《高三物理一輪復(fù)習(xí)講義課件：磁場 第1課時 磁場及其描述》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理一輪復(fù)習(xí)講義課件：磁場 第1課時 磁場及其描述（43頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第1 1課時課時 磁場及其描述磁場及其描述考點(diǎn)自清考點(diǎn)自清一、磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度一、磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度1.1.磁場磁場(1)(1)基本特性基本特性: :磁場對處于其中的磁體、電流和運(yùn)動磁場對處于其中的磁體、電流和運(yùn)動電荷有電荷有 的作用的作用. .(2)(2)方向方向: :小磁針的小磁針的 所受磁場力的方向所受磁場力的方向. .磁場力磁場力N N極極第八章 磁 場(3)(3)方向方向: :小磁針靜止時小磁針靜止時 的指向的指向. .3.3.安培的分子電流假說安培的分子電流假說安培認(rèn)為安培認(rèn)為, ,在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部, ,存在著存在著一種一種 分子電流分子電流

2、. .分子電流使每個物質(zhì)分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體微粒都成為微小的磁體, ,它的兩側(cè)相當(dāng)于它的兩側(cè)相當(dāng)于 ( (如圖如圖1 1所示所示).).N N極極環(huán)形電流環(huán)形電流兩個磁兩個磁圖圖1 12.2.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)(1)物理意義物理意義: :描述磁場描述磁場 . .(2)(2)大小大小: :B B= (= (通電導(dǎo)線垂直于磁場通電導(dǎo)線垂直于磁場).).強(qiáng)弱和方向強(qiáng)弱和方向ILF極極二、磁感線及幾種常見的磁場分布二、磁感線及幾種常見的磁場分布1.1.磁感線磁感線: :在磁場中畫出一些曲線在磁場中畫出一些曲線, ,使曲線上每一點(diǎn)使曲線上每一點(diǎn) 的的 方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的

3、方向一致方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致. .2.2.幾種常見的磁場幾種常見的磁場(1)(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場( (如圖如圖2 2所示所示) ) 切線切線圖圖2 2(2)(2)幾種電流周圍的磁場分布幾種電流周圍的磁場分布 直線電流的磁直線電流的磁場場 通電螺線管的通電螺線管的磁場磁場 環(huán)形電流的環(huán)形電流的磁場磁場特點(diǎn)特點(diǎn)無磁極、非勻無磁極、非勻強(qiáng)且距導(dǎo)線越強(qiáng)且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場遠(yuǎn)處磁場與條形磁鐵的與條形磁鐵的磁場相似磁場相似, ,管內(nèi)管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場且為勻強(qiáng)磁場且磁場磁場 , ,管管外為非勻強(qiáng)磁外為非勻強(qiáng)磁場場 環(huán)形電流的環(huán)形電流的兩兩 側(cè)是側(cè)是N N極極和和S

4、S極且離圓極且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)環(huán)中心越遠(yuǎn), ,磁場磁場越弱越弱最強(qiáng)最強(qiáng)越弱越弱定培定則定培定則立體圖立體圖橫截面圖橫截面圖 縱截面圖縱截面圖(3)(3)勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場: :在磁場的某些區(qū)域內(nèi)在磁場的某些區(qū)域內(nèi), ,磁感線為磁感線為 的平行線的平行線, ,如圖如圖3 3所示所示. .同向、同向、等密等密圖圖3 3(4)(4)地磁場地磁場地磁場的地磁場的N N極在地球極在地球 附近附近, ,S S極在地球極在地球 附近附近, ,磁感線分布如圖磁感線分布如圖4 4所示所示. .地磁場地磁場B B的水平分量的水平分量( (B Bx x) )總是從地球總是從地球 指向指向 , ,而豎直分量而豎直分量(

5、(B By y) )則南北相反則南北相反, ,在南半球垂直地面向上在南半球垂直地面向上, ,在北半球垂直地面向下在北半球垂直地面向下. .南極南極北極北極圖圖4 4南極南極北極北極在赤道平面上在赤道平面上, ,距離地球表面高度相等的各點(diǎn)距離地球表面高度相等的各點(diǎn), ,磁磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度 , ,且方向水平且方向水平 . .相等相等向北向北名師點(diǎn)撥名師點(diǎn)撥(1)(1)應(yīng)用安培定則判斷直線電流的磁場方向和判斷環(huán)應(yīng)用安培定則判斷直線電流的磁場方向和判斷環(huán)形電流的磁場方向時形電流的磁場方向時, ,四指、大拇指指向的意義正好四指、大拇指指向的意義正好相反相反. .(2)(2)磁場是分布在立體空間的磁場是

