高考物理總復(fù)習(xí) 第8章 1講 磁場及其描述課件 新人教版

考綱點(diǎn)擊考綱點(diǎn)擊考情預(yù)測(cè)考情預(yù)測(cè)1.磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線()2.通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向磁場的方向()3.安培力、安培力的方向安培力、安培力的方向()4.勻強(qiáng)磁場中的安培力勻強(qiáng)磁場中的安培力()5.洛倫茲力、洛倫茲力的方向洛倫茲力、洛倫茲力的方向()6.洛倫茲力公式洛倫茲力公式()7.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)動(dòng)()8.質(zhì)譜儀和回旋加速器質(zhì)譜儀和回旋加速器()從近幾年的高考試題來看，高考對(duì)磁場知從近幾年的高考試題來看，高考對(duì)磁場知識(shí)的考查頻率很高，出題往往側(cè)重于帶電粒子識(shí)的考查頻率很高，出題往往側(cè)重于帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在復(fù)合場中的在磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)等問題，其中復(fù)合場問題的綜合性較強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)等問題，其中復(fù)合場問題的綜合性較強(qiáng)，覆蓋考點(diǎn)較多，是現(xiàn)今理綜試卷的一個(gè)命題熱覆蓋考點(diǎn)較多，是現(xiàn)今理綜試卷的一個(gè)命題熱點(diǎn)預(yù)計(jì)在點(diǎn)預(yù)計(jì)在2013年的考查中，本章知識(shí)仍會(huì)在年的考查中，本章知識(shí)仍會(huì)在大型綜合題中出現(xiàn)，并且命題背景將會(huì)更加新大型綜合題中出現(xiàn)，并且命題背景將會(huì)更加新穎、前沿，注重實(shí)際應(yīng)用，如質(zhì)譜儀、回旋加穎、前沿，注重實(shí)際應(yīng)用，如質(zhì)譜儀、回旋加速器、霍爾元件、磁流體發(fā)電機(jī)、速度選擇速器、霍爾元件、磁流體發(fā)電機(jī)、速度選擇題、磁電式電流表等都能成為命題的背景在題、磁電式電流表等都能成為命題的背景在考查相關(guān)知識(shí)綜合應(yīng)用的同時(shí)，也會(huì)以選擇題考查相關(guān)知識(shí)綜合應(yīng)用的同時(shí)，也會(huì)以選擇題形式加強(qiáng)對(duì)本章基本知識(shí)、基本方法的考查，形式加強(qiáng)對(duì)本章基本知識(shí)、基本方法的考查，如磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義、磁感線、地磁場等等如磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義、磁感線、地磁場等等.第一講磁場及其描述1了解磁體的磁場、電流的磁場和地磁場2理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念、定義式，掌握安培定則，熟悉幾種常見磁場的磁感線分布3知道磁通量，并會(huì)計(jì)算一、磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度1磁場(1)基本特性：磁場對(duì)處于其中的 、 和 電荷有磁場力的作用(2)方向：小磁針的N極所受磁場力的方向磁體磁體電流電流運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)弱和方向強(qiáng)弱和方向 N 3磁通量(1)概念：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，與磁場方向 的平面面積S和B的乘積(2)公式： .(3)單位：1 Wb .垂直垂直BS1 Tm24磁現(xiàn)象的電本質(zhì)(1)永久磁鐵的磁場是由磁體內(nèi)的 產(chǎn)生的(2)電流的磁場是由形成電流的 產(chǎn)生的(3)磁體與磁體間、電流與電流間、磁體與電流間的相互作用都可歸納為 的相互作用分子電流分子電流運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場強(qiáng)弱的物理量，是指空間某點(diǎn)垂直于磁場方向單位面積的磁通量(也稱磁通密度)；磁通量是指空間某區(qū)域垂直于磁場方向某一面積S的磁感線條數(shù)二、磁感線及幾種常見的磁場1磁感線在磁場中畫一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的 方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致，這樣的曲線就是磁感線2磁感線的特點(diǎn)(1)磁感線是為了形象地研究磁場而人為 的曲線，并不是客觀存在于磁場中的真實(shí)曲線(2)磁感線密的地方磁場 ，磁感線疏的地方磁場 切線切線假設(shè)假設(shè)強(qiáng)強(qiáng)弱弱(3)磁場對(duì)小磁針 極作用力的方向叫做磁場方向，由于磁感線上任何一點(diǎn)的受力方向都跟該點(diǎn)的切線方向一致，所以磁場方向、磁感線方向和小磁針靜止時(shí) 極所指的方向，三者是一致的(4)磁感線不能 ，也不能 (5)磁場中任何一條磁感線都是 曲線NN相交相交相切相切閉合閉合 為了形象地描述磁場引入磁感線，那么沒有畫磁感線的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度就等于零嗎？