2019-2020年高三物理 專(zhuān)題一 磁場(chǎng).磁感應(yīng)強(qiáng)度.磁通量復(fù)習(xí)講義.doc

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2019-2020年高三物理 專(zhuān)題一 磁場(chǎng).磁感應(yīng)強(qiáng)度.磁通量復(fù)習(xí)講義 本章考試大綱 九、磁場(chǎng) 內(nèi)容 要求 說(shuō)明 71．電流的磁場(chǎng) 72．磁感應(yīng)強(qiáng)度．磁感線(xiàn)．地磁場(chǎng) 73．磁性材料．分子電流假說(shuō) 74．磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線(xiàn)的作用．安培力．左手定則 75．磁電式電表原理 76．磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，洛倫茲力．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 77．質(zhì)譜儀，回旋加速器 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ 1．安培力的計(jì)算限于直導(dǎo)線(xiàn)跟B平行或垂直的兩種情況 2．洛倫茲力的計(jì)算限于v跟B平行或垂直的兩種情況 專(zhuān)題一 磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量 【達(dá)標(biāo)指要】 知道磁場(chǎng)的基本特性，熟練掌握和運(yùn)用安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，深刻理解磁感應(yīng)強(qiáng)度概念，掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加原理， 【名題精析】 A B O 圖11-1-1 例1．如圖11-1-1所示，兩個(gè)完全相同的通電圓環(huán)A、B圓心O重合、圓面相互垂直的放置，通電電流相同，電流方向如圖所示，設(shè)每個(gè)圓環(huán)在其圓心O處獨(dú)立產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（ ） A．0 B．2B0 C．B0 D．無(wú)法確定 分析與解：根據(jù)右手螺旋定則可知，圖中A環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是垂直紙面向里，B環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是豎直向下．根據(jù)平行四邊形定則可知，圓心O處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0． 例2．如圖11-1-2甲所示，根據(jù)小磁針的指向，畫(huà)出線(xiàn)圈的繞線(xiàn)方向． 甲 N S N S 乙 圖11-1-2 分析與解：首先由小磁針靜止時(shí)N極的指向可以確定，繞在蹄形鐵芯上的線(xiàn)圈通電后，產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感線(xiàn)，是從鐵芯左方到右方，即蹄形鐵芯左方為N極，右方為S極，再根據(jù)電源標(biāo)出電流方向，鐵芯左方上端為N極，由安培定則可知，鐵芯左方線(xiàn)圈中電流方向如圖所示，由此可知左側(cè)線(xiàn)圈中的繞線(xiàn)方向如圖所示．同理，鐵芯右側(cè)上端為S極，根據(jù)安培頂則可知，線(xiàn)圈中電流方向如圖所示，故線(xiàn)圈繞線(xiàn)方向如圖11-1-2乙所示． a b c d c d B 圖11-1-3 例3．如圖11-1-3所示，面積為S的矩形線(xiàn)圈abcd，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線(xiàn)框平面成θ角，當(dāng)線(xiàn)框以ab為軸順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，穿過(guò)abcd面的磁通量變化量△Φ為（ ） A．BScosθ B．-BS(sinθ＋cosθ) C．BSsinθ D．BS 分析與解：磁通量由磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量在垂直于線(xiàn)框方向上的分量決定，開(kāi)始時(shí)B與線(xiàn)框平面成θ角，磁通量φ1=Bssinθ，線(xiàn)框平面按題意方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁通量減少，當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，磁通量為負(fù)值，Φ2=-Bscosθ，可見(jiàn)，磁通量的變化量為△Φ=Φ2-Φ1=-BScosθ-BSsinθ=-BS(cosθ+sinθ)． 【思路點(diǎn)撥】 例1、例2考查了安培定則的應(yīng)用、空間磁感線(xiàn)分布及矢量合成的平行四邊形法則． 例3中應(yīng)注意：磁通量Φ=BS的適用條件、物理量的分解． 【益智演練】 1．如圖11-1-4所示，ab是水平面上一個(gè)圓的直徑，在過(guò)ab的豎直面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線(xiàn)ef，且ef平行于ab，當(dāng)ef豎直向上平移時(shí)，穿過(guò)圓面積的磁通量將( ) 圖11-1-4 e f a b I A．