2018-2019學年高中物理 第二章 電流與磁場章末復習課學案 教科版選修1 -1.doc

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第二章 電流與磁場 [鞏固層知識整合] [自我校對] ①閉合 ② ③BS ④左手 ⑤垂直 ⑥BIl ⑦0 ⑧左手 ⑨v ⑩磁通量 ?n ?Blv [學思心得] [提升層能力強化] 磁感線與安培定則 1．對磁感線的理解要點 (1)磁感線是假想的，用來對磁場進行直觀描述的曲線．它并不是客觀存在的． (2)磁感線是封閉曲線．在磁體的外部由N極到S極．在磁體的內(nèi)部由S極到N極． (3)磁感線的疏密表示磁場的強弱．某點附近磁感線較密，表示該點的磁場較強，反之較弱． (4)磁感線的切線方向(曲線上某點的切線方向)表示該點的磁場方向．亦即靜止的小磁針的N極在該點所指的方向．任何兩條磁感線不會相交． (5)磁感線不是帶電粒子在磁場中的運動軌跡． 2．安培定則 在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應分清“因”和“果”的關系，在判定直線電流的磁場方向時，大拇指指“原因”——電流方向，四指指“結果”——磁感線繞向；在判定環(huán)形電流磁場方向時，四指指“原因”——電流繞向，大拇指指“結果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向． 　根據(jù)圖21中標出的磁場方向，指出通電導線中電流的方向． 圖21 【解析】　由安培定則可判定：甲圖中電流方向由b到a，乙圖中電流方向由a到b，丙圖中電流方向由a到b. 【答案】　見解析 [針對訓練] 1．如圖22所示，當環(huán)形導線通以逆時針方向電流后，位于環(huán)形導線中央的小磁針N極的受力方向(　　) 圖22 A．水平向左　 B．水平向右 C．垂直向外 D．垂直向里 C　[當環(huán)形導線通以逆時針方向電流時，據(jù)安培定則得出環(huán)形線圈內(nèi)部磁感線的方向垂直于紙面向外，而小磁針靜止時的N極指向與線圈的磁感線的方向是一致的，所以垂直環(huán)形電流所在平面向外，故C正確，ABD錯誤；故選C.] 磁通量 1．磁通量是針對一個面而言的，與線圈匝數(shù)無關． 2．磁通量表示穿過某一面積的磁感線條數(shù)．對于勻強磁場Φ＝BS，其中S是垂直于磁場方向上的面積，若平面不與磁場方向垂直，則要求出它在垂直于磁場方向上的投影面積，不能用上式計算． 3．磁通量是標量，其正負不表示大小，只表示與規(guī)定正方向相同或相反．若磁感線沿相反方向通過同一平面，且正向磁感線條數(shù)為Φ1，反向磁感線條數(shù)為Φ2，則磁通量等于穿過該平面的磁感線的凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和)，即Φ＝Φ1－Φ2. 4．磁感應強度越強，穿過某一面積磁感線的條數(shù)越多，磁通量就越大；反之就越?。袛啻磐康淖兓话闶歉鶕?jù)穿過某一面積的磁感線的多少去判斷的． 　如圖23所示，一夾角為45的三角形，以水平向右、大小為1 m/s的速度進入一個勻強磁場，磁感應強度為B＝0.1 T，求4 s后通過三角形的磁通量．(設三角形足夠大) 圖23 【解析】　計算磁通量時磁感應強度應乘以有磁場通過的有效面積S＝(vt)2. 所以Φ＝B(vt)2＝＝0.11242 Wb ＝0.8 Wb. 【答案】　0.8 Wb [針對訓練] 2．如圖24所示，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度大小為B.半徑為r的圓環(huán)垂直于磁場，把圓環(huán)的一半置于勻強磁場中，則穿過圓環(huán)的磁通量為(　　) 【導學號：37032057】 圖24 A．