提示：用磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱，但沒有畫出磁感線的地方并不表示那里沒有磁場存在3幾種常見磁場的磁感線分布(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(如圖所示)(2)幾種電磁周圍的磁場分布直流電流的直流電流的磁場磁場通電螺線管的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場環(huán)形電流的磁場特點(diǎn)特點(diǎn)無磁極、非無磁極、非勻強(qiáng)且距導(dǎo)勻強(qiáng)且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁線越遠(yuǎn)處磁場越弱場越弱與條形磁鐵的磁場與條形磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場，管外為非勻磁場，管外為非勻強(qiáng)磁場強(qiáng)磁場環(huán)形電流的兩側(cè)環(huán)形電流的兩側(cè)是是N極和極和S極且離極且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場越弱磁場越弱磁場是分布在立體空間的，要熟練掌握常見磁場的立體圖和縱、橫面圖的畫法(3)地磁場：地磁場的N極在地球 附近，S極在地球 附近，在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 ，且方向水平 南極南極北極北極大小相等大小相等向北向北3磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式也是其度量式，用來測(cè)量的小段通電導(dǎo)線必須垂直放入磁場，如果小段通電直導(dǎo)線平行放入磁場，所受安培力為零，但不能說該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零4磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，其方向是放入其中的小磁針靜止時(shí)N極的指向，不是磁場中電流所受磁場力的方向5磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場強(qiáng)度E的比較電場強(qiáng)度E是描述電場的力的性質(zhì)的物理量，磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場的力的性質(zhì)的物理量這兩個(gè)物理量比較如下表所示：磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度E方向方向小磁針小磁針N極受力方向極受力方向放入該點(diǎn)正電荷受力方向放入該點(diǎn)正電荷受力方向大小決大小決定因素定因素由磁場決定，與檢驗(yàn)由磁場決定，與檢驗(yàn)電流無關(guān)電流無關(guān)由電場決定，與檢驗(yàn)電荷由電場決定，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)無關(guān)場的疊場的疊加加合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場的磁場的B的矢量和的矢量和合場強(qiáng)等于各個(gè)電場的場合場強(qiáng)等于各個(gè)電場的場強(qiáng)強(qiáng)E的矢量和的矢量和單位單位1 T1 N/(Am)1 V/m1 N/C友情提示：由上表可以看出，磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場強(qiáng)度有很多相似之處，但更應(yīng)注意兩者的區(qū)別：(1)電場強(qiáng)度的方向和電荷受力方向相同或相反，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電流受力方向垂直(2)電荷在電場中一定受電場力，而電流在磁場中不一定受磁場力 關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說法中正確的是A磁場中某點(diǎn)B的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān)B磁場中某點(diǎn)B的方向，跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受磁場力方向一致C在磁場中某點(diǎn)的試探電流元不受磁場力作用時(shí)，該點(diǎn)的B值大小為零D在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大【思維點(diǎn)撥】求解此題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度只取決于磁場本身，與試探電流元無關(guān)(2)磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱，磁場的方向與電流元受力的方向垂直【方法歸納】用比值定義的物理量常常與定義式中的物理量無關(guān)，類似的物理量如：速度、加速度、電阻、電容、電勢(shì)差等二、安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加1安培定則的應(yīng)用在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”.原因原因(電流方向電流方向)結(jié)果結(jié)果(磁場繞向磁場繞向)直線電流的磁場直線電流的磁場大拇指大拇指四指四指環(huán)形電流的磁場環(huán)形電流的磁場四指四指大拇指大拇指2.磁場的疊加磁感應(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)行合成與分解友情提示：兩個(gè)電流附近的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩個(gè)電流分別獨(dú)立存在時(shí)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加而成的. 三根平行的長直通電導(dǎo)線，分別通過一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)且與三角形所在平面垂直，如圖所示現(xiàn)在使每根通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，則下列說法中正確的有【題后總結(jié)】空間中磁場疊加，在某一點(diǎn)的磁感線方向也就是該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向只有一個(gè)，即合磁場方向，應(yīng)用平行四邊形定則來求1.