逐漸變大 B．逐漸變小 C．始終為零 D．不為零，但始終保持不變 2．如圖11-1-5所示，一帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線(xiàn)上的小磁針最后平衡的位置是( ) A．N極豎直向上 B．N極豎直向下 C．N極沿軸線(xiàn)向左 D．N極沿軸線(xiàn)向右 圖11-1-6 i2 i1 i3 i4 ω N S O O 圖11-1-5 3．在同一平面內(nèi)有四根彼此絕緣的通電直導(dǎo)線(xiàn)，如圖11-1-6所示，四根導(dǎo)線(xiàn)中電流i4=i3＞i2＞i1，要使O點(diǎn)磁場(chǎng)增強(qiáng)，應(yīng)切斷哪一根導(dǎo)線(xiàn)中的電流（ ） A．i1 B．i2 C．i3 D．i4 圖11-1-7 a b c d 4．在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一根長(zhǎng)通電直導(dǎo)線(xiàn)，電流的方向垂直紙面向里，如圖11-1-7所示，a、b、c、d是以直導(dǎo)線(xiàn)為圓心的同一圓周上的四點(diǎn)，在這四點(diǎn)中( ) A．b、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 C．c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小 D．b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大 5．有一束電子流沿x軸正方向高速運(yùn)動(dòng)，如圖11-1-8所示，電子流在z軸上的P點(diǎn)處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向是沿( ) A．y軸正方向 B．y軸負(fù)方向 x y z O P 圖11-1-8 C．z軸正方向 D．z軸負(fù)方向 6．在地球赤道上空有一小磁針處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，突然發(fā)現(xiàn)小磁 針N極向東偏轉(zhuǎn)，由此可知( ) A．一定是小磁針正東方向上有一條形磁鐵的N極靠近小磁針 B．一定是小磁針正東方向上有一條形磁鐵的S極靠近小磁針 C．可能是小磁針正上方有電子流自南向北水平通過(guò) D．可能是小磁針正上方有電子流自北向南水平通過(guò) 7．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法中，正確的是 ( ) A．一小段通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 B．一小段通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力越小，說(shuō)明該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度越小 C．磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，就是放在該點(diǎn)的一小段通電導(dǎo)體的受力方向 D．磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向與放在該點(diǎn)的通電導(dǎo)線(xiàn)受力情況無(wú)關(guān) 8．下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．一小段通電導(dǎo)線(xiàn)放在磁場(chǎng)A處時(shí)，受到的磁場(chǎng)力比放在B處大，說(shuō)明A處磁感應(yīng)強(qiáng)度比B處磁感應(yīng)強(qiáng)度大 B．由B=可知，某處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與放入該處的通電導(dǎo)線(xiàn)IL乘積成反比 C．B總與F和I垂直，但F、I之間可以不垂直 D．小磁針N極所受磁場(chǎng)力方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 9．有一小段通電導(dǎo)線(xiàn)，長(zhǎng)為1cm，電流強(qiáng)度為5A，把它置于磁場(chǎng)中某點(diǎn)，受到的磁場(chǎng)力為0.1 N，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定是（ ） A．B=2 T B．B≤2 T C．B≥2 T D．以上情況都有可能 10．關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線(xiàn)的描述，下列哪些是正確的 ( ) A．磁感線(xiàn)從磁體的N極出發(fā)到磁體的S極終止 B．自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針?lè)旁谕娐菥€(xiàn)管內(nèi)部，其N(xiāo)極指向螺線(xiàn)管的北極 C．磁感線(xiàn)是互不相交的閉合曲線(xiàn) D．兩條磁感線(xiàn)的空隙處不存在磁場(chǎng) 11．關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)都是電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的 B．一切磁作用都可以歸納為是運(yùn)動(dòng)電荷之間通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用 C．