2017_2018學(xué)年高中物理第5章磁場與回旋加速器學(xué)案（打包6套）滬科版.zip

2017_2018學(xué)年高中物理第5章磁場與回旋加速器學(xué)案（打包6套）滬科版.zip,2017,_2018,學(xué)年,高中物理,磁場,回旋加速器,打包,滬科版 5.1　磁與人類文明 5.2　怎樣描述磁場 學(xué) 習(xí) 目 標 知 識 脈 絡(luò) 1.知道磁場的基本特性，了解地球的磁場． 2．知道磁感線的定義、特點以及作用．(重點) 3．知道磁通量，理解磁場的定量描述．(重點、難點) 磁 場 及 其 形 象 描 述 1．地磁場 (1)地磁場的兩極：地球周圍存在著磁場，它的N極位于地理南極附近，S極位于地理北極附近． (2)磁偏角：用一個能自由轉(zhuǎn)動的小磁針觀察地磁場方向時，可以看到它的磁極一般并不指向地理的正南正北方向，水平放置的磁針的指向跟地理子午線之間有一個交角，這個交角叫做磁偏角． 2．磁性材料 (1)磁化：人們通過人工方法使磁性材料獲得磁性的過程． (2)退磁：磁性材料被磁化后，在一定條件下會失去磁性，這個過程叫做退磁或去磁． (3)磁性材料的分類 根據(jù)磁性材料被磁化后退磁的難易程度分為軟磁性材料和硬磁性材料． 3．磁感線 (1)磁感線是在磁場中人為地畫出的一些有方向的曲線，在這些曲線上，每一點的切線方向都在該點磁場的方向上． (2)物理學(xué)中把磁感線的間距相等、相互平行且指向相同的磁場叫做勻強磁場． 4．條形磁體和蹄形磁體的磁感線 磁體都有兩個磁極，在外部磁感線從北極指向南極，在內(nèi)部從南極指向北極，它是一系列閉合的曲線． 圖5-1-1 1．磁感線是用細鐵屑排列而成的真實的曲線．(×) 2．磁感線能表示磁場的強弱和方向．(√) 3．地理的南北兩極與地磁場的南北極并不重合，地磁場的北極在地理北極附近．(×) 看圍棋講座時會發(fā)現(xiàn)，棋子在豎直放置的棋盤上可以移動，但不會掉下來，你知道這是為什么嗎？ 【提示】　這是因為棋子和棋盤都是由磁性材料做成的，它們之間存在著磁力，從而使棋子和棋盤之間存在著彈力，使棋子受到一個與重力平衡的向上的靜摩擦力，所以棋子不會掉下來． 如圖5-1-2所示是地磁南北極和地理南北極的示意圖． 圖5-1-2 探討1：在地球南極點上方磁場的方向有什么特點？ 【提示】　與地面垂直． 探討2：在地球赤道上方的磁場方向有什么特點？ 【提示】　磁場方向與地面平行，與正南正北方向間有夾角． 1．磁感線的特點 (1)為形象描述磁場而引入的假想曲線，實際并不存在． (2)磁感線的疏密表示磁場的強弱，密集的地方磁場強，稀疏的地方磁場弱． (3)磁感線的方向：磁體外部從N極指向S極，磁體內(nèi)部從S極指向N極． (4)磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷． (5)磁感線上某點的切線方向表示該點的磁場方向． 2．磁感線與電場線的比較 兩種線 磁感線 電場線 相似點 引入目的 為形象描述場而引入的假想線，實際不存在 疏密 場的強弱 切線方向 場的方向 相交 不能相交(電場中無電荷空間不相交) 不同點 閉合曲線 不閉合，起始于正電荷，終止于負電荷 3.常見永磁體的磁場 圖5-1-3 1．關(guān)于磁感線，下列說法中正確的是(　　) A．兩條磁感線的空隙處不存在磁場 B．磁感線總是從N極到S極 C．磁感線上每一點的切線方向都跟該點的磁場方向一致 D．兩個磁場疊加的區(qū)域，磁感線可能相交 【解析】　磁感線是為了形象地描繪磁場而假設(shè)的一組有方向的曲線，曲線上每一點的切線方向都表示該點的磁場方向，曲線疏密表示磁場強弱，所以C正確，A錯誤；在磁體外部磁感線從N極到S極，內(nèi)部從S極到N極，磁感線不相交，所以B、D錯誤． 【答案】　C 2．(多選)關(guān)于磁感線，下列說法正確的是(　　) A．磁感線可以表示磁場的強弱和方向 B．小磁針N極在磁場中的受力方向，即為該點磁感線的切線方向 C．沿磁感線方向，磁場減弱 D．磁感線是閉合曲線，沒有起始點 【解析】　磁感線的疏密表示磁場強弱，切線表示磁場方向，故A正確．沿磁感線方向，磁場可能增強也可能減弱，故C錯．小磁針N極的受力方向是磁感線的切線方向，故B正確．磁感線是閉合曲線，無起始點，故D正確． 【答案】　ABD 3．(多選)下列關(guān)于電場線和磁感線的說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：29682028】 A．二者均為假想的線，實際上并不存在 B．實驗中常用鐵屑來模擬磁感線形狀，因此磁感線是真實存在的 C．任意兩條磁感線不相交，電場線也是 D．磁感線是閉合曲線，電場線是不閉合的 【解析】　兩種場線均是為形象描繪場而引入的，實際上并不存在，故A對，B錯；任意兩條磁感線或電場線不能相交，否則空間一點會有兩個磁場或電場方向，故C對；磁體外部磁感線由N極指向S極，內(nèi)部由S極指向N極，故磁感線是閉合的曲線，而電場線始于正電荷，終于負電荷，故不閉合，D對． 【答案】　ACD 磁 場 的 定 量 描 述 1．磁通量Φ 磁場中穿過某一面積的磁感線的條數(shù)叫做穿過這個面積的磁通量． 2．