2022年高三物理 專題一 磁場.磁感應(yīng)強度.磁通量復(fù)習(xí)講義

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1、2022年高三物理 專題一 磁場.磁感應(yīng)強度.磁通量復(fù)習(xí)講義 本章考試大綱 九、磁場 內(nèi)容 要求 說明 71．電流的磁場 72．磁感應(yīng)強度．磁感線．地磁場 73．磁性材料．分子電流假說 74．磁場對通電直導(dǎo)線的作用．安培力．左手定則 75．磁電式電表原理 76．磁場對運動電荷的作用，洛倫茲力．帶電粒子在勻強磁場中的運動 77．質(zhì)譜儀，回旋加速器 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ 1．安培力的計算限于直導(dǎo)線跟B平行或垂直的兩種情況 2．洛倫茲力的計算限于v跟B平行或垂直的兩種情況 專題一 磁場 磁感應(yīng)強度 磁通量 【達標(biāo)指要】 知

2、道磁場的基本特性，熟練掌握和運用安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場方向，深刻理解磁感應(yīng)強度概念，掌握磁感應(yīng)強度疊加原理， 【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)每個圓環(huán)在其圓心O處獨立產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為B0，則O處的磁感應(yīng)強度大小為（ ） A．0 B．2B0 C．B0 D．無法確定 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)強度的方向是豎直向下．根據(jù)平行四邊形定

3、則可知，圓心O處磁感應(yīng)強度大小為B0． 例2．如圖11-1-2甲所示，根據(jù)小磁針的指向，畫出線圈的繞線方向． 甲 N S N S 乙 圖11-1-2 分析與解：首先由小磁針靜止時N極的指向可以確定，繞在蹄形鐵芯上的線圈通電后，產(chǎn)生的磁場磁感線，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，鐵芯左方線圈中電流方向如圖所示，由此可知左側(cè)線圈中的繞線方向如圖所示．同理，鐵芯右側(cè)上端為S極，根據(jù)安培頂則可知，線圈中電流方向如圖所示，故線圈繞線方向如圖11-1-2乙所示． a

4、b c d c d B 圖11-1-3 例3．如圖11-1-3所示，面積為S的矩形線圈abcd，處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向與線框平面成θ角，當(dāng)線框以ab為軸順時針方向轉(zhuǎn)過90°時，穿過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)強度矢量在垂直于線框方向上的分量決定，開始時B與線框平面成θ角，磁通量φ1=Bssinθ，線框平面按題意方向轉(zhuǎn)動時，磁通量減少，當(dāng)轉(zhuǎn)過90°時，磁通量為負值，Φ2=-Bscosθ，可見，磁通量的變化量為△Φ=Φ2-Φ

5、1=-BScosθ-BSsinθ=-BS(cosθ+sinθ)． 【思路點撥】 例1、例2考查了安培定則的應(yīng)用、空間磁感線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是水平面上一個圓的直徑，在過ab的豎直面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線ef，且ef平行于ab，當(dāng)ef豎直向上平移時，穿過圓面積的磁通量將( ) 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，一帶負電的金屬環(huán)繞

6、軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線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極沿軸線向左 D．N極沿軸線向右 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，如圖11-1-6所示，四根導(dǎo)線中電流i4=i3＞i2＞i1，要使O點磁場增強，應(yīng)切斷哪一根導(dǎo)線中的電流（ ） A．i1 B．i2 C．i3 D．i4

7、 圖11-1-7 a b c d 4．在磁感應(yīng)強度為B0，豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根長通電直導(dǎo)線，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)線為圓心的同一圓周上的四點，在這四點中( ) A．b、d兩點的磁感應(yīng)強度大小相等 B．a(chǎn)、b兩點的磁感應(yīng)強度大小相等 C．c點的磁感應(yīng)強度的值最小 D．b點的磁感應(yīng)強度的值最大 5．有一束電子流沿x軸正方向高速運動，如圖11-1-8所示，電子流在z軸上的P點處所產(chǎn)生的磁場方向是沿( ) A．y軸正方向 B．y軸負方向 x y z O P 圖11-

8、1-8 C．z軸正方向 D．z軸負方向 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 D．可能是小磁針正上方有電子流自北向南水平通過 7．關(guān)于磁感應(yīng)強度的說法中，正確的是 ( ) A．一小段通電導(dǎo)體在磁場中某處不受磁場力作用，則該處的磁感應(yīng)強度一定為零 B．一小段通電導(dǎo)體在磁場中某處受到的磁場力越小，說明該處的磁感應(yīng)強度越小