根據(jù)安培的分子電流假說(shuō)，在外界磁場(chǎng)作用下，鐵磁性物體內(nèi)部分子電流取向變得大致相同時(shí)，物體就被磁化，兩端就形成磁極 D．為了使永久磁體保持磁性，要定期讓它受到高溫或猛烈的撞擊，促使分子電流易于獲得一致取向 12．如圖11-1-9所示，M1與M2為兩根原未被磁化的鐵棒，現(xiàn)將它們分別放置于如圖所示的位置，則被通電螺線(xiàn)管產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁化( ) M1 M2 圖11-1-9 A．M1的左端為N極，M2的右端為N極 B．M1和M2的左端均為N極 C．M1的右端為N極，M2的左端為N極 D．M1和M2的右端均為N極 13．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．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．由南向北沿磁子午線(xiàn) D．由赤道向兩極沿磁子午線(xiàn)方向 （注：磁子午線(xiàn)是地球磁場(chǎng)N極與S極在地球表面的連線(xiàn)） 14．如圖11-1-10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)線(xiàn)圈平面的磁通量為_(kāi)______；若使框架繞軸OO′轉(zhuǎn)過(guò)60角，則穿過(guò)線(xiàn)框平面的磁通量為_(kāi)______；若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)90角，則穿過(guò)線(xiàn)框平面的磁通量為_(kāi)______；若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)120角，則穿過(guò)線(xiàn)圈平面的磁通量的變化量為_(kāi)______． 圖11-1-10 O O′ 圖11-1-11 電源 15．如圖11-1-11所示，放在通電螺線(xiàn)管內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時(shí)N極指向右，試判定電源的正負(fù)極． 圖11-1-12 A B C D 16．在同一個(gè)平面內(nèi)有六根彼此絕緣的通電導(dǎo)線(xiàn)，其中電流強(qiáng)度的大小相同，方向如圖11-1-12所示．A、B、C、D四個(gè)區(qū)域均為面積相同的正方形，其中指向紙外的磁場(chǎng)最強(qiáng)的區(qū)域是_______區(qū)． 17．一般情況下，金屬都有電阻．電阻是導(dǎo)體的屬性之一．當(dāng)條件發(fā)生改變時(shí)，其屬性也會(huì)發(fā)生改變． （1）實(shí)驗(yàn)表明，某些金屬當(dāng)溫度降低到某一定值時(shí)，其電阻突然降為零，這種現(xiàn)象叫做 現(xiàn)象． 圖11-1-13 （2）圖11-1-13所示為磁懸浮現(xiàn)象，將某種液態(tài)物質(zhì)倒入金屬盤(pán)后，能使金屬盤(pán)達(dá)到轉(zhuǎn)變溫度，在金屬盤(pán)上方釋放一永磁體，當(dāng)它下落到盤(pán)上方某一位置時(shí)即產(chǎn)生磁懸浮現(xiàn)象．試根據(jù)下表列出的幾種金屬的轉(zhuǎn)變溫度和幾種液態(tài)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)，判斷所倒入的液態(tài)物質(zhì)應(yīng)是_______，金屬盤(pán)的材料應(yīng)是_______． 金屬轉(zhuǎn)變溫度/K 液態(tài)物質(zhì)沸點(diǎn)/K 銥 0.14 液氦 4.1 鋅 0.75 液氮 77.0 鋁 1.20 液氧 90.0 錫 3.72 液態(tài)甲烷 111.5 鉛 7.20 液態(tài)二氧化碳 194.5 （3）試分析說(shuō)明磁懸浮現(xiàn)象的原因． （4）利用上述現(xiàn)象，人們已設(shè)計(jì)成磁懸浮高速列車(chē)．列車(chē)車(chē)廂下部裝有電磁鐵，運(yùn)行所需槽形導(dǎo)軌底部和側(cè)壁裝有線(xiàn)圈，用以提供_______．這種列車(chē)是一般列車(chē)運(yùn)行速度的3~4倍，能達(dá)到這樣高速的原因是_ __． 【學(xué)后反思】 磁場(chǎng)是磁極或電流周?chē)a(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)，磁場(chǎng)和電場(chǎng)是兩種不同的物質(zhì)．磁場(chǎng)的電本質(zhì)是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生．磁場(chǎng)分布在立體空間，掌握磁感線(xiàn)分布的立體圖、縱、橫截面圖的畫(huà)法對(duì)分析問(wèn)題很有幫助． 【參考答案】 1．C 2．C 3．D 4．AC 5．A 6．C 7．D 8．D 9．C 10．BC 11．ABC 12．A 13．B 14．BS，BS/2，0，3BS/2 15．左“+” 16．B 17．（1）超導(dǎo)；（2）液氦，鉛；（3）金屬盤(pán)上方下落的永磁體，在金屬盤(pán)中感應(yīng)出電流，由于是超導(dǎo)體，所以該電流很大，產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng)，與上方下落的永磁體互相排斥．永磁體受到這個(gè)強(qiáng)磁力平衡了自身的重力時(shí)，就會(huì)處于懸浮狀態(tài)；（4）強(qiáng)磁場(chǎng)，消除了摩擦．