【夺冠之路】高三物理一轮复习 第8章1常见磁场磁感应强度课件 新人教版（安徽专用）.ppt

1 本章是历年高考的热点内容 包括磁场的基本性质和安培力的知识 洛伦兹力和带电粒子在磁场中运动的知识 带电粒子在复合场中运动的知识等内容 考查热点主要集中在 安培力的应用和带电粒子在磁场中的运动 对洛伦兹力的考查中 大多试题是以带电粒子在复合场中的运动为主 纵观近年高考题可以看出各种题型均出现过 在物理单科或理科综合考试中本单元的内容几乎年年涉及 并且占有较大的分值 且大多是综合性试题 本章内容占高考卷面分值的10 左右 带电粒子在复合场 重力场 匀强电场 匀强磁场 中的运动是考查的重点 这多见于带电粒子在复合场中做匀速直线运动 匀速圆周运动等 要注意分析粒子的受力图示 运动图示和能量图示 依据受力和初始条件来确定粒子的运动情况 结合受力和运动情况来分析它的能量变化 此外 带电粒子在分立的电磁场中的连续运动和周期性的运动也值得关注 比如粒子从匀强电场进入匀强磁场中的运动 或反之 特别是周期性的运动 它对考生的空间想象能力 分析推理能力以及与其他知识的综合运用能力有较高的要求 要掌握此类问题的解题思路和方法 这些问题在高考中也屡有出现 命题素材较为新颖 往往与生产 科技相联系 2 本章知识与生活 生产科技联系紧密 如指南针 磁电式电表 速度选择器 质谱仪 回旋加速器等 要求考生能从实际问题中建立其物理模型 能用力学的三个观点去分析带电粒子在复合场中的运动规律 注重对物理过程和物理规律的综合分析 1 本章在介绍了磁现象的电本质的基础上 主要讨论了描述磁场的方法和磁场的相互作用表现及其相关问题 其中磁感应强度 磁通量是电磁学的基本概念 且比较抽象 应认真理解 另外 本章许多知识与力学知识有密切的联系 要能从力和能两个角度 运用牛顿运动定律及能量转化和守恒定律去分析和研究 2 本章有许多涉及空间几何图形的问题 要培养识别图形的意识 学会建立二维甚至三维空间坐标系 进而解决问题 磁场 产生 电流 运动电荷 产生磁场 磁现象的电本质 磁场的描述 定义 b f il方向 小磁针n极指向 磁感线 磁体 条形 碲形 的磁场电流 直线 环形 通电螺线管 的磁场 安培定则 地磁场 磁感应强度 重要仪器 磁场的力的作用 大小 f bilsin 方向 左手定则确定 大小 f qvb v b 方向 左手定则确定 质谱仪回旋加速器速度选择器磁电式电表 对运动电荷 洛伦兹力 磁场的力的作用 对通电导线 安培力 重要仪器 1常见磁场磁感应强度 第八章 磁场 1 各种磁场的磁感线如图8 1 2所示 位于通电直导线和通电螺线管附近或内部可自由转动的小磁针a b c d中 d在螺线管内部 其指向正确的是 a a和cb b和dc a和dd b和c 图8 1 2 d 点评 常见的磁场的磁感线的分布 1 直线电流的磁场 同心圆 非匀强 距导线越远处磁场越弱 2 通电螺线管的磁场 两端分别是n极和s极 管内可看做匀强磁场 管外是非匀强磁场 3 环形电流的磁场 两侧是n极和s极 离圆环中心越远 磁场越弱 4 匀强磁场 磁感应强度的大小处处相等 方向处处相同 匀强磁场中的磁感线是分布均匀 方向相同的平行直线 19世纪20年代 以数学家赛贝克为代表的科学家已认识到温度差会引起电流 安培考虑到地球自转造成了被太阳照射后正面与背面的温度差 从而提出如下假设 地球磁场是绕地球的环形电流引起的 该假设中电流的方向是 a 与地球自转方向相反b 与地球自转方向相同c 由南向北沿子午线方向d 由赤道向两极沿子午线方向 a 2010安徽模拟 如图8 1 3所示 为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况 以o点 图中白点 为坐标原点 沿z轴正方向磁感应强度大小的变化最有可能为 图8 1 3 2 磁感线与磁感应强度 解析 磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线 其疏密程度反映磁场的强弱 磁感线越密的地方磁场越强 沿z轴正方向磁感线由密到疏再到密 即磁感应强度由大到小再到大 