磁感應(yīng)強度B (1)垂直穿過某單位面積上的磁通量叫做磁感應(yīng)強度． (2)公式：B＝ . (3)單位：在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡稱韋，符號是Wb；磁感應(yīng)強度的單位是特斯拉，簡稱特，國際符號：T,1 T＝. (4)矢量：磁感應(yīng)強度是一個既有大小又有方向的物理量，是矢量，磁場中某點的磁感應(yīng)強度方向是過該點的磁感線的切線方向，也就是放在該點的小磁針N極的受力方向． 1．磁感應(yīng)強度等于垂直穿過單位面積的磁通量．(√) 2．穿過某一面積的磁通量為零，則磁感應(yīng)強度一定為零．(×) 3．磁感應(yīng)強度的方向就是磁感線的方向．(×) 當線框面積一定時，磁感應(yīng)強度越大，磁通量越大嗎？ 圖5-1-4 【提示】　不一定，公式Φ＝BS中S指線框在垂直磁場方向的投影面積，線框面積一定，但投影面積隨線框與磁場方向的相對位置的變化而變化，當線框平行磁場時，B再大，Φ也等于0. 如圖5-1-5所示，勻強磁場B0豎直向下，且與平面BCFE垂直，已知平面BCFE的面積為S. 圖5-1-5 探討1：平面BCFE的磁通量是多大？ 【提示】　B0S. 探討2：平面ABCD的磁通量是多大？ 【提示】　B0S. 探討3：　平面AEFD的磁通量是多大？ 【提示】　0. 1．磁通量的計算 (1)公式：Φ＝BS. 適用條件：①勻強磁場；②磁感線與平面垂直． (2)在勻強磁場B中，若磁感線與平面不垂直，公式Φ＝BS中的S應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積． 2．磁通量的正、負 (1)磁通量是標量，但有正、負，當磁感線從某一面上穿入時，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時即為負值． (2)若同時有磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁通量為Φ1，反向磁通量為Φ2，則穿過該平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2. 3．磁通量的變化量 ΔΦ＝Φ2－Φ1. (1)當B不變，有效面積S變化時，ΔΦ＝B·ΔS. (2)當B變化，S不變時，ΔΦ＝ΔB·S. (3)B和S同時變化，則ΔΦ＝Φ2－Φ1.但此時ΔΦ≠ΔB·ΔS. 4.將面積為0.5 m2的單匝線圈放在磁感應(yīng)強度為2.0×10－2 T的勻強磁場中，線圈平面垂直于磁場方向，如圖5-1-6所示，那么穿過這個線圈的磁通量為(　　) 圖5-1-6 A．1.0×10－2 Wb B．1.0 Wb C．0.5×10－2 Wb D．5×10－2 Wb 【解析】　根據(jù)Φ＝BS＝2.0×10－2×0.5 Wb， 故Φ＝1.0×10－2 Wb，A正確． 【答案】　A 5．如圖5-1-7所示，在條形磁鐵中部垂直套有A、B兩個圓環(huán)，設(shè)通過線圈A、B的磁通量分別為ΦA(chǔ)、ΦB，則(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：29682029】 圖5-1-7 A．ΦA(chǔ)＝ΦB B．ΦA(chǔ)<ΦB C．ΦA(chǔ)>ΦB D．無法判斷 【解析】　在條形磁鐵的周圍，磁感線是從N極出發(fā)，經(jīng)外空間磁場由S極進入磁鐵內(nèi)部．在磁鐵內(nèi)部的磁感線從S極指向N極，又因磁感線是閉合的平滑曲線，所以條形磁鐵內(nèi)外磁感線條數(shù)一樣多，從下向上穿過A、B環(huán)的磁感線條數(shù)一樣多，而從上向下穿過A環(huán)的磁感線多于B環(huán)，則從下向上穿過A環(huán)的凈磁感線條數(shù)小于B環(huán)，所以通過B環(huán)的磁通量大于通過A環(huán)的磁通量． 【答案】　B 6.如圖5-1-8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，則穿過平面的磁通量為________．若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過30°角，則穿過框架平面的磁通量為________；若從初始位置轉(zhuǎn)過90°角，則穿過框架平面的磁通量為________；若從初始位置轉(zhuǎn)過180°角，則穿過框架平面的磁通量的變化是________． 圖5-1-8 【解析】　(1)初始位置時，S⊥B，故Φ1＝BS. (2)框架轉(zhuǎn)過30°時，Φ2＝BScos 30°＝BS. (3)框架轉(zhuǎn)過90°時，S∥B，故Φ3＝BScos 90°＝0. (4)從初始位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，規(guī)定初始位置時穿過方向為正，則Φ1＝BS，Φ2＝－BS，故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－2BS. 【答案】　BS　BS　0?。?BS 有關(guān)磁通量的四點提醒 (1)平面S與磁場方向不垂直時，要把面積S投影到與磁場垂直的方向上，即求出有效面積． (2)可以把磁通量理解為穿過面積S的磁感線的凈條數(shù)．相反方向穿過面積S的磁感線可以互相抵消． (3)當磁感應(yīng)強度和回路面積同時發(fā)生變化時，ΔΦ＝Φt－Φ0，而不能用ΔΦ＝ΔB·ΔS計算． (4)磁通量有正負，但其正負不表示大小，也不表示方向，僅是為了計算方便而引入的． 7