高中物理 5.3探究電流周圍的磁場課時講練通課件 滬科選修31

1、2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三22021/8/11 星期三32021/8/11 星期三42021/8/11 星期三52021/8/11 星期三62021/8/11 星期三71.通電直導(dǎo)線與通電螺線管及環(huán)形電流應(yīng)用右手螺旋定則來判定磁感線的方向，那么在這兩種情況下，大拇指與四指所代表的指向意義相同嗎？提示：不相同.在判定通電直導(dǎo)線磁感線的方向時，大拇指指向電流的方向，四指的指向代表磁感線的方向.在判定通電螺線管及環(huán)形電流磁感線的方向時，四指指向電流的環(huán)繞方向，大拇指指向代表螺線管內(nèi)部磁感線的方向.2021/8/11 星期三82.通電螺線管與放在其內(nèi)部的小磁針是否仍然遵循同

2、名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引的法則呢？提示：自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜止時，其N極指向磁場的方向.在螺線管內(nèi)部，其磁場的方向由S極指向N極，所以，放在螺線管內(nèi)部的小磁針的N極指向螺線管的N極，因此，放在螺線管內(nèi)部的小磁針與通電螺線管不再是同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引了.2021/8/11 星期三93.在用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁感線的方向時，有什么相同點和不同點？提示：相同點：都用右手進(jìn)行判斷.都是離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場越弱,磁感線越疏,通電螺線管內(nèi)部磁場為勻強(qiáng)磁場.不同點：拇指和四指所指示的物理量不同，對直線電流，拇指指向原因(電流)的方向，四指指向結(jié)果(磁感線)的方向.對環(huán)

3、形電流和通電螺線管，四指指向原因(電流)的方向，拇指指向結(jié)果(磁感線)的方向.2021/8/11 星期三10【典例1】如圖所示，一個正電子沿著逆時針方向做勻速圓周運(yùn)動，則此正電子的運(yùn)動( )A.不產(chǎn)生磁場B.產(chǎn)生磁場，圓心處的磁場方向垂直紙面向里C.產(chǎn)生磁場，圓心處的磁場方向垂直紙面向外D.只有圓周內(nèi)側(cè)產(chǎn)生磁場2021/8/11 星期三11【思路點撥】解答本題應(yīng)按如下思路進(jìn)行：(1)根據(jù)正電子的運(yùn)動確定電流方向；(2)根據(jù)安培定則確定磁場方向；(3)注意環(huán)形電流內(nèi)外磁場分布情況. 2021/8/11 星期三12【自主解答】選C.正電子做圓周運(yùn)動可以等效為一個環(huán)形電流,由安培定則可以判定圓心處的

4、磁場方向垂直紙面向外,C正確;圓環(huán)的外側(cè)磁場方向垂直于紙面向里,故A、B、D均錯.2021/8/11 星期三132021/8/11 星期三141.一根鐵棒在未被磁化時為什么對外界不顯磁性？提示:鐵棒在未被磁化時，內(nèi)部分子電流的取向是雜亂無章的，它們的磁場互相抵消，對外不顯磁性.2021/8/11 星期三152.永磁體為什么具有磁性？為什么有時會失去磁性？提示:永磁體內(nèi)部，各分子電流的取向大致相同，兩端顯示出較強(qiáng)的磁作用；當(dāng)磁體受到高溫或猛烈撞擊時，分子電流的取向變得雜亂無章而失去磁性.2021/8/11 星期三16【典例2】一根軟鐵棒被磁化是因為( )A.軟鐵棒中產(chǎn)生了分子電流B.軟鐵棒中分子

5、電流取向雜亂無章C.軟鐵棒中分子電流消失了D.軟鐵棒中分子電流取向變得大致相同2021/8/11 星期三17【思路點撥】掌握安培分子電流假說的內(nèi)容及特點是解題的關(guān)鍵.【自主解答】選D.磁化的結(jié)果是使材料中分子電流的取向大致相同，這是分子電流假說對于磁化現(xiàn)象的解釋，D項正確.2021/8/11 星期三18【典例3】如圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于南、北方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過程中在兩云的尖端之間形成了一個放電通道，發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關(guān)于A、B的帶電情況說法中正確的是A.帶同種電荷 B.帶異種電荷C.B帶正電 D.A帶正電2021/

