2021屆高三一輪復(fù)習(xí)物理第9章第1講磁場教學(xué)課件

1、磁場第九章 高考命題解讀考點(diǎn)內(nèi)容及要求高考(全國卷)三年命題情況對照分析年份題號考查情境科學(xué)素養(yǎng)磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線 通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向 安培力、安培力的方向 2019卷T17安培力的合成等效法、模型建構(gòu)卷T24帶電粒子在組合場中的運(yùn)動模型建構(gòu)、科學(xué)推理卷T17帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動模型建構(gòu)卷T18帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動的周期模型建構(gòu)、科學(xué)推理高考命題解讀考點(diǎn)內(nèi)容及要求高考(全國卷)三年命題情況對照分析年份題號考查情境科學(xué)素養(yǎng)勻強(qiáng)磁場中的安培力洛倫茲力、洛倫茲力的方向 洛倫茲力的公式 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動 2018卷T25帶電粒子在組合場中的運(yùn)動運(yùn)動建

2、模、科學(xué)推理卷T20安培定則、磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加矢量疊加、模型建構(gòu)卷T25帶電粒子在組合場中的運(yùn)動運(yùn)動建模、科學(xué)推理卷T24帶電粒子在組合場中的運(yùn)動運(yùn)動建模、科學(xué)推理高考命題解讀考點(diǎn)內(nèi)容及要求高考(全國卷)三年命題情況對照分析年份題號考查情境科學(xué)素養(yǎng)質(zhì)譜儀和回旋加速器 說明：(1)安培力的計算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的情形(2)洛倫茲力的計算只限于速度與磁場方向垂直的情形.2017卷T16帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動模型建構(gòu)卷T19電流的磁場與安培力計算矢量合成、科學(xué)推理卷T18帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的最值問題科學(xué)論證卷T21安培力作用下線圈轉(zhuǎn)動問題分析科學(xué)推理卷T18電流產(chǎn)生磁場的矢量合成問題

3、矢量合成、模型建構(gòu)卷T24帶電粒子在組合的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動運(yùn)動建模、科學(xué)推理、科學(xué)論證考情調(diào)研1.考查方式本章內(nèi)容在高考中有單獨(dú)命題、也有與電場知識的綜合命題，題型有選擇題形式、也有計算題形式選擇題主要考查安培定則及磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加，安培力、洛倫茲力的理解與計算，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場、復(fù)合場中的運(yùn)動等；計算題主要考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場、組合場、交變場中的運(yùn)動，常與電場知識綜合考查，涉及牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)公式、類平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動、功能關(guān)系、能量守恒等知識的綜合應(yīng)用2命題趨勢本章內(nèi)容是每年高考的必考點(diǎn)，預(yù)計2021年的高考仍會以上面的分析進(jìn)行考查，并且要關(guān)注與本章知識有關(guān)的STSE問題：如質(zhì)譜儀、

4、回旋加速器、電磁流量計、磁流體發(fā)電機(jī)等進(jìn)行命題的考查.第1講磁場及其對電流的作用01回扣教材 固根基 02突破考點(diǎn) 提能力 欄目導(dǎo)航03聚焦素養(yǎng) 贏高考 01回扣教材 固根基 磁力 方向 (3)方向：小磁針的_極所受磁場力的方向，也就是小磁針_時N極的指向(4)單位：特斯拉，符號為T.(5)疊加：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，疊加時遵守平行四邊形定則3勻強(qiáng)磁場(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等、方向_的磁場稱為勻強(qiáng)磁場(2)特點(diǎn)：疏密程度相同、方向相同的平行直線N 靜止 處處相同 4地磁場(1)地磁場的N極在地理_附近，S極在地理_附近，磁感線分布如圖所示(2)在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點(diǎn)，

5、磁感應(yīng)強(qiáng)度_，且方向水平_.南極 北極 相等 向北 微點(diǎn)撥(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定，B與F、I、L均無關(guān)(2)地磁場的地磁“兩極”與地球的地理“兩極”位置相反二、磁感線和電流周圍的磁場1磁感線的特點(diǎn)(1)描述磁場的方向：磁感線上某點(diǎn)的_方向就是該點(diǎn)的磁場方向(2)描述磁場的強(qiáng)弱：磁感線的疏密程度表示磁場的_，在磁感線較密的地方磁場_；在磁感線較疏的地方磁場_.(3)是閉合曲線：在磁體外部，從_指向_；在磁體內(nèi)部，由_指向_.(4)不相交：同一磁場的磁感線永不_、不相切(5)是假想線：磁感線是為了形象描述磁場而假想的曲線，客觀上并不存在切線 強(qiáng)弱 較強(qiáng) 較弱 N極 S極 S極 N極 相交

