2018-2019高中物理 第2章 打開電磁聯(lián)系的大門章末分層突破學(xué)案 滬科版選修1-1

第2章 打開電磁聯(lián)系的大門章末分層突破自我校對直線環(huán)形安培相交中斷閉合有效左BIl0左_一、磁感線與安培定則1對磁感線的理解要點(diǎn)(1)磁感線是假想的，用來對磁場進(jìn)行直觀描述的曲線它并不是客觀存在的(2)磁感線是封閉曲線在磁體的外部由N極到S極在磁體的內(nèi)部由S極到N極(3)磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱某點(diǎn)附近磁感線較密，表示該點(diǎn)的磁場較強(qiáng)，反之較弱(4)磁感線的切線方向(曲線上某點(diǎn)的切線方向)表示該點(diǎn)的磁場方向亦即靜止的小磁針的N極在該點(diǎn)所指的方向任何兩條磁感線不會相交(5)磁感線不是帶電粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡2安培定則：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”的關(guān)系，在判定直線電流的磁場方向時，大拇指指“原因”電流方向，四指指“結(jié)果”磁感線繞向；在判定環(huán)形電流磁場方向時，四指指“原因”電流繞向，大拇指指“結(jié)果”環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向如圖2­1所示，環(huán)中電流方向由左向右，且I1I2，則圓環(huán)中心O處的磁場是()圖2­1A最大，穿出紙面B最大，垂直穿入紙面C為零D無法確定【解析】根據(jù)安培定則，上半圓環(huán)中電流I1在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生磁場垂直紙面向里；下半圓環(huán)中電流I2在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外；由于O對于I1和I2對稱(距離相等)，故I1和I2在O處產(chǎn)生的磁場大小相等、方向相反，在O處相互抵消【答案】C1為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的在下列四個圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是()【解析】根據(jù)地磁場的分布情況可知，地球的地理北極在地磁場的南極附近，地球的地理南極在地磁場的北極附近，根據(jù)安培定則可判斷出環(huán)形電流的方向B正確【答案】B二、磁通量1磁通量是針對一個面而言的，與線圈匝數(shù)無關(guān)2磁通量表示穿過某一面積的磁感線條數(shù)對于勻強(qiáng)磁場BS，其中S是垂直于磁場方向上的面積，若平面不與磁場方向垂直，則要求出它在垂直于磁場方向上的投影面積，然后用上式計(jì)算3磁通量是標(biāo)量，其正負(fù)不表示大小，只表示與規(guī)定正方向相同或相反若磁感線沿相反方向通過同一平面，且正向磁感線條數(shù)為1，反向磁感線條數(shù)為2，則磁通量等于穿過該平面的磁感線的凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和)，即12.4磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)，穿過某一面積磁感線的條數(shù)越多，磁通量就越大；反之就越小判斷磁通量的變化，一般是根據(jù)穿過某一面積的磁感線的多少去判斷的如圖2­2所示，一夾角為45°的三角形，以水平向右、大小為1 m/s的速度進(jìn)入一個勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.1 T，求4 s后通過三角形的磁通量(設(shè)三角形足夠大) 【導(dǎo)學(xué)號：17592033】圖2­2【解析】計(jì)算磁通量時磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)乘以有磁場通過的有效面積S(v·t)2.所以B·(vt)20.1××12×42 Wb0.8 Wb.【答案】0.8 Wb2.磁通量可以形象地理解為“穿過一個閉合電路的磁感線的條數(shù)”在圖2­3所示磁場中，S1、S2、S3為三個面積相同的相互平行的線圈，穿過S1、S2、S3的磁通量分別為1、2、3且都不為0.下列判斷正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：17592034】圖2­3A1最大B2最大C3最大 D1，2，3相等【解析】磁通量表示穿過一個閉合電路的磁感線的多少，從題圖中可看出穿過S1的磁感線條數(shù)最多，穿過S3的磁感線條數(shù)最少，故A正確【答案】A三、安培力作用下的平衡問題1解決通電導(dǎo)體在磁場中受重力、彈力、摩擦力、安培力等力的作用下的平衡問題，關(guān)鍵是受力分析2由于安培力F的方向、電流I的方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向三者之間涉及三維空間，所以在分析和計(jì)算安培力的大小時，要善于把立體圖形改畫成平面圖形，以便受力分析3畫好輔助圖(如斜面)，標(biāo)明輔助方向(如B的方向、I的方向等)也是畫好受力分析圖的關(guān)鍵(多選)質(zhì)量為m的通電導(dǎo)體棒ab置于傾角為的金屬導(dǎo)軌上，如圖2­4所示已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，在下列各圖所加各種磁場中，導(dǎo)體均靜止，則導(dǎo)體與導(dǎo)軌間摩擦力為零的可能情況是()圖2­4ABCD【解析】要使靜摩擦力為零，如果FN0，必有f0.B選項(xiàng)中安培力的方向豎直向上與重力的方向相反，可能使FN0，B項(xiàng)是正確的；如果FN0，則導(dǎo)體棒除受靜摩擦力f以外的其他力的合力只要為零，那么f0.在A選項(xiàng)中，導(dǎo)體棒所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力合力可能為零，則導(dǎo)體棒所受靜摩擦力可能為零；C、D選項(xiàng)中，從導(dǎo)體棒所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力的方向分析，合力不可能為零，所以導(dǎo)體所受靜摩擦力不可能為零故正確的選項(xiàng)應(yīng)為A、B項(xiàng)【答案】AB【遷移應(yīng)用】3電流天平的原理圖如圖2­5所示，矩形線圈abcd的bc邊懸在勻強(qiáng)磁場中當(dāng)給矩形線圈通入如圖所示的電流I時，調(diào)節(jié)兩盤中的砝碼，使天平平衡然后使電流I反向，這時要在天平的左盤上加質(zhì)量為m的砝碼，才能使天平重新平衡則此時磁場對bc邊作用力的大小為() 【導(dǎo)學(xué)號：17592035】2­5A.mgB.mgC.mg D.mg【解析】初狀態(tài)天平平衡時，由左手定則可知，在磁場中的導(dǎo)線bc受到的安培力方向豎直向上，大小設(shè)為F，左、右兩盤的砝碼質(zhì)量分別設(shè)為m1和m2.由平衡條件得：m1gm2gF.電流I反向后，導(dǎo)線bc受到的安培力方向豎直向下，大小仍為F，這時要在天平的左盤上加質(zhì)量為m的砝碼，才能使天平重新平衡由平衡條件得：m1gmgm2gF.以上兩式相減可得：mg2F，所以F.【答案】C6