高考物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案：磁場及磁場的疊加

磁場及磁場的疊加知識點(diǎn)梳理1．磁場的基本性質(zhì)磁場對處于其中的磁體、電流和運(yùn)動電荷有磁力的作用。2．磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解(1)描述磁場的強(qiáng)弱和方向。(2)B＝eq\f(F,IL)成立的條件為：通電導(dǎo)線（）于磁場。(3)磁場方向：小磁針（）極受力的方向。3．磁感線的特點(diǎn)(1)磁感線上某點(diǎn)的（）就是該點(diǎn)的磁場方向。(2)磁感線的疏密定性地表示磁場的（）。(3)磁感線是（），沒有起點(diǎn)和終點(diǎn)。(4)磁感線是假想的曲線，客觀上（）。4．磁通量(1)大?。寒?dāng)S⊥B時(shí)，Φ＝（），（）量。(2)理解為穿過線圈平面的磁感線條數(shù)。電流周圍的磁場(安培定則)直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場特點(diǎn)無磁極、非勻強(qiáng)磁場且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱與條形磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場且磁場最強(qiáng)，管外為非勻強(qiáng)磁場環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場越弱安培定則2．磁場疊加問題的解題思路(1)確定磁場場源，如通電導(dǎo)線。(2)定位空間中需求解磁場的點(diǎn)，利用安培定則判定各個場源在這一點(diǎn)上產(chǎn)生的磁場的大小和方向。如圖所示BM、BN為導(dǎo)線M、N在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場。(3)應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行合成，如圖中的合磁感應(yīng)強(qiáng)度B。練習(xí)題1．關(guān)于磁場中某一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，下列說法正確的是()A．與一小段通電直導(dǎo)線所受磁場力的方向一致B．與運(yùn)動電荷所受磁場力的方向一致C．與小磁針N極所受磁場力的方向一致D．與小磁針S極所受磁場力的方向一致解析：選C磁場中某一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，與小磁針N極受力方向一致，C正確，A、B、D錯誤。2．一小段長為L的通電直導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，當(dāng)通過它的電流為I時(shí)，所受安培力為F。以下關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的說法正確的是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定等于eq\f(F,IL)B．磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能大于或等于eq\f(F,IL)C．磁場中通電直導(dǎo)線受力大的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大D．在磁場中通電直導(dǎo)線也可以不受安培力解析：選BD只有在通電直導(dǎo)線垂直于磁場時(shí)，B＝eq\f(F,IL)才成立，通電直導(dǎo)線和磁場不垂直時(shí)，B>eq\f(F,IL)，通電直導(dǎo)線和磁場平行時(shí)，導(dǎo)線不受安培力，故A錯誤，B、D正確；磁感應(yīng)強(qiáng)度是用比值法定義的，通電直導(dǎo)線受力大的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大，C錯誤。3.磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則()A．a(chǎn)點(diǎn)處沒有磁感線，磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B．a(chǎn)點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)處大C．b點(diǎn)處的磁場方向和該點(diǎn)的切線方向垂直D．把一個小磁針放在b點(diǎn)，靜止時(shí)小磁針N極的指向水平向右解析：選D磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱，由題圖可知，a點(diǎn)處的磁感線比b處的磁感線稀疏，則a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度小，故A、B錯誤；某點(diǎn)磁感線的切線方向就是磁場的方向，小磁針靜止時(shí)N極所指的方向是磁場方向，故C錯誤，D正確。4.如圖所示是等腰直角三棱柱，其中側(cè)面abcd為正方形，邊長為L，按圖示位置放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下列說法中正確的是()A．通過abcd平面的磁通量大小為BL2B．通過dcfe平面的磁通量大小為eq\f(\r(2),2)BL2C．通過abfe平面的磁通量大小為eq\f(\r(2),2)BL2D．磁通量有正負(fù)，所以是矢量解析：選Babcd平面在垂直于磁場方向的投影面積S1＝eq\f(\r(2),2)L2，所以通過abcd平面的磁通量Φ1＝BS1＝eq\f(\r(2),2)BL2，故A錯誤；dcfe平面與磁場垂直，S2＝eq\f(\r(2),2)L2，所以通過dcfe平面的磁通量Φ2＝eq\f(\r(2),2)BL2，故B正確；abfe平面與磁場平行，S3＝0，則通過abfe平面的磁通量Φ3＝0，故C錯誤；磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，表示的是穿入還是穿出平面，故D錯誤。5．(多選)下列各圖中，已標(biāo)出電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向，其中符合安培定則的是()解析：選AB圖A為環(huán)形電流的磁場，符合安培定則；圖B是直線電流的磁場，符合安培定則；圖C是直線電流的磁場，不符合安培定則；圖D是通電螺線管的磁場，不符合安培定則。6．如圖，兩根相互絕緣的通電長直導(dǎo)線分別沿x軸和y軸放置，沿x軸方向的電流為I0。已知通電長直導(dǎo)線在其周圍激發(fā)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝keq\f(I,r)，其中k為常量，I為導(dǎo)線中的電流，r為場中某點(diǎn)到導(dǎo)線的垂直距離。圖中A點(diǎn)的坐標(biāo)為(a，b)，若A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則沿y軸放置的導(dǎo)線中電流的大小和方向分別為()A.eq\f(a,b)I0，沿y軸正向 B.eq\f(a,b)I0，沿y軸負(fù)向C.eq\f(b,a)I0，沿y軸正向 D.eq\f(b,a)I0，沿y軸負(fù)向解析：選A沿x軸方向?qū)Ь€電流在A點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bx＝keq\f(I0,b)，由安培定則可知方向垂直xOy平面向外，由題知A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則沿y軸方向?qū)Ь€電流在A點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直xOy平面向里，由安培定則知，沿y軸放置的導(dǎo)線中電流方向沿y軸正向，其在A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小滿足By＝keq\f(I,a)＝keq\f(I0,b)，即沿y軸放置的導(dǎo)線中電流的大小I＝eq\f(a,b)I0，故A正確。7．(2021·全國甲卷)兩足夠長直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，EO與O′Q在一條直線上，PO′與OF在一條直線上，兩導(dǎo)線相互絕緣，通有相等的電流I，電流方向如圖所示。若一根無限長直導(dǎo)線通過電流I時(shí)，所產(chǎn)生的磁場在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、N兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為()A．B、0 B．0、2BC．2B、2B D．B、B解析：選B豎直方向的兩段導(dǎo)線中電流相等，且在同一直線上，可把EO與O′Q等效成一根無限長直導(dǎo)線，同理PO′與OF等效成一根無限長直導(dǎo)線。根據(jù)安培定則可知，兩根無限長直導(dǎo)線在M處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反，疊加后磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0；豎直方向的導(dǎo)線和水平方向的導(dǎo)線在N處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相同，疊加后磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，B正確。8.四根相互平行的通電長直導(dǎo)線a、b、c、d電流均為I，如圖所示放在正方形的四個頂點(diǎn)上，每根通電直導(dǎo)線單獨(dú)存在時(shí)，四邊形中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都是B，則四根通電導(dǎo)線同時(shí)存在時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)?)A．2eq\r(2)B，方向向左 B．2eq\r(2)B，方向向下C．2eq\r(2)B，方向向右 D．2eq\r(2)B，方向向上解析：選A根據(jù)安培定則判斷得知：四根