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1、專題八磁場 考 點 內 容 要 求 熱 點1.磁場、磁感應強度、磁感線1.縱觀近幾年高考，涉及磁場知識點的題目年年都有，考查與洛倫茲力有關的帶電粒子在勻強磁場或復合場中的運動次數(shù)最多，其次是與安培力有關的通電導體在磁場中的加速或平衡問題.2.本章知識常與電場、恒定電流以及電磁感應、交變電流等章節(jié)知識聯(lián)系進行綜合考查，是高考的熱點.3.本章知識與生產(chǎn)、生活、現(xiàn)代科技等聯(lián)系密切，如與對質譜儀、回旋加速器、粒子速度選擇器、等離子體發(fā)電機、電磁流量計等高科技儀器的理解及應用相聯(lián)系，在復習中應做到有的放矢.2.通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向3.安培力、安培力的方向4.勻強磁場中的安培力5.洛倫茲力、

2、洛倫茲力的方向6.洛倫茲力公式7.帶電粒子在勻強磁場中的運動8.質譜儀和回旋加速器 第 1講 磁 場 磁 場 對 電 流 的 作 用 一 、 磁 場1.磁場磁體電流運動電荷(1)定義：存在于_、_和_周圍空間的一種特殊形態(tài)的物質.磁體電流運動電荷(2)基本特性：磁場對處于其中的_、_和_有磁力的作用. N(北)N(北)(3)方向：在磁場中任一點，小磁針_極受力的方向，即小磁針靜止時_極所指的方向，就是該點的磁場方向. 二 、 磁 場 的 描 述1.磁感應強度(1)定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受的安培力 F安跟電流 I 和導線長度 L 的乘積 IL 的比值叫磁感應強度.(2)定義式

3、：_.(3)方向：就是磁場的方向，即小磁針靜止時北極所指的方切線向，也是過該點的磁感線的_方向.(4)單位：特斯拉(T). 2.磁感線強弱切線(1)特點：磁感線的分布可以形象地表示出磁場的強弱和方向 ， 磁感線的疏密表示磁場的 _ ， 磁感線上某點的_方向就是該點的磁場方向.(2)幾種常見磁場、磁感線的分布常見磁體的磁場(如圖 8-1-1 所示)圖 8-1-1 項目通電直導線通電螺線管環(huán)形電流安培定則立體圖電流的磁場 項目通電直導線通電螺線管環(huán)形電流橫截面圖縱截面圖（ 續(xù) 表 ） 勻強磁場：磁感應強度大小處處_、方向處處_的磁場稱為勻強磁場.距離很近的兩個異名磁極之間的磁場、通電螺線管內部的磁

4、場(邊緣部分除外)以及平行板電容器間的磁場，都可以認為是勻強磁場.勻強磁場的磁感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線.相等相同 【 基 礎 檢 測 】1.(多 選 ， 2015 年 新 課 標 卷)指南針是我國古代四大發(fā)明之一，關于指南針，下列說明正確的是( )A.指南針可以僅具有一個磁極B.指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場C.指南針的指向會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線，導線通電時指南針不偏轉答 案 ： BC 三 、 安 培 力1.大小BILsin BIL0(1)當 B 與 I 成角：F_.(2)當 B 和 I 垂直：F_.(3)當 B 和 I 平行：F_

5、. 2.方向電流安培力B、I(1)左手定則：伸開左手，使大拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內.讓磁感線從掌心進入，并使四指指向_的方向，這時大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受_的方向.(2)特點：F B，F(xiàn) I，即 F 垂直于_決定的平面. 【 基 礎 檢 測 】2.在下列各圖所示的四幅圖中，正確標明通電導線所受安培力 F 方向的是( )A B C D答 案 ： B 磁感線電場線不同點閉合曲線，外部 NS，內部 SN起始于正電荷、終止于負電荷相似點形象描述場而引入的假想線，實際不存在疏密程度表示場的強弱切線方向表示場的方向不能相交(電場線在無電荷的空間不相交) 考 點 1

6、 對 磁 感 線 和 磁 感 應 強 度 的 理 解 重 點 歸 納1.磁感線與電場線的比較 2.對磁感應強度的理解(1)磁感應強度由磁場本身決定，就像電場強度由電場本身決定一樣，跟該位置放不放通電導線無關. 物理量磁感應強度 B電場強度 E物理意義描述磁場的力的性質的物理量描述電場的力的性質的物理量定義式大小決定由磁場決定，與檢驗電流無關由電場決定，與檢驗電荷無關3.磁感應強度 B 與電場強度 E 的比較 物理量磁感應強度 B電場強度 E方向矢量，磁感線切線方向，小磁針 N 極受力方向矢量，電場線切線方向，放入該點的正電荷受力的方向場的疊加合磁感應強度等于各磁場的磁感應強度的矢量和合場強等于