6、分布在立體空間的, ,要熟練掌握常見磁場要熟練掌握常見磁場的磁感線的立體圖和縱、橫截面的畫法的磁感線的立體圖和縱、橫截面的畫法. . 熱點(diǎn)一熱點(diǎn)一 磁感線和電場線的比較磁感線和電場線的比較 熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)聚焦磁感線磁感線 電場線電場線 相相似似點(diǎn)點(diǎn) 引入目的引入目的 都是為了形象的描述場而引入都是為了形象的描述場而引入的假想曲線的假想曲線, ,實際不存在實際不存在 疏密意義疏密意義 都能定性描述場的強(qiáng)弱都能定性描述場的強(qiáng)弱 切線方向切線方向 都是表示該點(diǎn)場的方向都是表示該點(diǎn)場的方向 是否相交是否相交 不相交不相交 不同點(diǎn)不同點(diǎn)閉合曲線閉合曲線, ,外部由外部由N NS S, ,內(nèi)部內(nèi)部由由S S

7、N N 起始于正電荷起始于正電荷( (或或無窮遠(yuǎn)無窮遠(yuǎn)),),終止于終止于負(fù)電荷負(fù)電荷( (或無窮遠(yuǎn)或無窮遠(yuǎn)) ) 特別提示特別提示雖然磁感線和電場線的疏密都能形象地表示相應(yīng)場雖然磁感線和電場線的疏密都能形象地表示相應(yīng)場的強(qiáng)弱的強(qiáng)弱, ,但應(yīng)注意但應(yīng)注意: :(1)(1)只有在同一個圖中才能根據(jù)磁感線或電場線的疏只有在同一個圖中才能根據(jù)磁感線或電場線的疏密判定各處相應(yīng)場的強(qiáng)弱密判定各處相應(yīng)場的強(qiáng)弱. .(2)(2)沒有畫出磁感線或電場線的地方并不表示那里沒沒有畫出磁感線或電場線的地方并不表示那里沒有磁場或電場存在有磁場或電場存在. . 熱點(diǎn)熱點(diǎn)2 2 對磁感應(yīng)強(qiáng)度對磁感應(yīng)強(qiáng)度B B= = 的理

8、解的理解1.1.磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定, ,就像電場強(qiáng)度由電場就像電場強(qiáng)度由電場本身決定一樣本身決定一樣, ,跟該位置放不放通電導(dǎo)線無關(guān)跟該位置放不放通電導(dǎo)線無關(guān). .2.2.不能根據(jù)公式不能根據(jù)公式B B= = 就說就說B B與與F F成正比成正比, ,與與ILIL成反比成反比. .3.3.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的定義式也是其度量式的定義式也是其度量式, ,但用來測量但用來測量的小段通電導(dǎo)線必須垂直放入磁場的小段通電導(dǎo)線必須垂直放入磁場, ,如果小段通電如果小段通電直導(dǎo)線平行放入磁場直導(dǎo)線平行放入磁場, ,所受安培力為零所受安培力為零, ,但不能說但不能說該點(diǎn)的

9、磁感應(yīng)強(qiáng)度為零該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零. . 4.4.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量, ,其方向是放入其中的小磁針靜其方向是放入其中的小磁針靜止時止時N N極的指向極的指向, ,不是磁場中電流所受磁場力的方不是磁場中電流所受磁場力的方向向, ,而是與受到磁場力的方向垂直而是與受到磁場力的方向垂直. . ILFILF5.5.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B與電場強(qiáng)度與電場強(qiáng)度E E的比較的比較電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度E E是描述電場的力的性質(zhì)的物理量是描述電場的力的性質(zhì)的物理量, ,磁感磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度B B是描述磁場的力的性質(zhì)的物理量是描述磁場的力的性質(zhì)的物理量. .這兩個這兩個物理量比較如下表所示物理量比較

10、如下表所示: : 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度E E 物理意義物理意義 描述磁場的力的描述磁場的力的性質(zhì)的物理量性質(zhì)的物理量 描述電場的力描述電場的力的性質(zhì)的物理的性質(zhì)的物理量量 定義式定義式 B B= (= (通電導(dǎo)線通電導(dǎo)線與與B B垂直垂直) ) E E= =ILFqF方向方向 磁感線切線方向磁感線切線方向, ,小小磁針磁針N N極受力方向極受力方向 電場線切線方向電場線切線方向, ,放入該點(diǎn)正電放入該點(diǎn)正電荷受力方向荷受力方向 大小決定因素大小決定因素 由磁場決定由磁場決定, ,與檢驗與檢驗電流無關(guān)電流無關(guān) 由電場決定由電場決定, ,與與檢驗電荷無關(guān)檢驗電荷無關(guān)場的疊加

