高中物理魯科版1第五章磁場(chǎng) 2023版第5章章末分層突破

章末分層突破[自我校對(duì)]①安培定則②N③S④S⑤N⑥磁場(chǎng)⑦疏密程度⑧方向⑨單位⑩N?正負(fù)?BS?eq\f(Φ,S)____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________eq\x(安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)的疊加)1．安培定則描述了電流方向與磁場(chǎng)方向之間的關(guān)系，應(yīng)用它可以判斷直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管周圍磁感線的分布及方向，在應(yīng)用時(shí)，應(yīng)注意分清“因”和“果”：(1)直線電流的磁場(chǎng)：拇指指向“原因”即電流方向；四指指向“結(jié)果”即磁感線的環(huán)繞方向．(2)環(huán)形電流的磁場(chǎng)：四指指向“原因”即電流方向；拇指指向“結(jié)果”即中心軸線的磁感線方向．(3)通電螺線管的磁場(chǎng)：四指指向“原因”即電流方向；拇指指向“結(jié)果”即螺線管內(nèi)部沿中心軸線的磁感線方向，亦即指向螺線管的N極．2．一個(gè)其他形狀的電流(如矩形、三角形等)的磁場(chǎng)，從整體效果上可等效為環(huán)形電流的磁場(chǎng)，采用安培定則判定．也可以分成幾段直線電流判定，然后利用磁場(chǎng)疊加思想處理．3．磁場(chǎng)的疊加：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，合成時(shí)遵從平行四邊形定則．如圖5-1所示，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)，且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；b點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直．磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是()圖5-1A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn)C．c點(diǎn) D．d點(diǎn)【解析】由安培定則畫出a、b、c、d的磁感線的分布圖，由圖可知電流I1、I2在a、c兩點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相反，這兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零，又I1>I2，故磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)距I1的距離應(yīng)比I2大，故C正確，A、B、D均錯(cuò)誤．【答案】Ceq\x(對(duì)磁通量的理解)1.磁通量是指穿過某一面積的磁感線的條數(shù)．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，有一面積為S的面，S與磁場(chǎng)之間的夾角為α，S與垂直于磁場(chǎng)方向之間的夾角為θ，如圖5-2所示，則其磁通量為Φ＝BS⊥＝BScosθ＝BSsinα，當(dāng)θ＝0°(α＝90°)時(shí)，Φ最大，為BS，當(dāng)θ＝90°(α＝0°)時(shí)，Φ最小，為零．圖5-22．磁通量是標(biāo)量，但磁通量可以有正、負(fù)，因?yàn)閷?duì)一個(gè)面來說，磁感線可以從兩個(gè)方向穿過該面，如圖5-3中(甲)、(乙)所示，如果將從左穿入該面的磁通量規(guī)定為正，則從右邊穿入該面的磁通量就為負(fù)；反過來也一樣，如果穿過某個(gè)面有方向相反的磁場(chǎng)，那么實(shí)際磁通量應(yīng)為合磁通量，即正、負(fù)磁通量的代數(shù)和，也可以理解為兩方向上穿過平面的磁感線條數(shù)之差．圖5-3如圖5-4所示，平面的面積S＝0.6m2，它與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的夾角α＝30°，若該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T，求：圖5-4(1)通過S的磁通量Φ1；(2)若線圈再順時(shí)針轉(zhuǎn)過120°時(shí)，求磁通量Φ2；(3)求這個(gè)過程中磁通量的變化量ΔΦ.【解析】(1)如圖位置通過線圈的磁通量為Φ1＝BSsinα＝××eq\f(1,2)Wb＝Wb.(2)再轉(zhuǎn)過120°，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，只不過磁感線穿過線圈的方向改變了．Φ2＝－BS＝－×Wb＝－Wb.(3)轉(zhuǎn)過120°過程磁通量變化為ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|(－－|Wb＝Wb.【答案】(1)Wb(2)－Wb(3)Wbeq\x(1對(duì)磁通量的計(jì)算式，只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)，對(duì)非勻強(qiáng)磁場(chǎng)不能直接用Φ＝BS計(jì)算.,2由于磁感線是閉合曲線，因此穿過任何一個(gè)閉合曲面的磁通量均為零.,3穿過線圈的磁通量與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和線圈橫截面的大小有關(guān)，與線圈的匝數(shù)無關(guān).)1．中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也．”進(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場(chǎng)的磁感線分布示意如圖5-5.結(jié)合上述材料，下列說法不正確的是()圖5-5A．地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合B．地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁南極在地理北極附近C．地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行D．地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用【解析】由“常微偏東，不全南也”和題圖知，地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合，由題圖可看出地磁的南極在地理北極附近，地球是一個(gè)巨大的磁體，因此地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，故選項(xiàng)A、B的說法正確．從題圖中磁感線的分布可以看出，在地球表面某些位置(如南極、北極附近)磁感線不與地面平行，故選項(xiàng)C的說法不正確．宇宙射線粒子帶有電荷，在射向地球赤道時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向與地磁場(chǎng)方向不平行，因此會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用，故選項(xiàng)D的說法正確．【答案】C2．(多選)指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一．關(guān)于指南針，下列說法正確的是()A．指南針可以僅具有一個(gè)磁極B．指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場(chǎng)C．指南針的指向會(huì)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(dǎo)線，導(dǎo)線通電時(shí)指南針不偏轉(zhuǎn)【解析】指南針是一個(gè)小磁體，具有N、S兩個(gè)磁極，因?yàn)榈卮艌?chǎng)的作用，指南針的N極指向地理的北極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確．因?yàn)橹改厢槺旧硎且粋€(gè)小磁體，所以會(huì)對(duì)附近的鐵塊產(chǎn)生力的作用，同時(shí)指南針也會(huì)受到反作用力，所以會(huì)受鐵塊干擾，選項(xiàng)C正確．在地磁場(chǎng)中，指南針南北指向，當(dāng)直導(dǎo)線在指南針正上方平行于指南針南北放置時(shí)，通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)在指南針處是東西方向，所以會(huì)使指南針偏轉(zhuǎn)．正確選項(xiàng)為B、C.【答案】BC3．(多選)如圖5-6所示，兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定電流，a、b、c是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三點(diǎn)，左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為eq\f(l,2)、l和3l.關(guān)于這三點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列判斷正確的是()圖5-6A．a(chǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大B．b、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等C．a(chǎn)、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同D．b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零【解析】根據(jù)通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)，利用右手螺旋定則，可知b處場(chǎng)強(qiáng)為零，再由兩導(dǎo)線與三點(diǎn)的位置關(guān)系知a、c兩處的場(chǎng)強(qiáng)疊加都是同向疊加但方向相反，選項(xiàng)A、D正確．【答案】AD4．如圖5-7所示，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，1和2為垂直磁場(chǎng)方向放置的兩個(gè)圓環(huán)，分別用Φ1和Φ2表示穿過兩環(huán)的磁通量，則有()圖5-7A．Φ1＞Φ2 B．Φ1＝Φ2C．Φ1＜Φ2 D．無法判斷