物理教科版選修1-1學(xué)案第二章電流與磁場優(yōu)化總結(jié)Word版含答案

本章優(yōu)化總結(jié)[學(xué)生用書P24]eq\a\vs4\al(電流與磁場)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(電流的,磁效應(yīng))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(安培定則\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(直線電流的磁場,環(huán)形電流的磁場,通電螺線管的磁場)),奧斯特發(fā)現(xiàn)的重大意義)),磁場的描述\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(磁感應(yīng)強(qiáng)度,磁感線——磁通量)),\a\vs4\al(磁場對(duì)通電導(dǎo)線的,作用力（安培力）)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(方向\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(判定方法：左手定則,推論：安培力總垂直于B,和I所決定的平面)),大小\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(F＝BIL適用于B⊥L的,情況.當(dāng)B∥L時(shí)，F(xiàn)＝0)))),\a\vs4\al(磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的,作用力（洛倫茲力）)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(方向\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(判定方法：左手定則,推論：洛倫茲力總垂直于,B、v決定的平面)),大小\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(B⊥v垂直：F＝qvB,B∥v平行：F＝0)),應(yīng)用：顯像管)),\a\vs4\al(電磁感應(yīng)定,律及其應(yīng)用)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(電磁感應(yīng)現(xiàn)象\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))),法拉第電磁感應(yīng)定律\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(內(nèi)容,表達(dá)式：E＝\f(ΔΦ,Δt))),應(yīng)用：發(fā)電機(jī)))))通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)分析[學(xué)生用書P24]1．電流元分析法：把整段電流等效為多段直線電流元，先用左手定則判斷每小段電流元所受的安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力方向，最后確定運(yùn)動(dòng)的方向．2．等效分析法：環(huán)形電流可等效為小磁針，條形磁鐵可等效為環(huán)形電流，通電螺線管可等效為多個(gè)環(huán)形電流或小磁針．3．特殊位置分析法：把通電導(dǎo)體轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后判斷其安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向．4．轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法：因?yàn)殡娏髦g、電流與磁體之間的相互作用滿足牛頓第三定律，這樣分析磁體在電流磁場作用下如何運(yùn)動(dòng)的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后用牛頓第三定律，再確定磁體所受電流作用力，從而確定磁體所受合力及其運(yùn)動(dòng)方向．如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近．磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面．線圈內(nèi)通入如圖所示方向的電流后，線圈如何運(yùn)動(dòng)?[解析]法一：可以把圓形線圈分成很多小段．每段可以看做一段直線電流．取其中的上下兩小段分析，其截面圖和受安培力的情況如圖所示．根據(jù)其中心對(duì)稱性可知：線圈所受安培力的合力水平向左．故線圈向磁鐵運(yùn)動(dòng)．法二：題圖中環(huán)形電流可等效為一個(gè)小磁針，如圖甲所示，所以磁鐵和線圈相互吸引，線圈將向磁鐵運(yùn)動(dòng)．還可以將圖中的條形磁鐵等效為環(huán)形電流，根據(jù)安培定則，其等效電流方向如圖乙所示，由同向平行電流相互吸引可知．磁鐵和線圈相互吸引，線圈將向磁鐵運(yùn)動(dòng)．[答案]向左運(yùn)動(dòng)磁場與力學(xué)知識(shí)的綜合[學(xué)生用書P25]磁場問題的綜合性題目往往是與力學(xué)知識(shí)的綜合．磁、力綜合題與純力學(xué)題相比，物體只是多受到一個(gè)安培力或洛倫茲力的作用，解決問題的思維程序和方法與力學(xué)中相同．正確解決問題的前提仍是進(jìn)行受力分析、運(yùn)動(dòng)分析，在此基礎(chǔ)上再選用力學(xué)知識(shí)、規(guī)律作出判斷，或列出方程求解．(1)磁場中的許多題目是空間問題，所以要選擇合適的剖面畫出平面受力圖．(2)洛倫茲力的大小、方向與運(yùn)動(dòng)速度v有關(guān)，反過來洛倫茲力又影響運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此要用動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)分析受力和運(yùn)動(dòng)．一根均勻的金屬棒用極輕的兩根導(dǎo)線從兩頭水平吊起，如圖所示，勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.金屬棒上通有電流I以后，它以兩懸線的連線為軸向上偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，則以下說法中正確的是()A．若電流I值減小一半，偏轉(zhuǎn)角度也減小一半B．若磁場B值、電流I值均不改變，只改變電流的方向時(shí)，角大小不變，但棒向另一側(cè)偏轉(zhuǎn)C．只要電流I值、磁場B值充分大，棒懸線的偏轉(zhuǎn)角能達(dá)到90°D．棒懸線偏轉(zhuǎn)角θ與棒的長度有關(guān)[解析]由題圖可知，導(dǎo)體棒受到水平方向的安培力、豎直向下的重力、沿繩收縮方向的彈力，根據(jù)平衡條件可得，BIL＝m0Lgtanθ(m0為單位長度的質(zhì)量)，解得tanθ＝m0g/BI，則棒懸線偏轉(zhuǎn)角θ與棒的長度無關(guān)，θ不可能為90°，電流I值減小一半，偏轉(zhuǎn)角度θ不會(huì)減小一半，故A、C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤；若磁場B值、電流I值均不改變，只改變電流的方向時(shí)，根據(jù)tanθ＝mg/BI可知，θ角大小不變；但導(dǎo)體棒受到水平方向的安培力方向?qū)⒎聪颍瑒t導(dǎo)體棒向另一側(cè)偏轉(zhuǎn)，故B選項(xiàng)正確．[答案]Beq\a\vs4\al()解決此問題的思路是受力分析，利用力的平衡求解．與原來求解平衡問題相比，物體多受了一個(gè)安培力，正確判斷安培力的方向是關(guān)鍵．電磁感應(yīng)現(xiàn)象[學(xué)生用書P25]1．只要閉合回路中磁通量發(fā)生變化，在回路中就會(huì)有感應(yīng)電流，當(dāng)回路不閉合時(shí)，則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，沒有感應(yīng)電流．2．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比，寫成公式E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，而與磁通量Φ，磁通量的變化量ΔΦ沒有必然聯(lián)系．3．E＝eq\f(ΔΦ,Δt)求的是一段時(shí)間內(nèi)閉合回路產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的平均值，要計(jì)算瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)則只能用導(dǎo)體棒切割磁感線時(shí)的E＝BLv(此公式不要求計(jì)算)．如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)與磁場垂直放置的單匝矩形線圈，面積為S，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在它繞軸線從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，所用時(shí)間為t，求這段時(shí)間內(nèi)矩形線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。甗解析]起始狀態(tài)的磁通