只有c正确 点评 磁感线具有以下特点 1 磁感线是有方向的 磁场中某一点 磁感线的方向就是该点磁场的方向 2 磁感线有疏密 我们可以从条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布看出 两极处磁感线最密 而磁铁的两极处磁场最强 因此磁感线的疏密可以反映磁场的强弱 磁感线分布密的地方磁场就强 反之则弱 3 磁感线是一些闭合的曲线 磁体周围的磁感线都从北极出来 回到南极 在磁体内部则从南极到北极 4 磁体周围的磁感线永不相交 这是因为在磁场中某一点只有一个确定的磁感线方向 所以过这一点只能作出一条磁感线 三根平行的直导线 分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点 如图8 1 4所示 现使每条通电导线在斜边中点o所产生的磁感应强度的大小为b 则该处的实际磁感应强度的大小和方向如何 图8 1 4 根据安培定则 i1与i3在o点处产生的磁感应强度相同 i2在o点处产生的磁感应强度的方向与b1 b3 相垂直 又知b1 b2 b3的大小相等均为b 根据矢量的运算可知o处的实际磁感应强度的大小方向在三角形平面内与斜边夹角 arctan2 如图所示 两个完全相同的通电圆环a b圆心o重合 圆面相互垂直地放置 通电电流相同 电流方向如图8 1 5所示 设每个圆环在其圆心o处独立产生的磁感应强度为b0 则o处的磁感应强度大小为 a 0b 2b0c b0d 无法确定 图8 1 5 根据右手螺旋定则可知 图中a环在圆心o处产生的磁感应强度的方向垂直纸面向里 b环在圆心o处产生的磁感应强度的方向是竖直向下 根据平行四边形定则可知 圆心o处磁感应强度大小为 3 磁通量的计算把一个面积为s0 1 2 10 1m2的单匝矩形线圈abcd放在磁感应强度为b 4 10 2t的有界磁场中 线圈平面与磁场方向垂直 线圈平面恰好有一半处在磁场中 另一半处在磁场外面 如图8 1 5所示 求穿过线圈的磁通量是多少 如果以矩形线圈的bd边为转轴 将线圈旋转60 求此时穿过线圈的磁通量又是多少 图8 1 5 根据磁通量公式 bs 由于线圈平面只有一半处在磁场中 所以s s0 2 6 10 2m2穿过线圈的磁通量 bs 4 10 2 6 10 2wb 2 4 10 3wb线圈旋转60 后 线圈平面全部处在磁场中 且s0与垂直于磁场的平面成60 角 根据磁通量公式 bscos 可得 穿过线圈的磁通量 bscos60 4 10 2 1 2 10 1 0 5wb 2 4 10 3wb 点评 磁通量f b s sina a是b与s的夹角 磁通量的变化df f2 f1 注意 1 如果用公式f b s sina来计算磁通量 只适合于匀强磁场 2 磁通量是标量 但是有正负之分 磁感线穿过某一个平面 要注意是从哪一面穿入 哪一面穿出 一矩形线圈面积s 10 2m2 它和匀强磁场方向之间的夹角 1 30 穿过线圈的磁通量 1 10 3wb 则磁场的磁感应强度b 若线圈以一条边为轴转过180 则穿过线圈的磁通量的变化为 若线圈平面和磁场的方向之间的夹角变为 2 0 则此时的磁通量 0 2t 2 10 3wb 0 易错题 如图8 1 7所示 水平放置的扁平条形磁铁 在磁铁的左端正上方有一线框 线框平面与磁铁垂直 当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中 穿过它的磁通量的变化是 a 先减小后增大b 始终减小c 始终增大d 先增大后减小 图8 1 7 错解 条形磁铁的磁性两极强 故线框从磁极的一端移到另一端的过程中磁性由强到弱再到强 由磁通量计算公式可知f b s 线框面积不变 f与b成正比例变化 所以选a 错解分析 做题时没有真正搞清磁通量的概念 脑子里未正确形成条形磁铁的磁感线空间分布的模型 因此 盲目地生搬硬套磁通量的计算公式f b s 由条形磁铁两极的磁感应强度b大于中间部分的磁感应强度 得出线框在两极正上方所穿过的磁通量f大于中间正上方所穿过的磁通量 正解 规范画出条形磁铁的磁感线空间分