6、2幾種常見的磁場(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(如圖所示)(2)電流的磁場越弱 條形 勻強(qiáng) 最強(qiáng) 非勻強(qiáng) 越弱 微點(diǎn)撥磁感線、電場線都是假想的曲線；但是磁感線是閉合的曲線，而電場線是不閉合的曲線三、安培力1安培力的大小(1)磁場和電流垂直時：F_.(2)磁場和電流平行時：F0.2安培力的方向 左手定則判斷(1)伸出左手，讓拇指與其余四指_，并且都在同一個平面內(nèi)(2)讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向_方向(3)_所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向BIL 微點(diǎn)撥安培力方向一定垂直電流與磁場方向決定的平面，即同時有FAI，F(xiàn)AB但是磁場B與電流I的方向可以成任意夾角垂直 電流 拇指 1判

7、斷正誤(1)1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)()(2)磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況無關(guān)()(3)磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，跟安培力的方向一致()(4)小磁針N極所指的方向就是該處磁場的方向()(5)在同一幅圖中，磁感線越密，磁場越強(qiáng)()(6)將通電導(dǎo)線放入磁場中，若不受安培力，說明該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零() BD 3(粵教版選修31 P84T1)把一小段通電直導(dǎo)線放入磁場中，導(dǎo)線受到安培力的作用關(guān)于安培力的方向，下列說法中正確的是()A安培力的方向一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相同B安培力的方向一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，但不一定跟電流方向垂直C安培力的方

8、向一定跟電流方向垂直，但不一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直D安培力的方向一定跟電流方向垂直，也一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直D 4(多選)(教科版選修31 P83T3)如圖為通電螺線管A為螺線管外一點(diǎn)，B、C兩點(diǎn)在螺線管的垂直平分線上，則下列說法正確的是()A磁感線最密處為A處，最疏處為B處B磁感線最密處為B處，最疏處為C處C小磁針在B處和A處N極都指向左方D小磁針在B處和C處N極都指向右方BC 5(人教版選修31 P94T3改編)如圖所示，用天平測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度下列各選項(xiàng)所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長MN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，

9、天平最容易失去平衡的是()A 02突破考點(diǎn) 提能力 考點(diǎn)一安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加1安培定則的理解在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應(yīng)分清“因”和“果”.2解答磁場疊加問題的思路(1)確定磁場的場源，如已知磁場、通電導(dǎo)線等(2)定位空間中磁感應(yīng)強(qiáng)度待求點(diǎn)的位置，利用安培定則判定各個場源在這一點(diǎn)上產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如圖所示為M、N在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度BM、BN.(3)應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行合成，如圖中的合磁場B.AC 2(勻強(qiáng)磁場與兩直線電流的磁場疊加)(2017全國卷18)如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場中，兩長直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l.

10、在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為()C 考點(diǎn)二安培力的理解1安培力大?。篎ILBsin (條件：(1)LB，(2)為I與B的夾角)特例：(1)當(dāng)IB時，F(xiàn)BIL.(2)當(dāng)IB時，F(xiàn)0.特別提醒當(dāng)導(dǎo)線彎曲時，L是導(dǎo)線兩端的有效直線長度(如圖所示)對于任意形狀的閉合線圈，其有效長度均為零，所以通電后在勻強(qiáng)磁場中受到的安培力的矢量和為零2安培力方向：用左手定則判斷，注意安培力F方向既垂直于B，也垂直于I，即垂直于B與I決定的平面BC 解析如圖，由磁場的疊加知，L2與L3中的電流

11、在L1處產(chǎn)生的合磁場的方向在L2、L3連線的中垂線上，由左手定則知，L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面平行選項(xiàng)A錯誤L1與L2中的電流在L3處產(chǎn)生的合磁場的方向與L1、L2的連線平行，由左手定則知，L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直選項(xiàng)B正確A 3(通電線框所受安培力的疊加)(2019全國卷)如圖，等邊三角形線框LMN由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，固定于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線框頂點(diǎn)M、N與直流電源兩端相接已知導(dǎo)體棒MN受到的安培力大小為F，則線框LMN受到的安培力的大小為()A2FB1.5FC0.5FD0B 考點(diǎn)三安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動情況的判斷1判斷

12、導(dǎo)體運(yùn)動情況的基本思路(1)弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁感線分布情況；(2)利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況；(3)確定導(dǎo)體的運(yùn)動方向或運(yùn)動趨勢的方向2五種常用判定方法一個可以自由運(yùn)動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，如圖所示當(dāng)兩線圈中通以圖示方向的電流時，從左向右看，線圈L1將()A不動B順時針轉(zhuǎn)動C逆時針轉(zhuǎn)動D在紙面內(nèi)平動B 解析法一：電流元法把線圈L1沿水平轉(zhuǎn)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