11、場的疊加合磁感應(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 B的矢量和的矢量和 合場強(qiáng)等于各個合場強(qiáng)等于各個電場的場強(qiáng)電場的場強(qiáng)E E的的矢量和矢量和 單位單位 1 1 T T=1 =1 N N/(/(A Am m) ) 1 1 V V/ /m m=1 =1 N N/ /C C 特別提示特別提示由上表可以看出由上表可以看出, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場強(qiáng)度有很多相似磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場強(qiáng)度有很多相似之處之處, ,但更應(yīng)注意兩者的區(qū)別但更應(yīng)注意兩者的區(qū)別: :（1 1）電場強(qiáng)度的方向和電荷受力方向相同或相反）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而磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和

12、電流受力方向垂直. . (2)(2)電荷在電場中一定受電場力電荷在電場中一定受電場力, ,而電流在磁場中不而電流在磁場中不一定受磁場力一定受磁場力. . 題型題型1 1 安培定則的應(yīng)用安培定則的應(yīng)用【例例1 1】 如圖如圖5 5所示所示, , 直導(dǎo)線直導(dǎo)線ABAB、螺線管螺線管C C、電磁鐵、電磁鐵D D三者相距較遠(yuǎn)三者相距較遠(yuǎn), ,它們的磁場互不影響它們的磁場互不影響, ,當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S S閉合閉合后后, ,則小磁針的北極則小磁針的北極N(N(黑色一端黑色一端) )指指示出磁場方向正確的是示出磁場方向正確的是 ( )( )A.A.a a、c cB.B.b b、c cC.C.c c、d dD.

13、D.a a、d d 根據(jù)安培定則判斷直導(dǎo)線根據(jù)安培定則判斷直導(dǎo)線ABAB、螺線管、螺線管C C和電磁鐵和電磁鐵D D周圍的磁場方向周圍的磁場方向, ,再根據(jù)小磁針靜止再根據(jù)小磁針靜止時時N N極的指向就是磁場的方向確定選項極的指向就是磁場的方向確定選項. .題型探究題型探究圖圖5 5思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥解析解析 據(jù)安培定則判斷出據(jù)安培定則判斷出(1)(1)ABAB直導(dǎo)線磁場在小磁針直導(dǎo)線磁場在小磁針a a所在位置垂直紙面向外所在位置垂直紙面向外, ,所以磁針?biāo)源裴榓 a的的N N極指向正極指向正確確;(2);(2)C C左側(cè)為左側(cè)為N N極極, ,內(nèi)部磁場向左內(nèi)部磁場向左, ,所以磁針?biāo)源裴榗

14、 c的的N N極極指向正確指向正確, ,磁針磁針b b的的N N極指向不對極指向不對;(3);(3)D D左為左為S S極極, ,右為右為N N極極, ,所以磁針?biāo)源裴榙 d的的N N極指向也不正確極指向也不正確. .答案答案 A規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應(yīng)分清場時應(yīng)分清“因因”和和“果果”, ,在判定直線電流的磁場在判定直線電流的磁場方向時方向時, ,大拇指指大拇指指“原因原因”電流方向電流方向, ,四指指四指指“結(jié)果結(jié)果”磁場繞向磁場繞向; ;在判定環(huán)形電流磁場方向時在判定環(huán)形電流磁場方向時, ,四指指四指指“原

15、因原因”電流繞向電流繞向, ,大拇指指大拇指指“結(jié)果結(jié)果”環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向. . 變式練習(xí)變式練習(xí)1 1 如圖如圖6 6所示是云層之間閃電的模擬圖所示是云層之間閃電的模擬圖, ,圖圖中中A A、B B是位于南、北方向帶有電荷的兩塊陰雨云是位于南、北方向帶有電荷的兩塊陰雨云, ,在在放電的過程中放電的過程中, ,在兩云的尖端之間形成了一個放電通在兩云的尖端之間形成了一個放電通道道, ,發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N N極轉(zhuǎn)向紙里極轉(zhuǎn)向紙里,S,S極極轉(zhuǎn)向紙外轉(zhuǎn)向紙外, ,則關(guān)于則關(guān)于A A、B B帶電情況的說法中正確的是帶電情況的說法中

16、正確的是( () )A.A.帶同種電荷帶同種電荷B.B.帶異種電荷帶異種電荷C.C.B B帶正電帶正電D.D.A A帶正電帶正電解析解析 A A、B B放電相當(dāng)于通電直導(dǎo)線放電相當(dāng)于通電直導(dǎo)線, ,小磁針在通電直小磁針在通電直導(dǎo)線的上方導(dǎo)線的上方, ,根據(jù)題意可以判斷上方磁場方向指向紙根據(jù)題意可以判斷上方磁場方向指向紙里里, ,因此可以判斷放電電流由北向南因此可以判斷放電電流由北向南, ,即即A A帶正電帶正電, ,B B帶帶負(fù)電負(fù)電. . 圖圖6 6BD題型題型2 2 磁場的疊加問題磁場的疊加問題【例例2 2】 三根平行的直導(dǎo)線三根平行的直導(dǎo)線, ,分分別垂直地通過一個等腰直角別垂直地通過一

