤道上空磁場的方向才與地面平行；對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子的速度方向與地磁場方向不會平行，一定受到對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子的速度方向與地磁場方向不會平行，一定受到地磁場力的作用，故地磁場力的作用，故C項說法不正確項說法不正確3如圖所示，一長直導線沿南北方向水平放置，在導線的下方有一靜止的小如圖所示，一長直導線沿

16、南北方向水平放置，在導線的下方有一靜止的小磁針現(xiàn)在導線中通以恒定電流，測得小磁針偏離南北方向的角度磁針現(xiàn)在導線中通以恒定電流，測得小磁針偏離南北方向的角度與小磁針和導與小磁針和導線的距離線的距離x之間的關系如圖所示，若該處地磁場的水平分量為之間的關系如圖所示，若該處地磁場的水平分量為B0，則下列判斷正確，則下列判斷正確的是的是()C 磁場疊加問題的一般解題思路磁場疊加問題的一般解題思路(1)確定磁場場源，如通電導線確定磁場場源，如通電導線(2)定位空間中需求解磁場的點，利用安培定則判定各個場源在這一點上產(chǎn)生的定位空間中需求解磁場的點，利用安培定則判定各個場源在這一點上產(chǎn)生的磁場的大小和方向如圖

17、所示為磁場的大小和方向如圖所示為M、N在在c點產(chǎn)生的磁場點產(chǎn)生的磁場(3)應用平行四邊形定則進行合成，如圖中的合磁場應用平行四邊形定則進行合成，如圖中的合磁場考點二考點二 安培定則的應用及磁場的疊加安培定則的應用及磁場的疊加 BC 解析：解析：如圖，由磁場的疊加知，如圖，由磁場的疊加知，L2與與L3中的電流在中的電流在L1處處產(chǎn)生的合磁場的方向在產(chǎn)生的合磁場的方向在L2、L3連線的中垂線上，由左手定則連線的中垂線上，由左手定則知，知，L1所受磁場作用力的方向與所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面平行選項所在平面平行選項A錯誤錯誤L1與與L2中的電流在中的電流在L3處產(chǎn)生的合磁場的方向與處產(chǎn)

18、生的合磁場的方向與L1、L2的的連線平行，由左手定則知，連線平行，由左手定則知，L3所受磁場作用力的方向與所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直選項所在平面垂直選項B正確正確磁場的矢量性及合成磁場的矢量性及合成(1)根據(jù)安培定則確定通電導線周圍磁場的方向根據(jù)安培定則確定通電導線周圍磁場的方向(2)磁場中每一點磁感應強度的方向為該點磁感線的切線方向磁場中每一點磁感應強度的方向為該點磁感線的切線方向(3)磁感應強度是矢量，多個通電導體產(chǎn)生的磁場疊加時，合磁場的磁感應強度磁感應強度是矢量，多個通電導體產(chǎn)生的磁場疊加時，合磁場的磁感應強度等于各場源單獨存在時在該點磁感應強度的矢量和等于各場源單獨

19、存在時在該點磁感應強度的矢量和C 4(2018四川成都一診四川成都一診)(多選多選)有兩根長直導線有兩根長直導線a、b互相平行放置，如圖所示為互相平行放置，如圖所示為垂直于導線的截面圖在如圖所示的平面內，垂直于導線的截面圖在如圖所示的平面內，O點為兩根導線連線的中點，點為兩根導線連線的中點，M、N為為兩導線連線的中垂線上兩點，與兩導線連線的中垂線上兩點，與O點的距離相等，點的距離相等，aM與與MN夾角為夾角為.若兩導線中通若兩導線中通有大小相等、方向相同的恒定電流有大小相等、方向相同的恒定電流I，單根導線中的電流在，單根導線中的電流在M處產(chǎn)生的磁感應強度為處產(chǎn)生的磁感應強度為B0，則關于線段，