6、8/11 星期三19【思路點撥】求解本題應(yīng)注意以下三點：(1)正電荷定向移動的方向為電流方向.(2)小磁針的N極轉(zhuǎn)動方向為其受力方向,也是磁場方向.(3)電流方向及磁場方向間的關(guān)系服從安培定則.2021/8/11 星期三20【標(biāo)準(zhǔn)解答】選B、D.云層間放電必須發(fā)生在異種電荷之間，故B對；在云層間放電時，形成的強(qiáng)電場和高溫將空氣電離成正離子和負(fù)離子，并在強(qiáng)電場的作用下做定向移動，形成電流，相當(dāng)于通電直導(dǎo)線形成磁場.由題意知，從南往北看，磁場是逆時針的，根據(jù)安培定則可以判斷電流是從A流向B的.故可知A帶正電，B帶負(fù)電.D正確.2021/8/11 星期三21 知識點1：電流的磁場1.如圖所示為一通電

7、螺線管，a、b、c是通電螺線管內(nèi)、外的三點，則三點中磁感應(yīng)強(qiáng)度最大處為( )A.a處 B.b處C.c處 D.無法判斷2021/8/11 星期三22【解析】選A.螺線管內(nèi)部的磁感線條數(shù)與螺線管外部的磁感線條數(shù)相同，由于螺線管內(nèi)部橫截面積小，所以內(nèi)部磁感線最密，磁感線密的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度大，故選A.2021/8/11 星期三232.(2010福州高二檢測)如圖所示,水平直導(dǎo)線ab通有向右的電流I,置于導(dǎo)線正下方的小磁針S極將( )A.向紙外偏轉(zhuǎn)B.向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)C.在紙面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)過90D.不動【解析】選A.據(jù)安培定則可以確定,通電直導(dǎo)線在其下方產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場,在磁場力的作用下,小磁針N極向里,

8、S極向外偏轉(zhuǎn),A項正確.2021/8/11 星期三243.在圖中，分別給出了導(dǎo)線中的電流方向或磁場中某處小磁針N極的指向或磁感線方向.其對應(yīng)正確的是( )【解析】選A、C、D.由安培定則判斷C、D正確；又因小磁針靜止時N極所指的方向與磁場方向相同，A正確B錯誤.2021/8/11 星期三254.如圖所示,帶正電的金屬環(huán)繞軸OO以角速度勻速旋轉(zhuǎn),在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后平衡的位置是( )A.N極豎直向上B.N極豎直向下C.N極沿軸線向右D.N極沿軸線向左【解析】選C.沿OO方向看金屬環(huán)旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于順時針方向的環(huán)形電流,由安培定則得金屬環(huán)中心軸線上的磁感線方向水平向右,小磁針穩(wěn)定后,N極指向磁感線

9、方向,故C項正確.2021/8/11 星期三26 知識點2：安培分子電流假說5.用安培提出的分子電流假說可以解釋下列哪些現(xiàn)象( )A.永久磁鐵的磁場B.通電螺線管的磁場C.環(huán)形電流的磁場D.軟鐵棒被磁化的現(xiàn)象2021/8/11 星期三27【解析】選A、D.本題考查安培分子電流假說.安培分子電流假說是安培為解釋磁體的磁現(xiàn)象而提出的,A、D正確；而通電導(dǎo)線周圍的磁場是由其內(nèi)部自由電荷定向移動產(chǎn)生的宏觀電流而產(chǎn)生的.分子電流和宏觀電流雖然都是由運(yùn)動電荷引起的,但產(chǎn)生的原因不同，正確答案為A、D.2021/8/11 星期三28一、選擇題(本題包括5個小題，每小題3分，共15分)1.關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì),