17、個等腰直角三角形的三個頂點(diǎn)三角形的三個頂點(diǎn), ,如如圖圖7所示所示. .現(xiàn)在使每條通電導(dǎo)線在斜邊中現(xiàn)在使每條通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)點(diǎn)O O處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為均為B B. .則該處實際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如何則該處實際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如何? ?圖圖7思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖安培定則安培定則三個電流到三個電流到O O點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離三個電流在三個電流在O O點(diǎn)產(chǎn)生點(diǎn)產(chǎn)生的磁場強(qiáng)弱與方向的磁場強(qiáng)弱與方向三個電流產(chǎn)生三個電流產(chǎn)生的磁場疊加的磁場疊加O O處磁感應(yīng)強(qiáng)度處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向的大小和方向解析解析 根據(jù)安培定則根據(jù)安培定則, ,I I1 1與與I I3 3在在

18、O O點(diǎn)點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同, ,I I2 2在在O O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與它們相垂直它們相垂直. .由由B B1 1、B B2 2、B B3 3大小相大小相等均為等均為B B可知可知, ,O O點(diǎn)處實際磁感應(yīng)強(qiáng)點(diǎn)處實際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小度的大小B B0 0= = = = B B, ,方向在三角形面內(nèi)與方向在三角形面內(nèi)與斜邊夾角斜邊夾角= =arctanarctan 2.2.如右圖所示如右圖所示. .答案答案 B B, ,方向與三角形斜邊夾角方向與三角形斜邊夾角= =arctanarctan 2 222BB)(255方法提煉方法提

19、煉 空間中磁場疊加空間中磁場疊加, ,在某一點(diǎn)的磁場方向即該點(diǎn)的在某一點(diǎn)的磁場方向即該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向只有一個磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向只有一個, ,即合磁場方向即合磁場方向, ,應(yīng)用平應(yīng)用平行四邊形定則來求行四邊形定則來求. . 變式練習(xí)變式練習(xí)2 2 如圖如圖8 8所示所示, ,一根通一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 1 T T的勻強(qiáng)磁場中的勻強(qiáng)磁場中, ,在以導(dǎo)線截面在以導(dǎo)線截面的中心為圓心的中心為圓心, ,r r為半徑的圓周上為半徑的圓周上有有a a、b b、c c、d d四個點(diǎn)四個點(diǎn). .已知已知a a點(diǎn)的點(diǎn)的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度為實際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,0,則下列敘

20、述正確的是則下列敘述正確的是 ( )( )A.A.直導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里直導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里圖圖8 8B.B.b b點(diǎn)的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度為點(diǎn)的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T T, ,方向斜向右下方方向斜向右下方, ,與與B B 的夾角為的夾角為4545C.C.c c點(diǎn)的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度也為點(diǎn)的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度也為0 0D.D.d d點(diǎn)的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度與點(diǎn)的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度與b b點(diǎn)相同點(diǎn)相同2解析解析 a a點(diǎn)的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度為點(diǎn)的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,0,是直線電流在是直線電流在a a處處的磁感應(yīng)強(qiáng)度與勻強(qiáng)磁場在該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢的磁感應(yīng)強(qiáng)度與勻強(qiáng)磁場在該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和為量和為0,0

21、,所以直線電流在所以直線電流在a a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B=1=1 T T, ,方向向左方向向左, ,由安培定則可得直導(dǎo)線中的電流方向垂直由安培定則可得直導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里紙面向里, ,由于圓周上各點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離相同由于圓周上各點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離相同, ,所所以直線電流在圓周上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為以直線電流在圓周上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為1 1 T T, ,但方向不同但方向不同, ,在在b b處向上處向上, ,在在c c處向右處向右, ,在在d d處向下處向下, ,則則b b、c c、d d三處的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為三處的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為 T T, ,方向斜向右方

22、向斜向右上方與上方與B B成成4545夾角夾角;2;2 T T, ,方向向右方向向右; ; T T, ,方向斜向方向斜向右下方與右下方與B B成成4545夾角夾角, ,選項選項A A、B B正確正確. . 答案答案 AB22題型題型3 “3 “類比法類比法”理解磁場的性質(zhì)理解磁場的性質(zhì)【例例3 3】 磁鐵有磁鐵有N N、S S兩極兩極, ,跟正負(fù)電荷有很大的相似跟正負(fù)電荷有很大的相似 性性, ,人們假定在一根磁棒的兩極上有一種叫做人們假定在一根磁棒的兩極上有一種叫做“磁磁 荷荷”的東西的東西, ,N N極上的叫做正磁荷極上的叫做正磁荷, ,S S極上的叫做負(fù)極上的叫做負(fù) 磁荷磁荷, ,同號磁荷