7、各個電場的場強的矢量和單位1 T1 N/(Am) 1 V/m1 N/C(續(xù) 表 ) 典 例 剖 析A.a 處的磁感應強度大小比 c 處的大B.b、c 兩處的磁感應強度大小相等C.a、c 兩處的磁感應強度方向相同D.b 處的磁感應強度為零圖 8-1-2 思 維 點 撥 ：首先用安培定則判斷每根直線電流的磁場方向，然后再根據(jù)磁場的疊加進行判斷.解 析 ： 由 右 手 定 則 可 以 判 斷 ， a、 c 兩 處 的 磁 場 是 兩 電 流 在a、 c 處 產(chǎn) 生 的 磁 場 相 加 ， 但 a 距 離 兩 導 線 比 c 近 ， 故 a 處 的 磁感 應 強 度 大 小 比 c 處 的 大 ， A

8、 正 確 ； b、 c 與 右 側 電 流 距 離 相 同 ，故 右 側 電 流 在 此 兩 處 產(chǎn) 生 的 磁 場 等 大 反 向 ， 但 因 為 左 側 電 流 在此 兩 處 產(chǎn) 生 了 大 小 不 同 、 方 向 相 同 的 磁 場 ， 故 b、 c 兩 處 的 磁 感應 強 度 大 小 不 相 等 ， B 錯 誤 ； 由 右 手 定 則 可 知 ， a 處 磁 場 垂 直紙 面 向 里 ， c 處 磁 場 垂 直 紙 面 向 外 ， C 錯 誤 ； b 與 兩 導 線 距 離 相等 ， 故 兩 磁 場 疊 加 為 零 ， D 正 確 .答 案 ： AD 【 考 點 練 透 】1.(20

9、15 年 北 京 朝 陽 區(qū) 期 末 )如圖 8-1-3 中 a、 b、 c 所示為三根與紙面垂直的長直導線，其橫截面位于等邊三角形的 3 個頂點上，導線中通有大小相同的電流，方向如圖所示.則在三角形)中心 O 點處的磁感應強度(A.方向向左B.方向向右C.方向向下D.大小為零圖 8-1-3 解 析 ： 根 據(jù) 右 手 螺 旋 定 則 ， 電 流 a 在 O 點 產(chǎn) 生 的 磁 場 平 行于 bc 向 右 ， 電 流 b 在 O 點 產(chǎn) 生 的 磁 場 平 行 于 ac 指 向 右 下 方 ，電 流 c 在 O 點 產(chǎn) 生 的 磁 場 平 行 于 ab 指 向 右 上 方 ； 由 于 三 根

10、導線 中 電 流 大 小 相 同 ， 到 O 點 的 距 離 相 同 ， 根 據(jù) 平 行 四 邊 形 定 則 ，合 場 強 的 方 向 向 右 ， 故 A、 C、 D 錯 誤 ， B 正 確 .答 案 ： B 考 點 2 安 培 力 的 分 析 與 計 算 重 點 歸 納1.對公式 FBIL 的運用(1)B 與 L 垂直.(2)式中 L 是有效長度.彎曲導線的有效長度 L 等于在垂直磁場平面內的投影中兩端點所連直線的長度(如圖 8-1-4 所示)，相應的電流方向沿 L 由始端流向末端.任意形狀的閉合線圈，其有效長度 L0，故通電后在勻強磁場中受到的安培力的矢量和一定為零. 圖 8-1-4(3)

11、B 并非一定是勻強磁場，但一定是導線所在處的磁感應強度.2.安培力做功的實質能量的轉化(1)安培力做正功：將電能轉化為導線的動能及其他形式的能. (2)安培力做負功：將其他形式的能轉化為電能. 典 例 剖 析例 2： (2014 年 江 西 南 昌 調 研 )水平面上有 U 形導軌 NM、PQ，它們之間的寬度為 L，M 和 P 之間接入電源，現(xiàn)垂直于導軌擱一根質量為 m 的金屬棒 ab，棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為(滑動摩擦力略小于最大靜摩擦力)，通過棒的電流強度為 I，并加一個范圍較大的勻強磁場，磁感應強度大小為 B，方向垂直于金屬棒 ab，與垂直導軌平面的方向夾角為，如圖 8-1-5 所示，金

