《高考備考指南 理科綜合 物理》課件-第9章 第1講

磁場(chǎng)第九章考點(diǎn)內(nèi)容要求新課標(biāo)卷真題考綱解讀磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線Ⅰ2015Ⅱ卷18題1.磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線、安培力、洛倫茲力的理解及安培定則和左手定則的運(yùn)用，一般以選擇題的形式出現(xiàn)．2．安培力的大小計(jì)算以及帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的分析與計(jì)算，一般以計(jì)算題的形式出現(xiàn)．3．帶電粒子在獨(dú)立場(chǎng)、混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題仍是本章考查的重點(diǎn)內(nèi)容，極易成為試卷的壓軸題．通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向Ⅰ安培力、安培力的方向Ⅰ勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力Ⅱ2016Ⅰ卷24題，Ⅱ卷18題2015Ⅰ卷24題2014Ⅰ卷15題洛倫茲力、洛倫茲力的方向Ⅰ洛倫茲力的公式Ⅱ帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ2016Ⅲ卷18、25題2015Ⅰ卷14題2014Ⅰ卷16題，Ⅱ卷20題質(zhì)譜儀和回旋加速器Ⅰ2016Ⅰ卷15題第1講磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用欄目導(dǎo)航01知識(shí)梳理回顧03隨堂限時(shí)集訓(xùn)02考點(diǎn)各個(gè)擊破04配套訓(xùn)練知識(shí)梳理回顧1一、磁場(chǎng)的產(chǎn)生及基本性質(zhì)1．磁場(chǎng)的產(chǎn)生磁場(chǎng)是一種物質(zhì)，產(chǎn)生于磁體和電流周圍．2．磁場(chǎng)的基本性質(zhì)磁場(chǎng)對(duì)放入其中的______和______有磁場(chǎng)力的作用(對(duì)磁極一定有力的作用；對(duì)電流只是可能有力的作用，當(dāng)電流和磁感線________時(shí)不受磁場(chǎng)力作用)．3．磁場(chǎng)的方向規(guī)定：小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí)______極所指的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向或者說(shuō)是小磁針在磁場(chǎng)中______極的受力方向．磁極電流平行N

N

強(qiáng)弱和方向北極特斯拉特T

垂直S

1T·m2

夯基題組1．(2017年西安模擬)下列關(guān)于磁場(chǎng)的說(shuō)法正確的是(

)A．磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是客觀存在的特殊物質(zhì)B．磁場(chǎng)是為了解釋磁極間相互作用而人為規(guī)定的C．磁體與磁體之間是直接發(fā)生作用的D．磁場(chǎng)只能由磁體產(chǎn)生，電流不能產(chǎn)生磁場(chǎng)【答案】A【解析】磁場(chǎng)和電場(chǎng)，看不見(jiàn)摸不著，但是實(shí)際存在的一種物質(zhì)，故A正確，B錯(cuò)誤．磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生磁力作用，磁體與磁體之間是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生作用的．故C錯(cuò)誤．磁體能產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)，故D錯(cuò)誤．二、磁感線、通電導(dǎo)體周圍的磁場(chǎng)分布1．磁感線(1)磁感線是用來(lái)形象描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)的__________和________的曲線，是________的物理模型．磁感線上每一點(diǎn)的____________就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，也就是在該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)N極的指向．磁感線的________表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．(2)磁感線是________曲線(和靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不同)．(3)電流磁場(chǎng)的磁感線繞向可由___________判定，它也叫做______________．磁場(chǎng)方向強(qiáng)弱假想切線方向疏密封閉安培定則右手螺旋定則2．要熟記常見(jiàn)的幾種磁場(chǎng)的磁感線，如圖所示．南極北極4．磁感線和電場(chǎng)線的比較磁感線和電場(chǎng)線的疏密都能形象地表示相應(yīng)場(chǎng)的強(qiáng)弱，但應(yīng)注意：(1)只有在同一個(gè)圖中才能根據(jù)磁感線或電場(chǎng)線的疏密判定各處相應(yīng)場(chǎng)的強(qiáng)弱．(2)沒(méi)有畫(huà)出磁感線或電場(chǎng)線的地方并不表示那里沒(méi)有磁場(chǎng)或電場(chǎng)存在.比較磁感線電場(chǎng)線不同點(diǎn)閉合曲線，外部從N→S，內(nèi)部從S→N起始于正電荷，終止于負(fù)電荷相似點(diǎn)引入目的都是為了形象描述場(chǎng)而引入的假想線，實(shí)際不存在疏密都能定性描述場(chǎng)的強(qiáng)弱切線方向都是表示該點(diǎn)場(chǎng)的方向是否相交不能相交(電場(chǎng)中無(wú)電荷空間不相交)夯基題組2．(2016年上海卷)如圖，一束電子流沿z軸正向運(yùn)動(dòng)，則在圖中y軸上A點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是(