23、相斥同號磁荷相斥, ,異號磁荷相吸異號磁荷相吸. .當(dāng)磁極本身的當(dāng)磁極本身的 幾何線度遠(yuǎn)比它們之間的距離小得多時幾何線度遠(yuǎn)比它們之間的距離小得多時, ,將其上的將其上的 磁荷叫做點(diǎn)磁荷磁荷叫做點(diǎn)磁荷. .磁的庫侖定律是磁的庫侖定律是: :兩個點(diǎn)磁荷之間兩個點(diǎn)磁荷之間 的相互作用力的相互作用力F F沿著它們之間的連線沿著它們之間的連線, ,與它們之間的與它們之間的 ( (比例系數(shù)比例系數(shù)k k=10=10-7-7 WbWb/(/(A Am m).).同一根磁鐵上的兩同一根磁鐵上的兩個點(diǎn)磁荷的磁極強(qiáng)度可視為相等個點(diǎn)磁荷的磁極強(qiáng)度可視為相等, ,磁荷的位置可等效磁荷的位置可等效地放在圖地放在圖9(9

24、(a a) )中的中的c c、d d兩點(diǎn)兩點(diǎn), ,兩點(diǎn)相距為兩點(diǎn)相距為L L, ,用上述兩用上述兩根相同的質(zhì)量為根相同的質(zhì)量為MM的圓柱形永久磁鐵可以測出磁極強(qiáng)的圓柱形永久磁鐵可以測出磁極強(qiáng)度度q qm m, ,如圖如圖( (b b),),將一根磁棒固定在光滑的斜面上將一根磁棒固定在光滑的斜面上, ,另一另一 的相互作用力的相互作用力F F沿著它們之間的連線沿著它們之間的連線, ,與它們之間的與它們之間的 距離距離r r的平方成反比的平方成反比, ,與它們磁荷的數(shù)量與它們磁荷的數(shù)量( (或稱磁極或稱磁極 強(qiáng)度強(qiáng)度) )q qm m1 1、q qm m2 2成正比成正比, ,用公式表示為用公式表

25、示為: :F F= .= .22m1mrqkq圖圖9根與之平行放置的磁棒可以自由上下移動根與之平行放置的磁棒可以自由上下移動. .調(diào)節(jié)斜面調(diào)節(jié)斜面的角度為的角度為時時, ,兩磁鐵間的距離為兩磁鐵間的距離為d d, ,活動磁鐵剛好靜活動磁鐵剛好靜止不動止不動. .由此可知磁極強(qiáng)度由此可知磁極強(qiáng)度q qm m為多大為多大? ? 解析解析 如右圖所示如右圖所示, ,活動磁棒受重力、支持力活動磁棒受重力、支持力兩對同性磁荷的排斥力兩對同性磁荷的排斥力F F1 1= = 兩對異性磁荷的吸引力兩對異性磁荷的吸引力F F2 2= = 活動磁棒受力平衡活動磁棒受力平衡, ,在沿斜面方向上有在沿斜面方向上有:

26、:mgmgsinsin+2+2F F2 2coscos=2=2F F1 1 其中其中coscos= =22dkqm22dLkq2m22dL d解得解得q qm m= = 答案答案 本題共本題共1616分分. .其中其中式各式各4 4分分, ,式式5 5分分, ,式式3 3分分. .【名師導(dǎo)析【名師導(dǎo)析】類比法是物理學(xué)中常用的一種研究問題的方法類比法是物理學(xué)中常用的一種研究問題的方法, ,如萬有如萬有引力與庫侖力類比引力與庫侖力類比, ,本題將磁極間相互作用類比于電荷本題將磁極間相互作用類比于電荷間相互作用間相互作用, ,將磁極間的作用定量計算將磁極間的作用定量計算, ,命題視角新穎命題視角新穎

27、, ,對學(xué)生類比推理、遷移應(yīng)用能力要求較高對學(xué)生類比推理、遷移應(yīng)用能力要求較高. . )(1(2sin3222dLddmgk)(1(2sin3222dLddmgk【評分標(biāo)準(zhǔn)評分標(biāo)準(zhǔn)】自我批閱自我批閱(14(14分分) )半徑為半徑為r r, ,電流為電流為I I1 1的通電圓環(huán)圓心的通電圓環(huán)圓心a a處的磁感處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為B B, ,在圓環(huán)下方距圓心在圓環(huán)下方距圓心a a為為L L的地方水平放置的地方水平放置一根電流為一根電流為I I2 2的無限長直導(dǎo)線的無限長直導(dǎo)線MNMN時時, ,圓環(huán)圓心圓環(huán)圓心a a處的處的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)榱愦鸥袘?yīng)強(qiáng)度變?yōu)榱? ,設(shè)圓環(huán)平面與長直導(dǎo)線在同一豎設(shè)圓