12、屬棒處于靜止狀態(tài)，重力加速度為 g，則金)屬棒所受的摩擦力大小為(A.BILsin C.(mgBILsin )圖 8-1-5B.BILcos D.(mgBILcos ) 解 析 ： 金 屬 棒 處 于 靜 止 狀 態(tài) ， 其 合 力 為 零 ， 對 其 進 行 受 力分 析 ， 如 圖 8-1-6所 示 ， 在 水 平 方 向 有 BILcos Ff 0， FfBILcos ， 選 項 B 正 確 ， 選 項 A、 C、 D 錯 誤 .圖 8-1-6答 案 ： B備 考 策 略 ：解答有關安培力的問題時，正確分析物體的受力情況仍是解題的關鍵. 【 考 點 練 透 】2.如圖 8-1-7 所示，

13、AC 是一個用長為 L 的導線彎成的以 O為圓心的四分之一圓弧，將其放置在與平面 AOC 垂直的磁感應強度為 B 的勻強磁場中.當在該導線中通以由 C 到 A，大小為 I)的恒定電流時，該導線受到的安培力的大小和方向是(A.BIL，平行于 OC 向左圖 8-1-7 方 向 由 左 手 定 則 判 斷 ， 應 為 垂 直 AC 的 連 線 指 向 左 下 方 ， 因 此選 項 C 正 確 .答 案 ： C 3.(2015 年 江 蘇 卷 )如圖 8-1-8 所示，用天平測量勻強磁場的磁感應強度，下列各選項所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長 NM 相等，將它們分別掛在天平的右臂下方，線圈中通有大小相同的

14、電流，天平處于平衡狀態(tài)，若磁場發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是( )圖 8-1-8A B C D答 案 ： A 電流元法分割為電流元安培力方向整段導體合力方向運動方向特殊位置法在特殊位置安培力方向運動方向等效法環(huán)形電流小磁針通電螺線管或多個環(huán)形電流條形磁鐵結論法同向電流互相吸引，異向電流互相排斥轉換研究對象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向 考 點 3 安 培 力 作 用 下 導 體 的 運 動 重 點 歸 納研究通電導線運動的常用方法 典 例 剖 析

15、例 3：如圖 8-1-9 所示，一通電直導線位于蹄形磁鐵的磁極)的正上方，當通以電流 I 時，試判斷導線的運動情況(A.由上往下看導線，逆時針轉動的同時向下運動B.由上往下看導線，順時針轉動的同時向上運動圖 8-1-9C.由上往下看導線，逆時針轉動的同時向上運動D.由上往下看導線，順時針轉動的同時向下運動 思 維 點 撥 ：采用電流元受力分析法，在導體中取三段電流元，用左手定則判斷它們所受安培力方向，從而確定導線的運動情況.解 析 ： 由 蹄 形 磁 鐵 磁 場 的 立 體 分 布 ， 知 道 磁 感 線 從 A 端 向上 穿 過 ， 再 從 B 端 向 下 穿 過 .由 左 手 定 則 可

16、知 ， A 端 受 向 外 的 安培 力 ， B 端 受 向 內 的 安 培 力 .導 線 開 始 轉 動 后 ， 電 流 有 向 里 的 分量 ， 在 向 右 的 磁 場 中 ， 受 到 向 下 的 安 培 力 .故 由 上 往 下 看 導 線 ，逆 時 針 轉 動 的 同 時 向 下 運 動 .故 選 A.答 案 ： A 【 考 點 練 透 】4.(多 選 ， 2016 年 黑 龍 江 牡 丹 江 期 中 )如圖 8-1-10 所示，在勻強磁場 B 的區(qū)域中有一光滑斜面體，在斜面體上放了一根長為 L，質量為 m 的導線，當通以如圖方向的電流 I 后，導線恰)能保持靜止，則磁感應強度 B 必須滿足(圖 8-1-10 答 案 ： CD 5. 一直導線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖 8-1-11 所示，如果直導線可以自由地運動且通以由 a到 b 的電流，則關于導線 ab 受磁場力后的運動情況，下列說法正確的是( )A.從上向下看順時針轉動并靠近螺線管B.從上向下看順時針轉動并遠離螺線管圖 8-1-11C.從上向下看逆時針轉動并遠離螺線管D.從上向下看逆時針轉動并靠近螺線管答 案 ： D