高三物理一轮复习学案 3.1磁现象和磁场几种常见的磁场 新人教版选修3-1

用心 爱心 专心 第三章第三章 磁场磁场 3 1 3 1 磁现象和磁场磁现象和磁场 几种常见的磁场几种常见的磁场 学习目标 磁场 磁通量 磁感线 通电直导线 通电线圈 自主学习 一 磁现象和磁场 1 磁现象 天然磁石的主要成分是 现使用的磁铁多是用 等金属或用 制成的 天然磁石和人造磁铁都叫做 它们能吸引 的性质叫磁性 磁体的各部分磁性强弱不同 磁性最 的区域叫磁极 能够自由 转动的磁体 静止时指 的磁极叫做南极 S 极 指 的磁极叫做北极 N 极 2 电流的磁效应 1 自然界中的磁体总存在着 个磁极 同名磁极相互 异名磁极相互 2 丹麦物理学家奥斯特的贡献是发现了电流的 著名的奥斯特实验是把 导线沿南北方向放置在指南针上方 通电时 3 磁场 磁体与磁体之间 磁体与通电导体之间 以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通 过 发生的 4 磁性的地球 地磁南极在地理 极附近 地磁北极在地理 极附近 二 几种常见的磁场 1 磁感线 所谓磁感线 是在磁场中画出的一些有方向的 在这些 上 每 一点的磁场方向都在该点的切线方向上 磁感线的基本特性 1 磁感线的疏密表示磁场 的 2 磁感线不相交 不相切 不中断 是闭合曲线 在磁体外部 从 指向 在磁体内部 由 指向 3 磁感线是为了形象描述磁场而假 用心 爱心 专心 想的物理模型 在磁场中并不真实存在 不可认为有磁感线的地方才有磁场 没有磁感线的 地方没有磁场 2 安培定则 判定直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系时 安培定则表述为 用 握住导线 让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致 弯曲的四指所指的方向就是 的环绕方向 判定环形电流和通电螺线管的电流方向和磁感线方向之间的关系时要统一表述 为 让弯曲的四指所指方向跟 方向一致 大拇指所指的方向就是环形电流或通电螺线 管 磁感线的方向 这里把环形电流看作是一匝的线圈 3 安培分子电流假说 1 安培分子电流假说 在原子 分子等物质微粒内部 存在着一种环形电流 分子电流使每个物质微粒都成为微小的 它的两侧相当于两个 2 磁现象的电本质 磁铁的磁场和电流的磁场一样 都是由 产生的 3 磁性材料按磁化后去磁的难易可分为 材料和 材料 4 匀强磁场 磁感应强度 处处相同的磁场叫匀强磁场 uniform magnetic field 匀强磁场的磁感线是一些 直线 5 磁通量 1 定义 设在磁感应强度为 B 的匀强磁场中 有一个与磁场方向垂直的平面 面积 为 S 则 B 与 S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量 magnetic flux 简称磁通 2 定义式 3 单位 简称 符号 1Wb 1T m2 4 磁通量是标量 5 磁通密度即磁感应强度 B S 1T 1 mA N 1 m Wb 2 典型例题 例 1 以下说法中 正确的是 A 磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的 B 电流与电流的相互作用是通过电场产生的 C 磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的 用心 爱心 专心 D 磁场和电场是同一种物质 例 2 如图表示一个通电螺线管的纵截面 ABCDE 在此纵截面内 5 个位置上的小磁针是该螺线管通电前的指向 当螺线管通入如图所示 的电流时 5 个小磁针将怎样转动 例 3 有一矩形线圈 线圈平面与磁场方向成 角 如图所示 设磁感应强度为 B 线圈面积为 S 则穿过 线圈的磁通量为多大 例 4 如图所示 两块软铁放在螺线管轴线上 当螺线管通电后 两软铁将 填 吸引 排斥 或 无作用力 A 端将感应出 极 例 