28、環(huán)平面與長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)如圖直平面內(nèi)如圖1010所示所示, ,求求: :圖圖1010(1)(1)根據(jù)對稱性根據(jù)對稱性, ,直導(dǎo)線電流直導(dǎo)線電流I I2 2在導(dǎo)線正下方在導(dǎo)線正下方L L處的處的b b點(diǎn)點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是多少產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是多少? ?方向如何方向如何? ?(2)(2)如果把圓環(huán)平移到如果把圓環(huán)平移到b b點(diǎn)點(diǎn), ,使圓環(huán)的圓心與使圓環(huán)的圓心與b b點(diǎn)重合點(diǎn)重合, ,則圓環(huán)電流與直線電流在則圓環(huán)電流與直線電流在b b點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場的磁感應(yīng)點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是多少強(qiáng)度大小是多少? ?方向如何方向如何? ?解析解析 (1)(1)圓環(huán)電流在圓心圓環(huán)電流在圓

29、心a a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為小為B B, ,方向垂直紙面向外方向垂直紙面向外, ,加上直導(dǎo)線后加上直導(dǎo)線后, ,a a處的磁感處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零應(yīng)強(qiáng)度為零, ,說明直導(dǎo)線說明直導(dǎo)線I I2 2在在a a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為小為B B, ,方向垂直紙面向里方向垂直紙面向里.(4.(4分分) )又因為又因為a a、b b兩點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離相等兩點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離相等, ,因此因此, ,直導(dǎo)線直導(dǎo)線I I2 2在在b b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B B, ,方向垂直紙面向方向垂直紙面向外外.(4.(4分分) ) (2)(2)當(dāng)把圓環(huán)

30、平移到當(dāng)把圓環(huán)平移到b b點(diǎn)后點(diǎn)后, ,圓環(huán)在圓環(huán)在b b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)度為B B, ,方向垂直紙面向外方向垂直紙面向外; ;和直導(dǎo)線和直導(dǎo)線I I2 2在在b b點(diǎn)產(chǎn)生的點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度合成后磁感應(yīng)強(qiáng)度合成后, ,可得可得: :b b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2 2B B, ,方向垂直紙面向外方向垂直紙面向外.(6.(6分分) )答案答案 (1)(1)B B 垂直紙面向外垂直紙面向外 (2)2(2)2B B 垂直紙面向外垂直紙面向外 素能提升素能提升1.1.下列說法正確的是下列說法正確的是 ( () )A.A.一切電荷的周圍都存在磁場一切電荷的周圍都存在

31、磁場B.B.磁鐵吸引鐵棒磁鐵吸引鐵棒, ,說明磁鐵周圍的磁場對鐵棒有力的說明磁鐵周圍的磁場對鐵棒有力的作用作用, ,由于鐵棒周圍沒有磁場由于鐵棒周圍沒有磁場, ,因而對磁鐵無磁力作因而對磁鐵無磁力作用用C.C.鐵棒內(nèi)分子電流取向變得大致相同時鐵棒內(nèi)分子電流取向變得大致相同時, ,對外就顯出對外就顯出磁性磁性D.D.沿磁感線的方向沿磁感線的方向, ,磁場逐漸減弱磁場逐漸減弱 解析解析 只有運(yùn)動電荷周圍才有磁場只有運(yùn)動電荷周圍才有磁場, ,故故A A錯誤錯誤; ;磁鐵磁鐵 吸引鐵棒吸引鐵棒, ,鐵棒被磁化鐵棒被磁化, ,其周圍也有磁場其周圍也有磁場, ,對磁鐵有對磁鐵有 磁力的作用磁力的作用, ,

32、故故B B錯誤錯誤; ;根據(jù)分子電流假說根據(jù)分子電流假說, ,當(dāng)物體當(dāng)物體 內(nèi)分子電流取向大致相同時內(nèi)分子電流取向大致相同時, ,對外就顯出磁性對外就顯出磁性, ,故故C C 正確正確; ;磁感線的疏密程度表示磁場的強(qiáng)弱磁感線的疏密程度表示磁場的強(qiáng)弱, ,故故D D錯誤錯誤. . 答案答案 CB.B.電流元電流元ILIL在磁場中受力為在磁場中受力為F F, ,則磁感應(yīng)強(qiáng)度可能大則磁感應(yīng)強(qiáng)度可能大于或等于于或等于C.C.磁場中電流元受力大的地方磁場中電流元受力大的地方, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大D.D.磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向, ,與電流元在此點(diǎn)的與電流元在