13、安培力均指向紙內(nèi)，因此從左向右看線圈L1將順時針轉(zhuǎn)動法二：等效法把線圈L1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N極應(yīng)指向該點(diǎn)環(huán)形電流I2的磁場方向，由安培定則知I2產(chǎn)生的磁場方向在其中心處豎直向上，而L1等效成小磁針后，轉(zhuǎn)動前N極指向紙內(nèi)，因此小磁針的N極應(yīng)由指向紙內(nèi)轉(zhuǎn)為向上，所以從左向右看，線圈L1將順時針轉(zhuǎn)動法三：結(jié)論法環(huán)形電流I1、I2之間不平行，則必有相對轉(zhuǎn)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L1將順時針轉(zhuǎn)動訓(xùn)練1(等效法的應(yīng)用)如圖所示，在固定放置的條形磁鐵S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(nèi)，當(dāng)在線圈中通入沿圖示方向

14、流動的電流時，將會看到()A線圈向左平移B線圈向右平移C從上往下看，線圈順時針轉(zhuǎn)動，同時靠近磁鐵D從上往下看，線圈逆時針轉(zhuǎn)動，同時靠近磁鐵解析把通電線圈等效成小磁針，等效小磁針的N極垂直于紙面向外，根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引可知：從上往下看，線圈順時針轉(zhuǎn)動，同時靠近磁鐵，C正確C 訓(xùn)練2(電流元法、特殊位置法的應(yīng)用)如圖所示，把一重力不計的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時，導(dǎo)線的運(yùn)動情況是(從上往下看)()A順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降B順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升A 解析如圖甲所示，把

15、直線電流等效為無數(shù)小段，中間的點(diǎn)為O點(diǎn)，選擇在O點(diǎn)左側(cè)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，由左手定則判斷，該小段受到的安培力的方向垂直紙面向里，在O點(diǎn)左側(cè)的各段電流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O點(diǎn)左側(cè)導(dǎo)線受到垂直紙面向里的安培力；同理判斷出O點(diǎn)右側(cè)的導(dǎo)線受到垂直紙面向外的安培力因此，由上向下看，導(dǎo)線沿順時針方向轉(zhuǎn)動分析導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90時的情形，如圖乙所示導(dǎo)線中的電流向外，由左手定則可知，導(dǎo)線受到向下的安培力由以上分析可知，導(dǎo)線在順時針轉(zhuǎn)動的同時向下運(yùn)動.訓(xùn)練3(轉(zhuǎn)換研究對象法的應(yīng)用)(多選)如圖所示，臺秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧

16、將擋板和一條形磁鐵連接起來，此時臺秤讀數(shù)為F1，現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一導(dǎo)體棒，當(dāng)導(dǎo)體棒中通以方向如圖所示的電流后，臺秤讀數(shù)為F2，則以下說法正確的是()A彈簧長度將變長B彈簧長度將變短CF1F2DF1F2，在水平方向上，由于F有水平向左的分力，條形磁鐵壓縮彈簧，所以彈簧長度變短考點(diǎn)四安培力作用下導(dǎo)體的平衡、加速問題(1)選定研究對象一般為某段導(dǎo)體棒(線框)(2)受力分析時，變?nèi)S圖為二維圖，如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意F安B、F安I. 如下圖所示：(3)列平衡方程或牛頓第二定律方程進(jìn)行求解角度一水平導(dǎo)軌上導(dǎo)體棒的平衡問題題后反思分析安培力平衡

17、問題的兩個關(guān)鍵1立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖：在三維空間不方便準(zhǔn)確畫出受力圖，通過畫俯視圖、剖面圖或側(cè)視圖，將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖2確定安培力的方向：用左手定則，結(jié)合安培力方向跟磁場和電流都垂直，確定安培力準(zhǔn)確方向和相關(guān)角度(多選)在傾角30的絕緣斜面上，固定一光滑金屬框，寬l0.5 m，接入電動勢E6 V、內(nèi)阻r0.5 的電池，垂直框面放置一根質(zhì)量m0.2 kg的金屬棒ab，金屬棒接入電路的電阻R0的阻值為0.2 ，整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.0 T、方向垂直于框面向上的勻強(qiáng)磁場中，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值使金屬棒靜止在框架上，如圖所示則下列說法正確的是(框架的電阻與摩擦不計，框架與金屬棒接觸良好，g取1

18、0 m/s2)()A金屬棒受到的安培力的大小為1 NB通過金屬棒的電流強(qiáng)度I的大小為2 AC滑動變阻器R接入電路的阻值為R3 D電源的輸出功率為P10 WABD 角度二傾斜導(dǎo)軌上導(dǎo)體棒的平衡問題澳大利亞國立大學(xué)制成了能把2.2 g的彈體(包括金屬桿EF的質(zhì)量)加速到10 km/s的電磁炮(常規(guī)炮彈的速度約為2 km/s)如圖所示，若軌道寬為2 m，長為100 m，通過的電流為10 A，試求軌道間所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度(軌道摩擦不計)答案55 T角度三導(dǎo)體棒的加速問題03聚焦素養(yǎng) 贏高考 STSE類與安培力相關(guān)的STSE問題安培力會使通電導(dǎo)體在磁場中處于平衡、轉(zhuǎn)動、加速狀態(tài)在人們的生產(chǎn)與生活、軍事領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用，也是高考的熱點(diǎn)問題解答該類問