20、則關于線段MN上各點的磁感應強度，下列說法中正確的是上各點的磁感應強度，下列說法中正確的是()AM點和點和N點的磁感應強度方向一定相反點的磁感應強度方向一定相反BM點和點和N點的磁感應強度大小均為點的磁感應強度大小均為2B0 cos CM點和點和N點的磁感應強度大小均為點的磁感應強度大小均為2B0 sin D在線段在線段MN上各點的磁感應強度都不可能為零上各點的磁感應強度都不可能為零AB 解析：解析：根據(jù)安培定則判斷得知，兩根通電導線產(chǎn)生根據(jù)安培定則判斷得知，兩根通電導線產(chǎn)生的磁場方向均沿逆時針方向，由于對稱，兩根通電導線的磁場方向均沿逆時針方向，由于對稱，兩根通電導線在在M、N兩點產(chǎn)生的磁感

21、應強度大小相等，根據(jù)平行四邊兩點產(chǎn)生的磁感應強度大小相等，根據(jù)平行四邊形定則進行合成得到形定則進行合成得到M點和點和N點的磁感應強度大小相等，點的磁感應強度大小相等，M點磁場向下，點磁場向下，N點磁場向上，方向相反，故點磁場向上，方向相反，故A正確兩正確兩根導線在根導線在M點產(chǎn)生的磁感應強度的方向如圖所示，根據(jù)點產(chǎn)生的磁感應強度的方向如圖所示，根據(jù)平行四邊形定則進行合成，得到平行四邊形定則進行合成，得到M點的磁感應強度大小點的磁感應強度大小為為2B0 cos .同理，同理，N點的磁感應強度大小也為點的磁感應強度大小也為2B0 cos ，故故B正確，正確，C錯誤只有當兩根通電導線在同一點產(chǎn)生的錯

22、誤只有當兩根通電導線在同一點產(chǎn)生的磁感應強度大小相等、方向相反時，合磁感應強度才為磁感應強度大小相等、方向相反時，合磁感應強度才為零，則知零，則知O點的磁感應強度為零，故點的磁感應強度為零，故D錯誤錯誤BD 判斷導體運動趨勢常用方法判斷導體運動趨勢常用方法考點三考點三 導體運動趨勢的判斷導體運動趨勢的判斷 B 解析：解析：方法一電流元分析法方法一電流元分析法把線圈把線圈L1沿水平轉動軸分成上下兩部分，每一部分又可以看成無數(shù)段直線電流沿水平轉動軸分成上下兩部分，每一部分又可以看成無數(shù)段直線電流元，電流元處在元，電流元處在L2產(chǎn)生的磁場中，根據(jù)安培定則可知各電流元所在處的磁場方向向產(chǎn)生的磁場中，根

23、據(jù)安培定則可知各電流元所在處的磁場方向向上，由左手定則可得，上半部分電流元所受安培力均指向紙外，下半部分電流元所上，由左手定則可得，上半部分電流元所受安培力均指向紙外，下半部分電流元所受安培力均指向紙內，因此從左向右看線圈受安培力均指向紙內，因此從左向右看線圈L1將順時針轉動將順時針轉動方法二等效分析法方法二等效分析法把線圈把線圈L1等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流I2的中心，小磁針的的中心，小磁針的N極極應指向該點環(huán)形電流應指向該點環(huán)形電流I2的磁場方向，由安培定則和的磁場方向，由安培定則和I2產(chǎn)生的磁場方向在其中心處豎產(chǎn)生的磁場方向在其中心處豎直

24、向上，而直向上，而L1等效成小磁針后，轉動前，等效成小磁針后，轉動前，N極指向紙內，因此小磁針的極指向紙內，因此小磁針的N極應由指極應由指向紙內轉為向上，所以從左向右看，線圈向紙內轉為向上，所以從左向右看，線圈L1將順時針轉動將順時針轉動方法三利用結論法方法三利用結論法環(huán)形電流環(huán)形電流I1、I2之間不平行，則必有相對轉動，直到兩環(huán)形電流同向平行為之間不平行，則必有相對轉動，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可得，從左向右看，線圈止，據(jù)此可得，從左向右看，線圈L1將順時針轉動將順時針轉動D 解析：解析：因為載流直導線的磁感線是以因為載流直導線的磁感線是以O為圓心的一組同心圓，方向沿逆時針方為圓心的