33、此點(diǎn)的受力方向相同受力方向相同ILF2.2.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念, ,以下說法中不正確的有以下說法中不正確的有 ( () ) A. A.電流元電流元ILIL在磁場中受力為在磁場中受力為F F, ,則磁感應(yīng)強(qiáng)度則磁感應(yīng)強(qiáng)度B B一定一定 等于等于ILF解析解析 判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小, ,需要在電流元受力最需要在電流元受力最大的前提下進(jìn)行大的前提下進(jìn)行, ,選項選項A A、B B中的力中的力F F可能小于或等于可能小于或等于最大受力最大受力, ,因此因此, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B可能大于或等于可能大于或等于 ; ;電流元在磁場中受力與其放置方位有關(guān)電流

34、元在磁場中受力與其放置方位有關(guān), ,因此電流元因此電流元受力大的地方受力大的地方, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大; ;磁場的方向規(guī)磁場的方向規(guī)定為小磁針定為小磁針N N極受力方向極受力方向, ,與電流元受力方向不相同與電流元受力方向不相同. . 答案答案 ACDILF3.3.歐姆在探索通過導(dǎo)體的電流、電壓、電阻的關(guān)系時因歐姆在探索通過導(dǎo)體的電流、電壓、電阻的關(guān)系時因無電源和電流表無電源和電流表, ,他利用金屬在冷水和熱水中產(chǎn)生電他利用金屬在冷水和熱水中產(chǎn)生電動勢代替電源動勢代替電源, ,用小磁針的偏轉(zhuǎn)檢測電流用小磁針的偏轉(zhuǎn)檢測電流, ,具體做法是具體做法是: :在地磁場作用下處于水平

35、靜止的小磁針上方在地磁場作用下處于水平靜止的小磁針上方, ,平行于平行于小磁針?biāo)椒胖靡恢睂?dǎo)線小磁針?biāo)椒胖靡恢睂?dǎo)線, ,當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流時當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流時, ,小小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn); ;當(dāng)通過該導(dǎo)線電流為當(dāng)通過該導(dǎo)線電流為I I時時, ,小磁針偏轉(zhuǎn)小磁針偏轉(zhuǎn)了了3030, ,問當(dāng)他發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了問當(dāng)他發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了6060, ,通過該直導(dǎo)線通過該直導(dǎo)線的電流為的電流為( (直導(dǎo)線在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的直導(dǎo)線在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比電流成正比) ( ) ( ) A.2 A.2I I B.3 B.3I I C. C.I I D.D.無法確定無法確定

36、解析解析 設(shè)地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為設(shè)地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B地地, ,電流磁場電流磁場B B= =kI kI, , kI kI= =B B地地tantan3030, , kIkI = B B地地tan tan 6060, ,k kI I= = 3 3I I, , B B正確正確. .B4.4.如圖如圖1111所示所示, , 若一束電子沿若一束電子沿y y軸正軸正方向移動方向移動, ,則在則在z z軸上某點(diǎn)軸上某點(diǎn)A A的磁場的磁場方向應(yīng)該方向應(yīng)該 ( )( )A.A.沿沿x x軸的正向軸的正向B.B.沿沿x x軸的負(fù)向軸的負(fù)向C.C.沿沿z z軸的正向軸的正向D.D.沿沿z z軸的負(fù)向軸的負(fù)向解析

37、解析 電子沿電子沿y y軸正方向移動軸正方向移動, ,相當(dāng)于電流方向沿相當(dāng)于電流方向沿y y軸負(fù)方向移動軸負(fù)方向移動, ,根據(jù)安培定則可判斷在根據(jù)安培定則可判斷在z z軸上軸上A A點(diǎn)的點(diǎn)的磁場方向應(yīng)該沿磁場方向應(yīng)該沿x x軸的負(fù)方向軸的負(fù)方向. .故選項故選項B B正確正確. . 圖圖1111B5.5.取兩個完全相同的長導(dǎo)線取兩個完全相同的長導(dǎo)線, ,用其中一根繞成如圖用其中一根繞成如圖12(12(a a) )所示的螺線管所示的螺線管, ,當(dāng)該螺線管中通以電流強(qiáng)度當(dāng)該螺線管中通以電流強(qiáng)度為為I I的電流時的電流時, ,測得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大測得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為小為B B