5 磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性 根据安培的分子电流假说 其原因是 A 分子电流消失B 分子电流的取向变得大致相同 C 分子电流的取向变得杂乱D 分子电流的强度减弱 用心 爱心 专心 针对训练 1 磁场的基本特性 磁场对放入其中的磁体 电流和运动电荷都有 的作 用 2 磁现象的电本质 最早揭示磁现象电本质的假说是 分子电流排列由无序变成有序称为 分子电流排列由有序变无序称为 磁铁的磁场和电流的磁场一样 都是由 产生的 3 磁感线上每点的切线方向表示该点 磁感线的 定性地 表示磁场强弱 4 磁感线 在磁体 螺线管 外部由 极到 极 内部由 S 极到 极 该点与电场线不同 磁感线 5 若某个区域里磁感应强度大小 方向 则该区域的磁场叫做 匀强磁场 它的磁感线是 的直线 6 对于通电直导线 右手大拇指代表 方向 四个弯曲的手指方向代表 方向 对于环形电流和通电螺线管 右手大拇指代表 方向 四个弯曲的手指方向代 表 方向 能力训练 1 奥斯特实验说明了 A 磁场的存在B 磁场具有方向性 C 通电导线周围存在磁场 D 磁体间有相互作用 2 磁体与磁体间 磁体和电流间 电流和电流间相互作用的示意图 以下正确的是 A 磁体 磁场 磁体B 磁体 磁场 电流 C 电流 电场 电流D 电流 磁场 是流 3 有一束电子流沿 x 轴正方向高速运动 如图所示 电子流在 z 轴上的 P 点处产生的 磁场方向是沿 A y 轴正方向 用心 爱心 专心 B y 轴负方向 C z 轴正方向 D z 轴负方向 4 在图中 P Q 是圆筒形螺线管中两根平行于轴线放置的软铁棒 当开关 S 闭合时 软铁棒将 A 静止在原来的位置不动 B 相互吸引 C 相互排斥 D 相互吸引在一起 同时发生转动 5 根据安培假设的思想 认为磁场是由于运动电荷产生的 这种思想如果对地磁场也 适用 而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷 那么由此判断 地球应该 A 带负电B 带正电C 不带电D 无法确定 6 关于磁通量 下列叙述正确的是 A 在匀强磁场中 穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积 B 在匀强磁场中 a 线圈的面积比b 线圈大 则穿过a 线圈的磁通量一定比穿过b 线圈 的磁通量大 C 把一个线圈放在 M N 两处 若放在 M 处时穿过线圈的磁通量比放在 N 处时大 则 M 处的磁 感应强度一定比 N 处大 D 同一线圈放在磁感应强度大处 穿过线圈的磁通量不一定大 7 把一个面积为 5 0 10 2m2的单匝矩形线圈放在磁感应强度为 2 0 10 2T 的匀强磁场 中 当线圈平面与磁场方向垂直时 穿过线圈的磁通量是多大 8 如图所示 在条形磁铁外面套一圆环 当圆环从磁铁的 N 极向下平移到 S 极的过程 中 穿过圆环的磁通量如何变化 A 逐渐增加 B 逐渐减少 C 先逐渐增加 后逐渐减少 D 先逐渐减少 后逐渐增大 用心 爱心 专心 9 如图所示 在一个平面内有 6 根彼此绝缘的 通电导线 通过的电流强度大小相等 方向如图所示 中的箭头方向 I II III IV 四个区域是面积等大 的正方形 则垂直指向纸外的磁场区域是 垂直指向纸内的磁场区域是 磁感应强度为零的区域是 10 一个单匝线圈 abcd 如图所示放置在一个限制在一定范围内分布的匀强磁场中 已 知磁感应强度为 0 1T 现使线圈绕 ab 轴以 100 rad s 匀速转动 求 1 若由图示位置开始转动 60 则磁通量的变化量 2 若由图示位置开始转动 30 时 磁通量的变化量多大 3 若由图示位置开始转动 75 磁通量的变化量多大 学后反思 参考答案 典型例题 例 1 A 例 2 答案 A C 两处小磁针 N 极向右转 B D E 处 小磁铁 N 极向左转 最后如图所示 例 3 BSsin 例 4 吸引 S 例 5 C 针对训练 1 力 2 安培分子电流假