2012届高考物理基础知识归纳-磁场及其描述

精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创1/92012届高考物理基础知识归纳磁场及其描述第1课时磁场及其描述基础知识归纳1磁场1磁场磁极、电流和运动电荷周围存在的一种物质；所有磁现象都起源于电荷运动；磁场对放入其中的磁体通电导线和运动电荷产生力的作用；2磁场的方向规定小磁针在磁场中N极的受力方向或小磁针静止时N极的指向为该处的磁场方向2磁感线及其特点用来形象描述磁场的一组假想曲线，任意一点的切线方向为该点磁场方向，其疏密反映磁场的强弱；在磁体外部磁感线由N极到S极，在内部由S极到N极，形成一组永不相交的闭合曲线3几种常见的磁感线1条形磁铁的磁感线见图1，外部中间位置磁感线切线与条形磁铁平行；2蹄形磁铁的磁感线见图2图1图23电流的磁感线电流方向与磁感线方向的关系由安培精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创2/9定则来判定直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极且离圆环中心越远，磁场越弱立体图横截面图纵截面图4地磁场的磁感线见图3，地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近；地磁场B的水平分量BX总是从地球南极指向地球北极，而竖直分量BY在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下；在赤道平面上，距离表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创3/95匀强磁场的磁感线磁场的强弱及方向处处相同；其磁感线是疏密相同，方向相同的平行直线；距离很近的两个异名磁极之间的磁场及通电螺线管内部的磁场边缘部分除外，都可以认为是匀强磁场4磁感应强度用来表示磁场强弱和方向的物理量符号B定义在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受安培力与电流的比值大小B，单位特斯拉符号T方向磁场中某点的磁感应强度方向是该点磁场的方向，即通过该点的磁感线的切线方向；磁感应强度的大小由磁场本身决定，与放入磁场中的电流无关磁感应强度是矢量5磁通量在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量用公式表示为BS磁通量是标量，但有方向重点难点突破一、理解“磁场方向”、“磁感应强度方向”、“小磁针静止时北极的指向”以及“磁感线切线方向”的关系它们的方向是一致的，只要知道其中任意一个方向，就等精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创4/9于知道了其他三个方向二、正确理解磁感应强度1磁感应强度是由比值法定义的，磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，由磁场本身的性质决定，与放入的通电导线的电流大小I、导线长度L无关，与通电导线是否受安培力无关，即使不放入通电导体，磁感应强度依然存在；2必须准确理解定义式B成立的条件是通电导线垂直于磁场放置磁场的方向与安培力的方向垂直；3磁感应强度是矢量，遵守矢量分解、合成的平行四边形定则三、安培定则的应用1判定直线电流形成的磁场方向大拇指指电流方向，四指指磁场的环绕方向2判定环形电流或通电螺线管的磁场方向时，四指指电流方向，大拇指指环内中心轴线或螺线管内部的磁感线方向典例精析1对磁感应强度的理解【例1】以下说法正确的是A电流元在磁场中受磁场力为F，则B，电流元所受磁场力F的方向即为该点的磁场方向精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创5/9B电流元在磁场中受磁场力为F，则磁感应强度可能大于或等于C磁场中电流元受磁场力大的地方，磁感应强度一定大D磁感应强度为零的地方，一小段通电直导线在该处一定不受磁场力【解析】判断磁感应强度的大小，需在电流元受力最大的前提下进行，且电流元受磁场力方向与该点磁场方向垂直，故A错，B对电流元在磁场中所受磁场力与其放置的位置有关，电流元受力大的地方磁感应强度不一定大，故C错【答案】BD【思维提升】1准确理解公式B成立的条件是BI，即受力最大的前提是解题的关键；2准确理解磁感应强度的大小、方向是由磁场本身的性质决定的，不能说B与F成正比、与IL的乘积成反比【拓展1】一根导线长02M，通有3A的电流，垂直磁场放入磁场中某处受到的磁场力是6102N，则该处的磁感应强度大小B为01T；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度大小为01T若把这根通电导线放入磁场中的另外一点，所受磁场力为12102N，则该点磁感应强度大小为02T【解析】通电导线垂直放入磁场中，由定义式得BT01T精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创6/9某点的磁感应强度由磁场本身决定，故B01T当通电导线在某处所受磁场力一定，将其垂直放入时，对应的B最小BMINT02T，故B02T2安培定则的应用【例2】当S闭合时，在螺线管内部的一根小铁棒被磁化，右端为N极试判断通电螺线管的极性和电源的极性，这时用绝缘线悬挂的小通电圆环将怎样运动俯视【解析】小磁针本题中为磁化后的软铁棒静止时N极的指向为该点的磁场方向，在螺线管内部磁感线由S极到N极，故螺线管内右端为N极再根据安培定则及等效法确定电源右端为负极，左端为正极，小通电圆环顺时针转动同时靠近螺线管【思维提升】明确磁场方向，小磁针N极受力方向或静止时N极指向、磁感线在该点的切线方向及磁感应强度B的方向是同一个方向明确磁感线在磁体外部是由N极到S极，在内部是由S极到N极的闭合曲线【拓展2】弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，如图所示下列说法正确的是ACA若将A接电源正极，B接负极，弹簧秤示数将减小B若将A接电源正极，B接负极，弹簧秤示数将增大精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创7/9C若将B接电源正极，A接负极，弹簧秤示数将增大D若将B接电源正极，A接负极，弹簧秤示数将减小【解析】条形磁铁在本题中可以看做小磁针，当A接电源正极时，条形磁铁的N极方向与螺线管的磁感线方向相反，相互排斥，示数减小，A对，B错；同理C对，D错KS5UCOM3安培定则与磁感应强度的矢量性【例3】如图所示，互相绝缘的三根无限长直导线的一部分AB、CD、EF组成一个等边三角形三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示O为三角形的中心，M、N分别为O关于AB、CD的对称点已知三电流形成的合磁场在O点的磁感应强度的大小为B1，在M点的磁感应强度大小为B2，此时合磁场在N点的磁感应强度的大小为若撤去EF中的电流，而AB、CD中电流不变，则N点的磁感应强度大小为【解析】设每根电流线在O点产生的磁感应强度大小为B0，EF、CD在M点产生的磁感应强度大小为B0，则在O点有B1B0在M点有B22B0B0在N点有BNB0B1撤去EF中的电流后，在N点有BNB0B0精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创8/9由式解得BN【答案】B1；【思维提升】直线电流的磁场方向由安培定则确定，直线电流的磁场强弱与电流I的大小及位置有关，充分利用“对称性”是解本题的关键【拓展3】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【解析】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B1B3相垂直又知B1、B2、B3的大小均为B，根据矢量的运算可知O处的实际磁感应强度的大小B0，方向三角形平面内与斜边夹角ARCTAN2，如图所示易错门诊【例4】如图所示，电流从A点分两路通过环形支路再汇合于B点，已知两个支路的金属材料相同，但截面积不相同，上面部分的截面积较大，则环形中心O处的磁感应强度方向是A垂直于环面指向纸内B垂直于环面指向纸外C磁感应强度为零D斜向纸内【错解】根据磁感应强度的矢量性，在O点场强很有可能精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创9/9选择C或D【错因】对于两个