25、一組同心圓，方向沿逆時針方向，向，KN、LM兩邊與磁感線平行，所以兩邊與磁感線平行，所以KN、LM兩邊均不受安培力根據(jù)左手定則兩邊均不受安培力根據(jù)左手定則可知，可知，KL邊受到的安培力垂直紙面向外，邊受到的安培力垂直紙面向外，MN邊受到的安培力垂直紙面向里，故選邊受到的安培力垂直紙面向里，故選項項D正確正確6如圖所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，如圖所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導線可以自由轉動，當導線通入圖示方向電流導線可以自由轉動，當導線通入圖示方向電流I時，導線的運動情況是時，導線的運動情況是(從上往下從上往下看看)()A順時針方向

26、轉動，同時下降順時針方向轉動，同時下降B順時針方向轉動，同時上升順時針方向轉動，同時上升C逆時針方向轉動，同時下降逆時針方向轉動，同時下降D逆時針方向轉動，同時上升逆時針方向轉動，同時上升A 解析：解析：如圖甲所示，把直線電流等效為無數(shù)小段，中間的點為如圖甲所示，把直線電流等效為無數(shù)小段，中間的點為O點，選擇在點，選擇在O點左側點左側S極右上方的一小段為研究對象，該處的磁場方向指向左下方，由左手定則極右上方的一小段為研究對象，該處的磁場方向指向左下方，由左手定則判斷，該小段受到的安培力的方向垂直紙面向里，在判斷，該小段受到的安培力的方向垂直紙面向里，在O點左側的各段電流元都受到點左側的各段電流

27、元都受到垂直紙面向里的安培力，把各段電流元受到的力合成，則垂直紙面向里的安培力，把各段電流元受到的力合成，則O點左側導線受到垂直紙點左側導線受到垂直紙面向里的安培力；同理判斷出面向里的安培力；同理判斷出O點右側的導線受到垂直紙面向外的安培力因此，點右側的導線受到垂直紙面向外的安培力因此，由上向下看，導線沿順時針方向轉動由上向下看，導線沿順時針方向轉動分析導線轉過分析導線轉過90時的情形如圖乙所示，導線中的時的情形如圖乙所示，導線中的電流向外，由左手定則可知，導線受到向下的安培力由電流向外，由左手定則可知，導線受到向下的安培力由以上分析可知，導線在順時針轉動的同時向下運動選項以上分析可知，導線在

28、順時針轉動的同時向下運動選項A正確正確7(2018江西上饒模擬江西上饒模擬)如圖所示，在固定位置的條形磁鐵如圖所示，在固定位置的條形磁鐵S極附近懸掛一個金極附近懸掛一個金屬線圈，線圈與水平磁鐵位于同一豎直平面內，當在線圈中通入沿圖示方向流動的屬線圈，線圈與水平磁鐵位于同一豎直平面內，當在線圈中通入沿圖示方向流動的電流時，將會看到電流時，將會看到()A線圈向左平移線圈向左平移B線圈向右平移線圈向右平移C從上往下看，線圈順時針轉動，同時靠近磁鐵從上往下看，線圈順時針轉動，同時靠近磁鐵D從上往下看，線圈逆時針轉動，同時靠近磁鐵從上往下看，線圈逆時針轉動，同時靠近磁鐵C 解析：解析：把通電線圈等效成條形磁鐵，等效磁鐵的把通電線圈等效成條形磁鐵，等效磁鐵的N極垂直于紙面向外，根據(jù)同極垂直于紙面向外，根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相