步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第八章 磁 场》第1课时

步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第八章 磁 场》第1课时内容摘要：

1、考点内容 要求 考纲解读磁场、磁感应强度、磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力 洛伦兹力、洛伦兹力的方向 洛伦兹力的公式 带电粒子在匀强磁场中的运动 质谱仪和回旋加速器 说明：(1)安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形(2)感线、安培力、洛伦兹力的理解及安培定则和左手定则的运用，一般以选择题的形式出现2安培力的大小计算以及带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析与计算，一般以计算题的形式出现3带电粒子在独立场、混合场中的运动问题仍是本章考查的重点内容， 课时磁场的描述磁场对电流的作用考纲解读 点一磁感应强度和电场强度的比较1磁场(1)基本特性： 2、磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用(2)方向：小磁针的 N 极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时 N 极的指向2磁感应强度(1)定义式：B (通电导线垂直于磁场 )方向：小磁针静止时 N 极 的指向(3)磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的3磁感应强度 B 与电场强度 E 的比较对应名称比较项目磁感应强度 B 电场强度 述磁场的力的性质的物理量 描述电场的力的性质的物理量定义式 B ，通电导线与 B 垂直磁场决定，与检验电流无关 由电场决定，与检验电荷无关方向矢量磁感线的切线方向，小磁针 入该点的正电荷受力方向场的叠加合磁感应强度等于各磁场的磁感应强 3、度的矢量和合场强等于各个电场的电场强度的矢量和例 1 关于磁感应强度 B，下列说法中正确的是()A磁场中某点 B 的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B磁场中某点 B 的方向，跟放在该点的试探电流元受到磁场力的方向一致C若在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用，该点 B 值大小为零D在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大解析磁感应强度是磁场本身的属性，在磁场中某处的磁感应强度为一恒量，其大小可由B 计算，与试探电流元的 F、I、L 的情况无关，A 错磁感应强度的方向规定为小磁针所受磁场力的方向，与放在该处的电流元受力方向垂直，B 错当试探电流元的方向与磁场方向平行时，电流元所受磁场力虽 4、为零，但磁感应强度却不为零，C 错磁感线的疏密是根据磁场的强弱画出的，磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，磁感线越稀疏的地方，磁感应强度越小，故 D 正确答案对磁感应强度的理解 下列关于磁感应强度的说法正确的是()A一小段通电导体放在磁场 A 处，受到的磁场力比 B 处的大，说明 A 处的磁感应强度比B 处的磁感应强度大B由 B 可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力 F 成正比，、L 成反比C一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零D小磁针 N 极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向答案感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是磁场本身性质的反 5、映，其大小由磁场以及在磁场中的位置决定，与 F、I、L 都没有关系，B 只是磁感应强度的定义式，同一以A、B、C 都是错误的磁感应强度的方向就是该处小磁针 N 极所受磁场力的方向，不是通电导线的受力方向，所以 D 正确2电场强度和磁感应强度的对比下列说法中正确的是()A电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零B一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零C表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值答案场和磁场有一个明显的区别是 6、：电场对放入其中的电荷有力的作用，磁场对通电导线有力的作用的条件是磁场方向不能和电流方向平行，因此 A 对，B 错同理根据电场强度的定义式 E 可知 C 正确而同样用比值定义法定义的磁感应强度则应有明确的说明， 中 I 和 B 的方向必须垂直，故 D 错点电场强度的方向与电荷在该点的受力方向相同或相反；而某点磁感应强度方向与电流元在该点所受磁场力的方向垂直2电荷在电场中一定会受到电场力的作用；如果通电导体的电流方向与磁场方向平行，则通电导体在磁场中受到的磁场力为零考点二安培定则的应用和磁场的叠加1电流的磁场直线电流的磁场 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 7、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 极，且离圆环中心越远，算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解例 2 如图 1 所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的 M、N 两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流a、O 、b 在 M、N 的连线上，O 为 中点，c、d 位于 中垂线上，且 a、b、c、d 到 O 点的距离均相等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()图 1AO 点处的磁感应强度为零Ba、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、 d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同Da、c 两点处磁感 8、应强度的方向不同解析根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解根据安培定则判断：两直线电流在 O 点产生的磁场方向均垂直于 下，O 点的磁感应强度不为零，故 A 选项错误；a、b 两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故 B 选项错误；根据对称性，c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故 C 选项正确；a、c 两点的磁感应强度方向相同，故 D 选项错误答案安培定则的应用 如图 2 所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向图 2答案1根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向2磁场中每一点磁感应强度的方向为该点 9、磁感线的切线方向3磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和考点三导体运动趋势的五种判定方法1通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的判定步骤：首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向2应用左手定则判定安培力方向时应注意：磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面例 3 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图 3 所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向 10、为由 a 到 b 的电流，则导线 到安培力作用后的运动情况为()图 3A从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B从上向下看顺时针转动并远离螺线管C从上向下看逆时针转动并远离螺线管D从上向下看逆时针转动并靠近螺线管解析本题考查安培定则以及左手定则，意在考查学生对安培定则以及左手定则应用的理解先由安培定则判断通电螺线管的南、北两极，找出导线左、右两端磁感应强度的方向，并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向，如图 a 所示可以判断导线受到安培力作用后从上向下看逆时针方向转动再分析此时导线位置的磁场方向，再次用左手定则判断导线受到安培力的方向，如图 b 所示，导线还要靠近螺线管，所以 D 正确，A 、B 11、、C 错误答案导体运动的判断 如图 4 所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁 N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面当线圈内通以图示方向的电流后，线圈的运动情况是()图 4A线圈向左运动 B线圈向右运动C从上往下看顺时针转动 D从上往下看逆时针转动答案法一电流元法首先将线圈分成很多小段，每一小段可看作一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受到的安培力情况如图所示根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动只有选项 A 正确解法二等效法将环形电流等效成小磁针，如图所示，根据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选 据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥” ，也 12、可判断出线圈向左运动，选 转换研究对象法判断 如图 5 所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A 为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为 导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为 下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是()图 5AF 簧的伸长量增大DF 簧的伸长量减小答案题图中，由于条形磁铁的磁感线是从 N 极出发到 S 极，所以可画出磁铁在导线 方向是斜向左下方的，导线 A 中的电流垂直纸面向外时，由左手定则可判断导线 A 必受斜向右下方的安培力 F，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力 F的方向是斜向左上方，所以磁铁对斜面的压 13、力减小，即 有沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大，所以正确选项为 割为电流元 安培力方向 整段导体所受 左 手 定 则 合力方向 运动方向特殊位置法在特殊位置 安培力方向 运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向考点四导体的平衡与加速1导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析 14、方法相同，只不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析图2导体的加速问题关键是做好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度例 4 (2012天津2) 如图 6 所示，金属棒 端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以由 M 向 N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为 角的相应变化情况是()图 6A金属棒中的电流变大， 角变大B两悬线等长变短， 角变小C金属棒质量变大， 角变大D磁感应强度变大， 角变小解析选金属棒 研究对象，其受力情况如图所示根据平衡条件及三角形知识可得 ，所以当金属棒中的电流 I、磁感应强度 B 变大时， 角变大，选项 A 正确，选 错误；当金属棒质量 m 变大时， 角变小，选项 C 错误； 角的大小与悬线长短无关，选项 B 错误答案导体的加速运动 如图 7 所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O 点为圆弧的圆心两。