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1、2020高考復(fù)習 電學部分 精講精練磁場 1磁場 磁感應(yīng)強度 【課標要求】 1．知道電流的磁效應(yīng)，知道磁場的基本特性，了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對人類文明的影響。 2．認識磁感應(yīng)強度的定義，用磁感應(yīng)強度的定義式進行有關(guān)計算。 3．知道磁感線。知道幾種常見磁場磁感線的分布情況，判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向。了解安培分子電流假說。 【知識精要】 1．磁體周圍存在磁場。奧斯特實驗表明，通電導(dǎo)體周圍也存在磁場。磁場是一種物質(zhì)。 2．安培分子電流假說認為，在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在著分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為一個微小的磁體。分子電流實際上是由運動

2、的電荷形成的。 3．磁感線 （1）磁感線上各點的切線方向與該點的磁感應(yīng)強度的方向相同。磁感線是假想曲線。 （2）磁感線的疏密大致表示各處磁感應(yīng)強度的強弱。 （3）磁感線都是閉合曲線，且不能相交。 （4）電流（包括直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管）周圍的磁感線方向與電流的方向的關(guān)系，可由安培定則來判定。 4．磁感應(yīng)強度 （1）磁感應(yīng)強度，式中電流元IL與磁場方向垂直，B與IL的大小、有無均無關(guān)。 （2）B是矢量，方向為小磁針靜止時N極的指向，也即磁場的方向。 單位是特斯拉（T）。 （3）地面附近的磁場的磁感應(yīng)強度大約是3×10-5T～7×10-5T,永磁鐵附近的磁感應(yīng)強度大約是1

3、0-3～1T，在電機和變壓器的鐵芯中，B可達0.8T～1.4T。 （4）磁感應(yīng)強度的方向同該點的磁場方向一致，而磁場的方向與小磁針靜止時N極所指的方向一致。 【名師點撥】 例1：如圖所示，若一束電子沿y軸正方向移動，則在z軸上某點A的磁場方應(yīng)該是 A．沿x軸的正向 B．沿x軸的負向 C．沿z軸的正向 D．沿z軸的負向 解析：電子沿y軸正方向移動，相當于電流方向沿y軸負方向，根據(jù)安培定則可判斷在z軸上的A點的磁場方向應(yīng)該沿x軸負方向。故選B。 點撥：合理建立空間概念，運用安培定則判斷，注意帶負電的物體運動方向與電流方向間的關(guān)系。 例2：關(guān)于磁感強度B，下列說法中正確的

4、是 A．磁場中某點B的大小，跟放在該點的試探電流元的情況有關(guān) B．磁場中某點B的方向，跟放在該點的試探電流元所受磁場力方向一致 C．在磁場中某點的試探電流元不受磁場力作用時，該點B值大小為零 D．在磁場中磁感線越密集的地方，磁感強度越大 解析：磁感強度是磁場本身屬性，在磁場中某處為一恒量，其大小可由計算，但與試探電流元的F、I、L的情況無關(guān)；B的方向規(guī)定為小磁針N極受磁場力的方向，與放在該處電流元受力方向并不一致；當試探電流元的方向與磁場方向平行時，雖磁感強度不為零，但電流元受磁場力卻為零；據(jù)磁感強度大小即磁通密度可知，在磁場中磁感線越密集的地方，磁感強度越大。由以上分析可知，正確選

5、項為D． 點撥：磁場的磁感強度只取決于磁場本身，與試探電流元無關(guān)，正如電場中的電場強度與檢驗電荷無關(guān)一樣，是場的本身屬性．類似的物理量還有速度、加速度、電阻、電容、電勢差等，凡是用比值定義的物理量都和定義式中的物理量無必然關(guān)系． 例3：十九世紀二十年代, 以塞貝克(數(shù)學家)為代表的科學家已認識到: 溫度差會引起電流, 安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差, 從而提出如下假設(shè): 地球磁場是由繞地球的環(huán)形電流引起的, 則該假設(shè)中的電流方向是 A.由西向東垂直磁子午線 B.由東向西垂直磁子午線 C.由南向北沿磁子午線

6、 D.由赤道向兩極沿磁子午線方向 (注: 磁子午線是地球磁場N極與S極在地球表面的連線) 解析: 本題考查地球磁場磁感線分布及安培定則.學生易將地球內(nèi)部地磁場方向弄錯.在地球內(nèi)部地磁場磁感線由地理北極指向地理南極, 再根據(jù)安培定則得出環(huán)形電流方向為由東向西垂直磁子午線。 答案:B 例4：如圖所示，放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時N極指向右，試判斷電源的正負極。 解析：小磁針N極的指向即為該處的磁場方向，所以在螺線管內(nèi)部磁感線由a→b，根據(jù)安培定則可判斷電流由電源的c端流出，由d端流入。故c端為正極，d端為負極。 點評：不要錯誤認為螺線管b端吸引小磁針的N極就相當于條形磁鐵