)A．＋x方向 B．－x方向C．＋y方向 D．－y方向【答案】A【解析】電子流沿z軸正方向運(yùn)動(dòng)，則電流是沿z軸負(fù)方向．根據(jù)右手螺旋定則可知，電子流在A點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向?yàn)閤軸正方向，所以A正確，B、C、D錯(cuò)誤．三、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用1．定義通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的作用力．2．安培力的大小(1)磁場(chǎng)和電流垂直時(shí)：F＝________.(2)磁場(chǎng)和電流平行時(shí)：F＝0.3．安培力的方向(1)用左手定則判定：伸開(kāi)左手，使大拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向__________，這時(shí)大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受__________________．(2)安培力的方向特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于________決定的平面．ILB電流方向安培力的方向B與I夯基題組3．(2017年馬鞍山模擬)如圖所示，如果在電子射線管上方平行于管軸放置一根載流導(dǎo)線，電子以恒定的速率從左端進(jìn)入射線管，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．當(dāng)電流方向如圖所示時(shí)，電子沿直線向右運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)電流方向如圖所示時(shí)，電子射線將向上偏轉(zhuǎn)C．當(dāng)電流方向與圖示方向相反時(shí)，電子射線將向上偏轉(zhuǎn)D．當(dāng)電流方向與圖示方向相反時(shí)，電子射線將向下偏轉(zhuǎn)【答案】C【解析】電流方向如圖所示時(shí)，由安培定則可知，磁場(chǎng)垂直于紙面向里．由左手定則可知，電子受到的洛倫茲力方向向下，電子射線將向下偏轉(zhuǎn)．故A、B錯(cuò)誤．當(dāng)電流方向與圖示方向相反時(shí)，由安培定則可知，電流磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外．由左手定則可知，電子受到的洛倫茲力方向向上，電子射線將向上偏轉(zhuǎn)．故C正確，D錯(cuò)誤．考點(diǎn)各個(gè)擊破21．磁體的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣，都是由電荷運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，磁場(chǎng)與電流方向的關(guān)系遵從安培定則．2．磁場(chǎng)可以用磁感線形象地描述．磁感線是閉合的曲線，在磁體外部從N極指向S極，在磁體內(nèi)部從S極指向N極．磁感線不能相交，也不能相切．3．若某個(gè)區(qū)域里磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等、方向處處相同，那么該區(qū)域的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感線是平行、等距的直線．考點(diǎn)1對(duì)磁場(chǎng)、磁感線的理解例1

(多選)(2017年南京期末)如圖所示，一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過(guò)小磁針上方時(shí)，小磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)．這一束帶電粒子可能是(

)A．向左飛行的正離子束 B．向右飛行的正離子束C．向右飛行的負(fù)離子束 D．向左飛行的負(fù)離子束解析：向左飛行的正離子形成的電流方向向左．根據(jù)安培定則可知，離子在下方產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向外，則N極轉(zhuǎn)向外，S極轉(zhuǎn)向里；向右飛行的負(fù)離子形成的電流方向向左，根據(jù)安培定則可知，離子在下方產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向外，則N極轉(zhuǎn)向外，S極轉(zhuǎn)向里．故A、C正確，B、D錯(cuò)誤．答案：AC【答案】C【解析】地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合有一定的夾角，即為磁偏角，故A正確．磁場(chǎng)是閉合的曲線，地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁南極在地理北極附近，故B正確．磁場(chǎng)是閉合的曲線，地球磁場(chǎng)從南極附近發(fā)出，從北極附近進(jìn)入地球，組成閉合曲線，不是地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行，故C錯(cuò)誤．地磁場(chǎng)與射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子速度方向并不平行，所以對(duì)帶電宇宙射線粒子有力的作用，故D正確．故選C．考點(diǎn)2對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解及其應(yīng)用答案：C【答案】ABC磁場(chǎng)的疊加：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，計(jì)算時(shí)與力的計(jì)算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進(jìn)行合成與分解．解決此類問(wèn)題應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)根據(jù)安培定則確定通電導(dǎo)線周圍磁感線的方向．(2)磁場(chǎng)中每一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁感線的切線方向．(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，多個(gè)通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加時(shí)，合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各場(chǎng)源單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和．1．安培力的方向特點(diǎn)(1)與電場(chǎng)力比較．磁場(chǎng)和電場(chǎng)有很多相似之處，但是安培力比庫(kù)侖力復(fù)雜得多．點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中受力的方向和電場(chǎng)方向不是相同就是相反；而電流在磁場(chǎng)中受力的方向與磁場(chǎng)的方向不在同一條直線上，且不在同一個(gè)平面內(nèi)，安培力的方向與磁場(chǎng)方向和電流方向決定的平面垂直．考點(diǎn)3磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力——安培力(2)方向的確定．①通電導(dǎo)線I放在磁場(chǎng)B之中是安培力F產(chǎn)生的原因，所以F的方向由I、B決定．②安培力F的方向總與磁場(chǎng)B的方向和通電導(dǎo)線電流I的方向所決定的平面垂直，但磁場(chǎng)B的方向與電流I的方向不一定垂直，可以成任意夾角．③由磁場(chǎng)B的方向和電流I的方向確定安培力F的方向是唯一的，但由F和B(或I)的方向確定I(或B)的方向不唯一．(2)安培力做功的實(shí)質(zhì)：能量的傳遞．①安培力做正功是將電源的能量傳遞給通電導(dǎo)線或轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的動(dòng)能或轉(zhuǎn)化為其他形式的能．②安培力做負(fù)功是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，然后儲(chǔ)存或再轉(zhuǎn)化為其他形式的能．例3