兩根通電的長直導(dǎo)線平行放置，電流分別為I1和I2，電流的方向如圖所示，在與導(dǎo)線垂直的平面上有a、b、c、d四點(diǎn)，其中a、b在導(dǎo)線橫截面連線的延長線上，c、d在導(dǎo)線橫截面連線的垂直平分線上則導(dǎo)體中的電流在這四點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的是()Aa點(diǎn)Bb點(diǎn)Cc點(diǎn) Dd點(diǎn)解析：I1和I2的磁感線方向分別為逆時(shí)針和順時(shí)針方向，那么c、d兩點(diǎn)的磁場方向不可能相反，由c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為零，故C、D錯(cuò)誤當(dāng)I1大于I2時(shí)，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零；當(dāng)I1小于I2時(shí)，a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零，選項(xiàng)A、B正確答案：AB三、對(duì)磁通量的理解1BS的含義BS只適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S垂直的情況當(dāng)S與垂直于B的平面間的夾角為時(shí)，則有BScos ，可理解為B(Scos )，即等于B與S在垂直于B方向上分量的乘積；也可理解為(Bcos )S，即等于B在垂直于S方向上的分量與S的乘積如圖甲所示2面積S的含義S不一定是某個(gè)線圈的真正面積，而是線圈在磁場范圍內(nèi)的面積如圖乙所示，S應(yīng)為線圈面積的一半3多匝線圈的磁通量多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān)，因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)多少，穿過線圈的磁感線條數(shù)相同，而磁感線條數(shù)可表示磁通量的大小4合磁通量求法若某個(gè)平面內(nèi)有不同方向的磁場共同存在，當(dāng)計(jì)算穿過這個(gè)面的磁通量時(shí)，先規(guī)定某個(gè)方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負(fù)，平面內(nèi)各個(gè)方向的磁通量的代數(shù)和等于這個(gè)平面內(nèi)的合磁通量友情提示：(1)磁通量是標(biāo)量，其正、負(fù)值僅表示磁感線是正向還是反向穿過線圈平面(2)同一線圈平面，如果正向穿過平面的磁感線條數(shù)與反向穿過平面的條數(shù)一樣多，則0. 矩形線圈abcd有n匝，面積大小為S，放在水平面內(nèi)，加一個(gè)豎直向下的范圍較大的勻強(qiáng)磁場，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.(1)若線圈從圖示位置繞ab邊轉(zhuǎn)過60，則穿過線圈的磁通量是多少？(2)若線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過180，則穿過線圈的磁通量是多少？【思維點(diǎn)撥】解決此題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)明確磁感線方向與線圈平面的角度關(guān)系(2)求解磁通量變化時(shí)應(yīng)考慮磁感線正穿和反穿的情況【自主解答】(1)若線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過60，可將S沿垂直于磁感線方向投影，如圖所示，則此時(shí)穿過線圈abcd的磁通量為BScos 60BS.(2)若線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過180，則磁感應(yīng)強(qiáng)度穿過線圈平面的反面，若取穿過線圈abcd正面的磁通量為正，則此時(shí)穿過線圈abcd的磁通量為BS.2如圖所示，一球冠處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，若球冠的底面大圓半徑為r，磁場方向與球冠底面垂直，則穿過整個(gè)球冠的磁通量為()Ar2B B大于r2BC小于r2B D不能確定解析：球冠在磁場中的有效面積為Sr2，所以磁通量r2B.答案：A 如圖所示，電流從A點(diǎn)分兩路通過對(duì)稱的環(huán)形分路匯合于B點(diǎn)，在環(huán)形分路的中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度A垂直環(huán)形分路所在平面，且指向“紙內(nèi)”B垂直環(huán)形分路所在平面，且指向“紙外”C在環(huán)形分路所在平面內(nèi)指向BD磁感應(yīng)強(qiáng)度為零解析：利用“微元法”把圓周上電流看成是無數(shù)段直導(dǎo)線電流的集合如右圖所示，由安培定則可知在一條直徑上的兩個(gè)微元所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，由矢量疊加原理可知中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，D正確答案：D 磁鐵放久了，其磁性將變?nèi)?，為了保持其磁性，我們需要給磁鐵充磁，充磁的方式有兩種圖甲是將條形磁鐵穿在通電螺線管中，圖乙是將條形磁鐵夾在電磁鐵之間，a、b和c、d接直流電源，下列接線正確的是Aa接電源正極，b接電源負(fù)極，c接電源正極，d接電源負(fù)極Ba接電源正極，b接電源負(fù)極，c接電源負(fù)極，d接電源正極Ca接電源負(fù)極，b接電源正極，c接電源正極，d接電源負(fù)極Da接電源負(fù)極，b接電源正極，c接電源負(fù)極，d接電源正極解析：充磁時(shí)，應(yīng)使外加磁場方向與磁鐵的磁場方向相同，甲圖中，因磁鐵在螺線管內(nèi)部，應(yīng)使螺線管內(nèi)部磁感線方向從右向左，由安培定則可判定，a接電源正極，b接電源負(fù)極；乙圖中，同理可知，右端為螺線管N極，左端為S極，由安培定則可判定c接電源負(fù)極，d接電源正極，故B對(duì)答案：B