7、的南極，關(guān)鍵要搞清楚螺線管內(nèi)、外部磁感線分布。 例5：如圖所示，圖（甲）（乙）是兩種結(jié)構(gòu)不同的環(huán)狀螺線管的示意圖．其中（乙）圖是由兩個匝數(shù)相同、互相對稱的、半圓環(huán)形螺線管串聯(lián)而成的．給它們按圖示方向通以電流．試畫出磁感線的分布情況示意圖． 解析：畫電流產(chǎn)生的磁場的磁感線分布圖應(yīng)注意掌握三條原則：①電流的磁場方向，由右手螺旋定則（安培定則）決定；②磁感線是閉合曲線；③磁感強度大的地方磁感線密，磁感強度小的地方，磁感線疏． （甲）圖所示的通電螺線管中的磁場，只能存在于環(huán)形螺線管的空腔中，磁感線都是圓形；根據(jù)右手螺旋定則，磁感線方向是順時針方向．如圖中的虛線所示． （乙）圖為兩個對稱的半圓環(huán)

8、形的螺線管組合而成．左邊的通電半圓環(huán)形螺線管中的磁場是順時針方向的；右邊的通電半圓環(huán)形螺線管中的磁場是逆時針方向的；由于磁感線都是閉合曲線，兩個半圓環(huán)形螺線管磁場的磁感線在環(huán)頂相遇都轉(zhuǎn)彎豎直向下，各自閉合，環(huán)面中間部分的磁場方向向下． 點評：磁感線是閉合曲線，圖（甲）中比較容易判斷磁感線方向是順時針的．圖（乙）中要注意導(dǎo)線的繞向．由于左、右兩半圓形螺線管中電流方向不同，應(yīng)先判斷環(huán)內(nèi)磁感線的方向，然后根據(jù)磁感線閉合的特點來判斷磁感線的形狀． 【當堂反饋】 1．有關(guān)磁感應(yīng)強度的下列說法中, 不正確的是 A．若有一小段通電導(dǎo)體在某點不受磁場力的作用, 則該點的磁感應(yīng)強度一定為零 B．若一小

9、段長為L、通過電流為I的導(dǎo)體, 在磁場中某處受到的磁場力為F, 則該處磁感應(yīng)強度的大小一定是F/IL C．由定義式B=F/IL可知, 電流強度I越大, 導(dǎo)線L越長, 某點的磁感應(yīng)強度B就越小 D．一小段通電導(dǎo)體受到的磁場力的方向即為該處磁感應(yīng)強度的方向 2．在圖中,一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過磁針上方時,磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn),這一帶電粒子束可能是 A.向右飛行的正離子 B.向左飛行的正離子 C.向右飛行的負離子 D.向左飛行的負離子 3．(2020大連模擬)如圖所示，兩根垂直紙面平行放置的直導(dǎo)線A、C由通有等大電流．在紙面上距A、C等遠處有一點P．若P點磁感應(yīng)強度的方向水

10、平向左，則導(dǎo)線A、C中的電流方向是如下哪種說法？ A． A中向紙里，C中向紙外 B． A中向紙外，C中向紙里 C． A、C中均向紙外 D． A、C中均向紙里 4．磁鐵在高溫下或者受到敲擊時會失去磁性，根據(jù)安培的分子電流假說，其原因是 A．分子電流消失 B．分子電流的取向變得大致相同 C．分子電流的取向變得大致無序 D．分子電流的強度減弱 5．(2020遼陽模擬)指南針靜止時，其位置如圖中虛線所示．若在其上方放置一水平方向的導(dǎo)線，并通以恒定電流，則指南針轉(zhuǎn)向圖中實線所示位置．據(jù)此可能是 A．導(dǎo)線南北放置，通有向北的電流 B．導(dǎo)線南北放置，通有向南的電流 C．導(dǎo)線東西放置，通有向西的電流 D．導(dǎo)線東西放置，通有向東的電流 6．按要求完成下列各圖 (1)根據(jù)圖(a)中小磁針靜止時指向，標出電源極性． (2)根據(jù)圖(b)中蹄形磁鐵通電后的磁感線方向，畫出線圈繞法． (3)要求兩線圈通電后互相吸引，畫出圖(c)中導(dǎo)線的連接方法． (4)根據(jù)圖(d)中合上電鍵S后小磁針A向右擺動的現(xiàn)象，畫出小磁針B的轉(zhuǎn)動方向． 1．ABCD 2．BC 3．A 　4．C 　 5．B 　6．略