10、下列說法正確的是( )A.磁與電緊密聯(lián)系,有磁必有電荷,有電荷必有磁B.不管是磁鐵的磁場還是電流的磁場都起源于運(yùn)動的電荷C.除永久磁體外,一切磁現(xiàn)象都是運(yùn)動電荷產(chǎn)生的D.鐵棒被磁化是因為鐵棒內(nèi)分子電流取向變得大致相同2021/8/11 星期三29【解析】選B、D.一切磁場都起源于電荷的運(yùn)動，A、C錯，B對；磁化的實質(zhì)就是分子電流取向由無序變?yōu)橛行?，故D對.2021/8/11 星期三302.取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

11、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.0 B.0.5B C.B D.2B2021/8/11 星期三31【解析】選A.(b)為雙繞線圈,相鄰兩匝線圈中電流等大反向,磁場互相抵消,管內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,故選A.2021/8/11 星期三323.(2010濟(jì)南高二檢測)有一束電子流沿x軸正方向高速運(yùn)動,如圖所示,電子流在z軸上的P點所產(chǎn)生的磁場方向是沿( )A.y軸正方向 B.y軸負(fù)方向C.z軸正方向 D.z軸負(fù)方向2021/8/11 星期三33【解析】選A.電子流沿x軸正方向,則電流方向沿x軸負(fù)方向,由安培定則可以判斷在P點產(chǎn)生的磁場方向沿y軸正方向,故A正確.2021/8/11 星

12、期三344.19世紀(jì)20年代，以數(shù)學(xué)家塞貝克為代表的科學(xué)家已認(rèn)識到：溫度差會引起電流.安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假設(shè)：地球磁場是由地球的環(huán)形電流引起的，則該假設(shè)中的電流方向是(注：磁子午線是地球磁場N極與S極在地球表面的連線)( )A.由西向東垂直磁子午線B.由東向西垂直磁子午線C.由南向北沿磁子午線方向D.由赤道向兩極沿磁子午線方向2021/8/11 星期三35【解析】選B.地球內(nèi)部磁場的方向由地理的北極指向南極，由安培定則判斷，環(huán)形電流的方向由東向西垂直磁子午線，故B正確.2021/8/11 星期三365.當(dāng)接通電源后，小磁針a按如圖所示方向運(yùn)動，則

13、下列判斷正確的是(忽略通電螺線管磁場與環(huán)形電流磁場間的影響)( )A.通電螺線管的右端相當(dāng)于其磁場的S極B.電源的右端是正極C.小磁針b的N極向紙里轉(zhuǎn)D.因電流未標(biāo)出，所以無法判斷小磁針b如何轉(zhuǎn)動2021/8/11 星期三37【解析】選C.小磁針a的N極向右運(yùn)動，則螺線管內(nèi)部磁場方向向右，由安培定則判斷，螺線管右端為其磁場的N極，電流沿環(huán)形順時針方向，小磁針b的N極向里轉(zhuǎn)，電源左端為正極，所以A、B、D錯誤，C正確.2021/8/11 星期三382021/8/11 星期三392021/8/11 星期三40二、非選擇題(本題包括2個小題,共15分)6.(6分)如圖所示,a、b是直線電流的磁場，c

14、、d是環(huán)形電流的磁場，e、f是通電螺線管的磁場，試在各圖中補(bǔ)畫出電流方向或磁感線方向.2021/8/11 星期三412021/8/11 星期三42【解析】根據(jù)安培定則,可以確定a中電流方向垂直紙面向里,b中電流的方向從下向上,c中電流方向沿逆時針方向,d中磁感線方向向下,e中磁感線方向向左,f中磁感線的方向向右.2021/8/11 星期三43答案:如圖所示2021/8/11 星期三447.(9分)如圖所示,在甲、乙間用兩條導(dǎo)線連一個直流電路,將小磁針放在兩導(dǎo)線之間時,N極向紙外偏轉(zhuǎn),接在A與B間的電壓表向B接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)(此電壓表指針總偏向電流流進(jìn)時的一側(cè)),由此是否可以判斷出甲、乙兩處哪是電