38、；若將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如圖；若將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如圖( (b b) )所所示的螺線管示的螺線管, ,并通以電流強(qiáng)度也為并通以電流強(qiáng)度也為I I的電流時的電流時, ,則在則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 ( )( )A.0A.0B.0.5B.0.5B BC.C.B B D.2 D.2B B 圖圖1212 解析解析 圖圖( (b b) )中螺線管上的長導(dǎo)線可等效為兩個通中螺線管上的長導(dǎo)線可等效為兩個通 過等大反向電流的通電螺線管過等大反向電流的通電螺線管, ,兩螺線管電流方向兩螺線管電流方向 相反相反, ,由安培定則可知在螺線管中部產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)由安培定

39、則可知在螺線管中部產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng) 度也是大小相等方向相反的度也是大小相等方向相反的, ,所以螺線管中部磁感應(yīng)所以螺線管中部磁感應(yīng) 強(qiáng)度為零強(qiáng)度為零. . 答案答案 A6.6.三根完全相同的長直導(dǎo)線互相平三根完全相同的長直導(dǎo)線互相平行行, ,通以大小和方向都相同的電通以大小和方向都相同的電流流. .它們的截面處于一個正方形它們的截面處于一個正方形abcdabcd的三個頂點(diǎn)的三個頂點(diǎn)a a、b b、c c處處, ,如圖如圖1313所示所示. .已知每根通電長直導(dǎo)線已知每根通電長直導(dǎo)線在其周圍產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與距在其周圍產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與距該導(dǎo)線的距離成反比該導(dǎo)線的距離成反比, ,通電導(dǎo)線通電導(dǎo)線b

40、 b在在d d處產(chǎn)生的磁場其磁處產(chǎn)生的磁場其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為感應(yīng)強(qiáng)度大小為B B, ,則三根通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在則三根通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在d d處的處的總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 ( )( )A.2A.2B BB.3B.3B BC.2.1C.2.1B BD.3.8D.3.8B B圖圖1313解析解析 a a、b b、c c三根導(dǎo)線在三根導(dǎo)線在d d處形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度為處形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B Ba a、B Bb b和和B Bc c, ,設(shè)正方形邊長為設(shè)正方形邊長為a a, ,則則B Bb b= =B B= = ,= = ,B Ba a= =B Bc c= ,= ,B Ba a與與B B

41、c c的矢量和為的矢量和為B Bacac= ,= ,方向與方向與B Bb b相同相同, ,如如右圖所示右圖所示, ,總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B B總總= =B Bb b+ +B Bacac= =3=3B B. . 答案答案 Ba2ka22kakak2a223k7.7.如圖如圖1414所示所示, , 同一平面內(nèi)有兩根互相同一平面內(nèi)有兩根互相 平行的長直導(dǎo)線平行的長直導(dǎo)線1 1和和2,2,通有大小相等、通有大小相等、 方向相反的電流方向相反的電流, ,a a、b b兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線 共面共面, ,a a點(diǎn)在兩導(dǎo)線的中間與兩導(dǎo)線的點(diǎn)在兩導(dǎo)線的中間與兩導(dǎo)線的 距離均為距離均為r r

42、, ,b b點(diǎn)在導(dǎo)線點(diǎn)在導(dǎo)線2 2右側(cè)右側(cè), ,與導(dǎo)線與導(dǎo)線2 2 的距離也為的距離也為r r. .現(xiàn)測得現(xiàn)測得a a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的 大小為大小為B B, , 則去掉導(dǎo)線則去掉導(dǎo)線1 1后后, ,b b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 為為 , , 方向方向 . .圖圖1414解析解析 a a點(diǎn)的磁場分別是通電電流點(diǎn)的磁場分別是通電電流1 1和通電電流和通電電流2 2在該在該處產(chǎn)生磁場處產(chǎn)生磁場B B1 1、B B2 2的疊加的疊加, ,由安培定則可判定由安培定則可判定, ,兩通電兩通電導(dǎo)線在導(dǎo)線在a a處的磁場方向相同處的磁場方向相同, ,又因為兩電流大小相同又因為兩電流大小相同, ,a a點(diǎn)與兩導(dǎo)線的距離相等點(diǎn)與兩導(dǎo)線的距離相等, ,故故B B1 1= =B B2 2, ,而而B B= =B B1 1+ +B B2 2, ,由此可由此可得得B B1 1= =B B2 2= = . .去掉導(dǎo)線去掉導(dǎo)線1 1后后, ,a a、b b兩點(diǎn)關(guān)于導(dǎo)線兩點(diǎn)關(guān)于導(dǎo)線2 2對對稱稱, ,由對稱性可知由對稱性可知, ,b b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 , ,由由安培定則可判定安培定則可判定, ,其方向垂直紙面向外其方向垂直紙面向外. .答案答案 垂直于紙面向外垂直于紙面向外2B2B2B反思總結(jié)反思總結(jié)