9、 C．磁場中某點的磁感應(yīng)強度方向，就是放在該點的一小段通電導(dǎo)體的受力方向 D．磁場中某點的磁感應(yīng)強度的大小和方向與放在該點的通電導(dǎo)線受力情況無關(guān) 8．下列說法正確的是 ( ) A．一小段通電導(dǎo)線放在磁場A處時，受到的磁場力比放在B處大，說明A處磁感應(yīng)強度比B處磁感應(yīng)強度大 B．由B=可知，某處磁感應(yīng)強度大小與放入該處的通電導(dǎo)線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極所受磁場力方向就是該處磁感應(yīng)強度的方向 9．有一小段通電導(dǎo)線，長為1cm，電流強度為5A，把它置于磁場中某點，受到的磁場力為0.1 N，則該點的磁感應(yīng)強度B一定是

10、（ ） A．B=2 T B．B≤2 T C．B≥2 T D．以上情況都有可能 10．關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列哪些是正確的 ( ) A．磁感線從磁體的N極出發(fā)到磁體的S極終止 B．自由轉(zhuǎn)動的小磁針放在通電螺線管內(nèi)部，其N極指向螺線管的北極 C．磁感線是互不相交的閉合曲線 D．兩條磁感線的空隙處不存在磁場 11．關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，下列說法正確的是 ( ) A．磁鐵的磁場和電流的磁場都是電荷的運動產(chǎn)生的 B．一切磁作用都可以歸納為是運動電

11、荷之間通過磁場而發(fā)生的相互作用 C．根據(jù)安培的分子電流假說，在外界磁場作用下，鐵磁性物體內(nèi)部分子電流取向變得大致相同時，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，則被通電螺線管產(chǎn)生的磁場磁化( ) 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，

12、以塞貝克（數(shù)學(xué)家）為代表的科學(xué)家已認(rèn)識到：溫度差會引起電流，安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽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 B．由東向西垂直磁子午線 C．由南向北沿磁子午線 D．由赤道向兩極沿磁子午線方向 （注：磁子午線是地球磁場N極與S極在地球表面的連線） 14．如圖11-1-10所示，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直，則穿過線圈平面的磁通量為_______；若使框架繞軸OO′轉(zhuǎn)過60°角，則穿過線框平面的磁通量為_______；若從初始位置

13、轉(zhuǎn)過90°角，則穿過線框平面的磁通量為_______；若從初始位置轉(zhuǎn)過120°角，則穿過線圈平面的磁通量的變化量為_______． 圖11-1-10 O O′ 圖11-1-11 電源 15．如圖11-1-11所示，放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時N極指向右，試判定電源的正負極． 圖11-1-12 A B C D 16．在同一個平面內(nèi)有六根彼此絕緣的通電導(dǎo)線，其中電流強度的大小相同，方向如圖11-1-12所示．A、B、C、D四個區(qū)域均為面積相同的正方形，其中指向紙外的磁場最強的區(qū)域是______

14、_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，其屬性也會發(fā)生改變． （1）實驗表明，某些金屬當(dāng)溫度降低到某一定值時，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)倒入金屬盤后，能使金屬盤達到轉(zhuǎn)變溫度，在金屬盤上方釋放一永磁體，當(dāng)它下落到盤上方某一位置時即產(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)的沸點數(shù)據(jù)，判斷所倒入的液態(tài)物質(zhì)應(yīng)是_______，金屬盤的材料應(yīng)是_______． 金屬轉(zhuǎn)變溫度/K 液態(tài)物質(zhì)沸點

15、/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）試分析說明磁懸浮現(xiàn)象的原因． （4）利用上述現(xiàn)象，人們已設(shè)計成磁懸浮高速列車．列車車廂下部裝有電磁鐵，運行所需槽形導(dǎo)軌底部和側(cè)壁裝有線圈，用以提供_______．這種列車是一般列車運行速度的3~4倍，能達到這樣高速的原因是_ __． 【學(xué)后反思】 磁場是磁極或電流周圍產(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)，磁場和電場是兩種不同的物質(zhì)．磁場的電本質(zhì)是由電荷的運動產(chǎn)生．磁場分布在立體空間，掌握磁感線分布的立體圖、縱、橫截面圖的畫法對分析問題很有幫助． 【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）金屬盤上方下落的永磁體，在金屬盤中感應(yīng)出電流，由于是超導(dǎo)體，所以該電流很大，產(chǎn)生強大磁場，與上方下落的永磁體互相排斥．永磁體受到這個強磁力平衡了自身的重力時，就會處于懸浮狀態(tài)；（4）強磁場，消除了摩擦．