2πBr B．πBr C．πBr2 D.πBr2 D　[由圖可知，線圈的一半在磁場中，所以線圈的磁通量大小為Φ＝BS＝πBr2，故ABC錯誤，D正確．] 對公式E＝n的理解 1．求的是Δt時間內(nèi)的平均感應電動勢，E與某段時間或某個過程相對應． 2．求的是整個回路的感應電動勢，整個回路的感應電動勢為零時，其回路中某段導體的感應電動勢不一定為零． 3．由于是整個回路的感應電動勢，因此電源部分不容易確定，一般把整個線圈當成電源． 4．感應電動勢大小決定于穿過回路的磁通量的變化率，而與磁通量Φ，磁通量的變化量ΔΦ的大小沒有必然的聯(lián)系． 5．磁通量的變化率，是Φ t圖像上某點切線的斜率． 6．若恒定，則E不變． 　如圖25所示，一個50匝的線圈的兩端跟R＝99 Ω的電阻相連接，置于豎直向下的勻強磁場中，線圈的橫截面積是20 cm2，電阻為1 Ω，磁感應強度以100 T/s的變化率均勻減?。@一過程中通過電阻R的電流是多少？ 圖25 【解析】　由法拉第電磁感應定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為 E＝n＝n S＝501002010－4 V＝10 V，根據(jù)閉合電路歐姆定律，感應電流大小為I＝＝ A＝0.1 A． 【答案】　0.1 A [針對訓練] 3．如圖26所示，閉合金屬導線框放置在豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度的大小隨時間增大．則線框中的感應電流的變化情況是(　　) 圖26 A．一定增大 B．一定減小 C．一定不變 D．可能減小 D　[根據(jù)法拉第電磁感應定律E＝n，知磁感應強度增大，磁通量可能均勻增加，可能增加的越來越快，也可能增加的越來越慢，所以感應電動勢可能不變，可能增大，可能減小．所以感應電流可能不變，可能增加，可能減小．ABC錯誤，D正確．選D.] 磁場與力學知識的綜合 磁場問題的綜合性題目往往是與力學知識的綜合．磁、力綜合題與純力學題目相比，物體只是多受到一個安培力或洛倫茲力，解決問題的程序和思維方法與力學中相同．正確解決問題的前提仍是進行受力分析、運動分析，在此基礎上再選用力學知識、規(guī)律做出判斷，或列出方程求解． 　在傾角為30的光滑斜面上垂直紙面放置一根長為L，質(zhì)量為m的直導體棒，一勻強磁場垂直于斜面向上，如圖27所示，當導體棒內(nèi)通有垂直于紙面向里的電流I時，導體棒恰好靜止在斜面上，求磁感應強度大小為多少？ 圖27 【解析】　分析導體棒受力，因?qū)w棒恰好靜止在斜面上，所以有：F安＝Gsin θ，即BIL＝mgsin θ＝mg， 所以B＝. 【答案】　 磁場中的許多題目都是空間問題，所以要選擇合適的剖面畫出平面受力圖，根據(jù)研究對象所處的狀態(tài)列出方程． [針對訓練] 4．如圖28所示，一段長為1 m、質(zhì)量為2 kg的通電導體棒懸掛于天花板上．現(xiàn)加一垂直紙面向里的勻強磁場，當通入I＝2 A的電流時懸線的張力恰好為零．求： 圖28 (1)所加勻強磁場的磁感應強度B的大?。? (2)如果電流方向不變，通入的電流大小變?yōu)? A時，磁感應強度的大小為多少？此時懸線拉力又為多少？ 【導學號：37032058】 【解析】　(1)導體棒受力分析如圖所示． 由平衡條件得：F安＝mg 又因F安＝BIL 所以B＝＝T＝10 T. (2)因為磁感應強度是由磁場本身的性質(zhì)決定的，所以電流變?yōu)? A后，磁感應強度仍為10 T．導體棒受力分析如圖，由平衡條件得： F＝mg－BI′L＝210 N－1011 N＝10 N. 【答案】　(1)10 T　(2)10 T　10 N