(2017年泰州一模)如圖所示，在載流直導(dǎo)線近旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B，導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi)．在導(dǎo)軌上有兩可自由滑動(dòng)的導(dǎo)體ab和cd.當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增強(qiáng)時(shí)，導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動(dòng)情況是(

)A．一起向左運(yùn)動(dòng) B．一起向右運(yùn)動(dòng)C．a(chǎn)b和cd相向運(yùn)動(dòng)，相互靠近 D．a(chǎn)b和cd相背運(yùn)動(dòng)，相互遠(yuǎn)離解析：根據(jù)右手螺旋定則知，直線電流下方的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．電流增強(qiáng)時(shí)，磁場(chǎng)增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律得，回路中的感應(yīng)電流流向?yàn)閍bdc.根據(jù)左手定則知，ab所受安培力方向向右，cd所受安培力向左，即ab和cd相向運(yùn)動(dòng)，相互靠近，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C練3

(2017年寧波模擬)老師在課堂上做了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：裝置如圖所示，在容器的中心放一個(gè)圓柱形電極B，沿容器邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極A，把A和B分別與電源的兩極相連．然后在容器內(nèi)放入液體，將該容器放在磁場(chǎng)中，液體就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)．王同學(xué)課后重復(fù)老師的實(shí)驗(yàn)步驟，但液體并沒(méi)有旋轉(zhuǎn)起來(lái)．造成這種現(xiàn)象的原因可能是該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中(

)A．將磁鐵的磁極倒置了B．將直流電源的正負(fù)極接反了C．使用的液體為能導(dǎo)電的飽和食鹽溶液D．使用的電源為50Hz的低壓交流電源【答案】D【解析】老師將該容器放在磁場(chǎng)中，能使液體旋轉(zhuǎn)起來(lái)，是因?yàn)槭艿桨才嗔ψ饔?，因此要?qiáng)調(diào)溶液能導(dǎo)電，且電流方向確定，并且要有磁場(chǎng)．與磁鐵的磁極是否接反、直流電源正負(fù)是否接反，都沒(méi)有關(guān)系．而該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)液體不能旋轉(zhuǎn)可能是因?yàn)槠涫褂昧私涣麟娫矗允荄選項(xiàng)．1．判斷安培力作用下物體的運(yùn)動(dòng)方向的常用方法考點(diǎn)4安培力作用下物體運(yùn)動(dòng)方向的判斷電流元法即把整段電流等效為很多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向特殊位置法把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置(如轉(zhuǎn)過(guò)90°)后再判斷所受安培力的方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向等效分析法環(huán)形電流可以等效為條形磁鐵，條形磁鐵也可以等效為環(huán)形電流．通電螺線管可以等效為很多環(huán)形電流來(lái)考慮推論分析法(1)兩電流相互平行時(shí)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，方向相同時(shí)相互吸引，方向相反時(shí)相互排斥(2)兩電流不平行時(shí)有轉(zhuǎn)動(dòng)到平行且方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法電流之間、電流與磁體之間的相互作用滿足牛頓第三定律，因此定性分析磁體在力的作用下如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí)，可先分析電流在磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律確定磁體所受的作用力，從而確定磁體所受的合力及運(yùn)動(dòng)方向解析：甲圖中ab在電子運(yùn)動(dòng)的方向上產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向都向下，與電子運(yùn)動(dòng)的方向相同，所以電子不受洛倫茲力的作用，將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．乙圖中，cd的連線上，O點(diǎn)上方的電場(chǎng)方向向上，O點(diǎn)下方的電場(chǎng)方向向下，電子在O點(diǎn)上方受到的電場(chǎng)力方向向下，在O點(diǎn)的下方受到的電場(chǎng)力的方向向上，所以電子先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，將在某一范圍內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故B正確．乙圖中cd的連線上，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是0，O點(diǎn)上方的電場(chǎng)方向向上，O點(diǎn)下方的電場(chǎng)的方向向下，從O點(diǎn)向兩邊電場(chǎng)強(qiáng)度的電場(chǎng)先增大，后減?。砸覉D中的電子在向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度不一定在減小，故C錯(cuò)誤．乙圖中cd的連線上，O點(diǎn)上方的電場(chǎng)方向向上，O點(diǎn)下方的電場(chǎng)方向向下，所以O(shè)點(diǎn)的電勢(shì)最高．電子帶負(fù)電，乙圖中的電子在O點(diǎn)動(dòng)能最大，電勢(shì)能最小，故D錯(cuò)誤．答案：B【答案】D【解析