學(xué)案39 磁場(chǎng)及其描述

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1、高三物理備課資料 磁場(chǎng) 學(xué)案39 磁場(chǎng)及其描述 【課前準(zhǔn)備】 1．地球是一個(gè)大磁體：①在地面上放置一個(gè)小磁針，小磁針的南極指向地磁場(chǎng)的南極；②地磁場(chǎng)的北極在地理南極附近；③赤道附近地磁場(chǎng)的方向和地面平行；④北半球地磁場(chǎng)方向相對(duì)地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁場(chǎng)方向都是和地面平行的．以上關(guān)于地磁場(chǎng)的描述正確的是(　　) A．①②④ B．②③④ C．①⑤ D．②③ 2．下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說(shuō)法中，正確的是(　　) A．某處

2、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)力的方向 B．小磁針N極受磁場(chǎng)力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 C．垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線(xiàn)的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 D．磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 3．有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說(shuō)法中，正確的是(　　) A．磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來(lái)表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量 B．若有一小段通電導(dǎo)體在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 C．若有一小段長(zhǎng)為L(zhǎng)，通以電流為I的導(dǎo)體，在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力為F，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一定是 D．由定義式B＝可知，電流強(qiáng)度I越大，導(dǎo)線(xiàn)L越長(zhǎng)，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小 4．當(dāng)接通電

3、源后，小磁針A的指向如圖所示，則(　　) A．小磁針B的N極向紙外轉(zhuǎn) B．小磁針B的N極向紙里轉(zhuǎn) C．小磁針B不轉(zhuǎn)動(dòng) D．因電流未標(biāo)出，所以無(wú)法判斷小磁針B如何轉(zhuǎn)動(dòng) 5．如圖所示，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，則穿過(guò)平面的磁通量的情況是(　　) A．如圖所示位置時(shí)等于BS B．若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過(guò)60°角，磁通量為BS C．若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)90°角，磁通量為零 D．若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)180°角，磁通量變化為2BS 【考點(diǎn)突破】 一、磁感線(xiàn)的特點(diǎn) 【例1】磁體之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的．對(duì)磁場(chǎng)認(rèn)識(shí)正確的是(　　) A．磁感線(xiàn)有可能出現(xiàn)相交的

4、情況 B．磁感線(xiàn)總是由N極出發(fā)指向S極 C．某點(diǎn)磁場(chǎng)的方向與放在該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)N極所指方向一致 D．若在某區(qū)域內(nèi)通電導(dǎo)線(xiàn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 二、對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的理解及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的疊加 【例2】如圖所示，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d為導(dǎo)線(xiàn)某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)且a、b、c與兩導(dǎo)線(xiàn)共面；b點(diǎn)在兩導(dǎo)線(xiàn)之間，b、d的連線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)所在平面垂直．磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是(　　) A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn) C．c點(diǎn) D．d點(diǎn) [針對(duì)訓(xùn)練]如圖所示，一根通電直導(dǎo)線(xiàn)垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T

5、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在以導(dǎo)線(xiàn)截面的中心為圓心，r為半徑的圓周上有a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)．已知a點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0，則下列敘述正確的是(　　) A．直導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向垂直紙面向里 B．b點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T，方向斜向上，與B的夾角為45° C．c點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度也為0 D．d點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度與b點(diǎn)相同 三、安培定則的應(yīng)用及磁場(chǎng)方向的確定 【例3】 如圖所示，直導(dǎo)線(xiàn)AB、螺線(xiàn)管C、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn)，它們的磁場(chǎng)互不影響，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，則小磁針的北極N(黑色一端)指示出磁場(chǎng)方向正確的是(　　) A．a(chǎn)、c B．b、c C．c、d D．a(chǎn)、d 四、對(duì)磁通量的理

6、解 【例4】 如圖所示，矩形線(xiàn)圈有N匝，面積大小為S，放在水平面內(nèi)，加一個(gè)豎直向下的范圍較大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則穿過(guò)平面的磁通量是多少？若使線(xiàn)圈繞ab邊轉(zhuǎn)過(guò)60°，則穿過(guò)線(xiàn)圈平面的磁通量是多少？若線(xiàn)圈繞ab邊轉(zhuǎn)過(guò)180°，則穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量改變了多少？ 【課后作業(yè)】 1．關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線(xiàn)的描述，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．磁感線(xiàn)從磁體的N極出發(fā)，終止于S極 B．磁場(chǎng)的方向就是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某點(diǎn)受磁場(chǎng)作用力的方向 C．沿磁感線(xiàn)方向，磁場(chǎng)逐漸減弱 D．在磁場(chǎng)強(qiáng)的地方同一通電導(dǎo)體受的安培力可能比在磁場(chǎng)弱的地方受的安培力小 2．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，以下說(shuō)法