15、源，哪是負(fù)載？2021/8/11 星期三45【解析】小磁針N極向紙外偏轉(zhuǎn),可判斷小磁針?biāo)谔幋艌龇较蛳蛲?由安培定則知,上面的導(dǎo)線中的電流由乙處流向甲處,由電壓表指針的偏轉(zhuǎn)方向可知,電壓表中的電流由B流向A,即B端電勢高.綜上所述,乙處一定是電源,甲處一定是負(fù)載.2021/8/11 星期三461.(5分)彈簧測力計下掛一條形磁鐵,其中條形磁鐵N極一端位于未通電的螺線管正上方,如圖所示.下列說法正確的是( )2021/8/11 星期三47A.若將a接電源正極,b接電源負(fù)極,彈簧測力計示數(shù)將不變B.若將a接電源正極,b接電源負(fù)極,彈簧測力計示數(shù)將增大C.若將b接電源正極,a接電源負(fù)極,彈簧測力計示

16、數(shù)將減小D.若將b接電源正極,a接電源負(fù)極,彈簧測力計示數(shù)將增大2021/8/11 星期三48【解析】選D.本題考查通電螺線管的磁場與安培定則的綜合應(yīng)用.a接正極,b接負(fù)極時,由安培定則可知,螺線管上端為N極,與磁鐵排斥,彈簧測力計示數(shù)減小,A、B均錯;b接正極,a接負(fù)極時,螺線管上端為S極,與條形磁鐵吸引,使彈簧測力計示數(shù)增大,D正確,C錯.故正確答案為D.2021/8/11 星期三492.(2010溫州高二檢測)(5分)在全自動洗衣機(jī)中，排水閥是由程序控制器控制其動作的.如圖所示為自動控制排水結(jié)構(gòu)，當(dāng)洗衣機(jī)進(jìn)行排水和脫水工序時，電磁鐵的線圈通電，使電磁鐵的鐵芯2產(chǎn)生動作，牽引排水閥的活塞，

17、排除污水，斷電后，在復(fù)位彈簧(圖中未畫)作用下恢復(fù)原位.以下說法正確的是( )2021/8/11 星期三50A.若某時刻輸入控制電流時，a為正，b為負(fù)，則鐵芯2中A端為N極，B端為S極B.若某時刻輸入控制電流時，a為正，b為負(fù)，則鐵芯2中A端為S極，B端為N極C.若a、b處輸入交變電流，鐵芯2不能吸入線圈中D.若a、b處輸入交變電流，鐵芯2能吸入線圈中2021/8/11 星期三51【解析】選B、D.接線控制a、b間通以直流電，a為正，b為負(fù)時，由安培定則判斷，螺線管中心軸線上的磁場方向水平向左，鐵芯在圖示位置被磁化，A端為S極，受磁場力水平向右，B端為N極，受磁場力水平向左，但由于螺線管內(nèi)部磁

18、感線較管外更密集，磁場更強(qiáng)，使A端所受水平向右的力大于B端所受水平向左的力，鐵芯2所受的合力水平向右，被吸入螺線管中，斷電后，鐵芯在復(fù)位彈簧作用下回到原位置，所以A錯2021/8/11 星期三52誤，B正確.同理，當(dāng)a為負(fù)，b為正時，螺線管中心軸線上的磁場方向水平向右，鐵芯2的A端被磁化為N極，受磁場力水平向右，B端被磁化為S極，受磁場力水平向左，同樣由于A端所處位置磁場強(qiáng)于B端，使鐵芯2所受合力依然水平向右，被吸入螺線管中.綜上所述，鐵芯2的受力與 a、b的極性無關(guān)，當(dāng)a、b間輸入交變電流時，鐵芯2的所受合力依然水平向右，仍能被吸入螺線管，故C錯誤，D正確.2021/8/11 星期三533.(10分)在如圖所示的裝置中,有兩個薄鐵片(舌簧片)ab和cd,它們的外端固定在一塊木板上,里端相互交疊但相隔一段很小的距離,舌簧片連接在一個有燈泡的電路中.如果拿一根條形磁鐵平行地靠近舌簧片,小燈泡就亮起來.如果讓磁鐵在上面的水平面內(nèi)