7、中正確的是(　　) A．電流元IL在磁場(chǎng)中受力為F，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定等于 B．電流元IL在磁場(chǎng)中受力為F，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能大于或等于 C．磁場(chǎng)中電流元受力大的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大 D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線(xiàn)，受力的大小和方向無(wú)關(guān) 3．如圖所示為通電螺線(xiàn)管的縱剖面圖，“””和“⊙”分別表示導(dǎo)線(xiàn)中的電流垂直紙面流進(jìn)和流出，圖中四個(gè)小磁針(涂黑的一端為N極)靜止時(shí)的指向一定畫(huà)錯(cuò)了的是(　　) A．a(chǎn) B．b C．c D．d 4.兩根通電的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)平行放置，電流分別為I1和I2，電流的方向如圖1所示．在與導(dǎo)線(xiàn)垂直的平面上有a、b、c、d四點(diǎn)，

8、其中a、b在導(dǎo)線(xiàn)橫截面連線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)上，c、d在導(dǎo)線(xiàn)橫截面連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)上．則導(dǎo)體中的電流在這四點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的是(　　) A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn) C．c點(diǎn) D．d點(diǎn) 5．19世紀(jì)20年代，以塞貝克(數(shù)學(xué)家)為代表的科學(xué)家已認(rèn)識(shí)到：溫度差會(huì)引起電流，安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽(yáng)照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假設(shè)：地球磁場(chǎng)是由繞地球的環(huán)形電流引起的，則該假設(shè)中的電流方向是(　　) A．由西向東垂直磁子午線(xiàn) B．由東向西垂直磁子午線(xiàn) C．由南向北沿子午線(xiàn) D．由赤道向兩極沿子午線(xiàn) (注：磁子午線(xiàn)是地球磁場(chǎng)N極與S極在地

9、球表面的連線(xiàn)) 6．取兩個(gè)完全相同的長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)，用其中一根繞成如圖(a)所示的螺線(xiàn)管，當(dāng)該螺線(xiàn)管中通以電流強(qiáng)度為I的電流時(shí)，測(cè)得螺線(xiàn)管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，若將另一根長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)對(duì)折后繞成如圖(b)所示的螺線(xiàn)管，并通以電流強(qiáng)度也為I的電流時(shí)，則在螺線(xiàn)管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(　　) A．0 B．0.5B C．B D．2B 7．如圖所示，同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)1和2，通有大小相等、方向相反的電流，a、b兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線(xiàn)共面，a點(diǎn)在兩導(dǎo)線(xiàn)的中間與兩導(dǎo)線(xiàn)的距離均為r，b點(diǎn)在導(dǎo)線(xiàn)2右側(cè)，與導(dǎo)線(xiàn)2的距離也為r.現(xiàn)測(cè)得a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，則去掉導(dǎo)線(xiàn)1后，b點(diǎn)的磁感應(yīng)

10、強(qiáng)度大小為_(kāi)_______，方向________． 8．如圖所示，邊長(zhǎng)為100 cm的正方形閉合線(xiàn)圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈ab、cd兩邊中點(diǎn)連線(xiàn)OO′的左右兩側(cè)分別存在方向相同，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小各為B1＝0.6 T，B2＝0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若從上往下看，線(xiàn)圈逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)37°時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量改變了多少？線(xiàn)圈從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈平面的磁通量改變了多少？ 9.如圖所示為一電流表的原理示意圖．質(zhì)量為m的勻質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)處通過(guò)一掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連，絕緣彈簧勁度系數(shù)為k.在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外．與MN的右端N連接一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù)，MN的長(zhǎng)度大于.當(dāng)MN中沒(méi)有電流通過(guò)且處于平衡狀態(tài)時(shí)，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合；當(dāng)MN中有電流通過(guò)時(shí)，指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度． (1)當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量是多少？(重力加速度為g) (2)若要電流表正常工作，MN的哪一端應(yīng)與電源正極相接？ (3)若k＝2.0 N/m，＝0.20 m，＝0.050 m，B＝0.20 T，此電流表的量程是多少？(不計(jì)通電時(shí)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用) (4)若將量程擴(kuò)大2倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)槎啻螅? 4