1、選修31第八章磁場復習學案版網第1講磁場的描述及磁場對電流的作用磁場、磁感應強度(學習要求)【啟發思維】 (多選)物理學中，通過引入檢驗電流來了解磁場力的特性，對檢驗電流的要求是()A將檢驗電流放入磁場，測量其所受的磁場力F，導線長度L，通電電流I，應用公式B，即可測得磁感應強度BB檢驗電流不宜太大C利用檢驗電流和運用公式B只能應用于勻強磁場D只要滿足長度L很短，電流很小，將其垂直放入磁場的條件，公式B對任何磁場都適用解析用檢驗電流來了解磁場，要求檢驗電流對原來磁場的影響很小，可以忽略，所以導體長度L應很短，電流應很小，當垂直放置時，定義式B適用于所有磁場，選項B、D正確答案BD【鞏固知識】1

2、磁場(1)基本特性：磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有磁場力的作用(2)方向：小磁針的N極所受磁場力的方向中國教育出版網2磁感應強度(1)物理意義：描述磁場的強弱和方向(2)大小：B(通電導線垂直于磁場)(3)方向：小磁針靜止時N極的指向(4)單位：特斯拉(T)3勻強磁場(1)定義：磁感應強度的大小處處相等、方向處處相同的磁場稱為勻強磁場(2)特點勻強磁場中的磁感線是疏密程度相同的、方向相同的平行直線磁感線通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向(學習要求)【啟發思維】(多選)下列關于電場線和磁感線的說法中，正確的是()A電場線和磁感線都是電場或磁場中實際存在的線B磁場中兩條磁感線一定不相交，但

3、在復雜電場中的電場線是可以相交的C電場線是一條不閉合曲線，而磁感線是一條閉合曲線D電場線越密的地方，電場越強，磁感線越密的地方，磁場也越強答案CD【鞏固知識】1磁感線中#國教#育出#版網(1)磁感線：在磁場中畫出一些有方向的曲線，使曲線上各點的切線方向跟這點的磁感應強度方向一致(2)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場磁感線分布(如圖811所示)圖8112電流的磁場通電直導線通電螺線管環形電流安培定則立體圖續表橫截面圖縱截面圖安培力(學習要求)【啟發思維】(單選)一根容易形變的彈性導線，兩端固定導線中通有電流，方向如下圖中箭頭所示當沒有磁場時，導線呈直線狀態；當分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向

4、外的勻強磁場時，描述導線狀態的四個圖示中正確的是()解析通電導線在磁場中受安培力時，可用左手定則判斷安培力的方向答案D【鞏固知識】1安培力的大小當磁感應強度B的方向與導線方向成角時，FBILsin_，這是一般情況下的安培力的表達式，以下是兩種特殊情況：(1)磁場和電流垂直時：FBIL(2)磁場和電流平行時：F0.2安培力的方向(1)用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向(2)安培力的方向特點：FB，FI，即F垂直于B和I決定的平面互動探究：考點一對磁感應強度

5、的理解及疊加【典例1】 (單選)(2012·大綱全國卷，18)圖812如圖812所示，兩根相互平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等關于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是()AO點處的磁感應強度為零Ba、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反Cc、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同Da、c兩點處磁感應強度的方向不同解析根據安培定則判斷磁場方向，再結合矢量的合成知識求解根據安培定則判斷：兩直線電流在O點產生的磁場方向均垂直于MN向下，

6、O點的磁感應強度不為零，故A選項錯誤；a、b兩點的磁感應強度大小相等，方向相同，故B選項錯誤；根據對稱性，c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同，故C選項正確；a、c兩點的磁感應強度方向相同，故D選項錯誤答案C【變式跟蹤1】 (單選)關于磁感應強度B，下列說法中正確的是()A根據磁感應強度定義BF/(IL)，磁場中某點的磁感應強度B與F成正比，與I成反比B磁感應強度B是標量，沒有方向C磁感應強度B是矢量，方向與F的方向相反D在確定的磁場中，同一點的磁感應強度B是確定的，不同點的磁感應強度B可能不同，磁感線密集的地方磁感應強度B大些，磁感線稀疏的地方磁感應強度B小些解析磁感應強度是磁場本身的

7、性質，與放入磁場中的導體的電流或受力大小F無關，A錯誤；磁感應強度B是矢量，其方向與F總是垂直的，電流方向與F也總是垂直的，B、C錯誤；在確定的磁場中，同一點的磁感應強度B是確定的，由磁場本身決定，與其他外來的一切因素無關，用磁感線的疏密程度表示磁場的強弱，D正確答案D,借題發揮求解有關磁感應強度問題的關鍵1磁感應強度由磁場本身決定2合磁感應強度等于各磁場的磁感應強度的矢量和(滿足平行四邊形定則)3牢記判斷電流的磁場的方法安培定則，并能熟練應用，建立磁場的立體分布模型(記住5種常見磁場的立體分布圖)考點二對安培定則、左手定則的理解及應用【典例2】 (單選)通電矩形導線框圖813abcd與無限長

8、通電直導線MN在同一平面內，電流方向如圖813所示，ad邊與MN平行，關于MN中電流產生的磁場對線框的作用，下列敘述中正確的是()A線框有兩條邊所受到的安培力方向相同B線框有兩條邊所受到的安培力大小相同C整個線框有向里收縮的趨勢D若導線MN向左微移，各邊受力將變小，但合力不變解析由直線電流產生磁場的特點可知，與導線距離相等的位置磁感應強度大小相等，因此ab與cd邊受到的安培力大小相等，B對；由安培定則知MN中電流在導線框處產生的磁場垂直紙面向里，由左手定則可判定ab受力方向向下，cd受力方向向上，ad受力方向向左，bc受力方向向右，但ad受到的力大于bc受到的力，整個線框有向外擴張的趨勢，A、

9、C錯；若MN向左微移，則線框各邊所在處磁場均減弱，故各邊受力均變小，但ad邊所在處減弱更多，故線框所受向左的合力變小，D錯答案B【變式跟蹤2】 (單選)在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，圖814各有一條長直導線垂直穿過紙面，導線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖814所示，則過c點的導線所受安培力的方向()A與ab邊平行，豎直向上 B與ab邊平行，豎直向下C與ab邊垂直，指向左邊 D與ab邊垂直，指向右邊解析根據安培定則，a、b在c處所激發的磁場方向分別如圖中Ba、Bb所示，應用平行四邊形定則可知c導線所在處的合磁場方向如圖所示根據左手定則可知安培力F安的方向與a、b連線垂直，指向左邊答案C

10、,借題發揮安培定則和左手定則的“因”與“果”1安培定則用于判定電流周圍磁場的磁感線分布，使用時注意分清“因電流方向”和“果磁場方向”2左手定則用于判定安培力的方向，使用時注意分清“因電流方向與磁場方向”和“果受力方向”考點三通電導體在安培力作用下的平衡問題【典例3】 (單選)(2012·天津卷，2)圖815如圖815所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為.如果僅改變下列某一個條件，角的相應變化情況是()A棒中的電流變大，角變大B兩懸線等長變短，角變小C金屬棒質量變大，角變大 D磁感應強度變大，角變

11、小解析選金屬棒MN為研究對象，其受力情況如圖所示根據平衡條件及三角形知識可得tan ，所以當棒中的電流I、磁感應強度B變大時，角變大，選項A正確，選項D錯誤；當金屬棒質量m變大時，角變小，選項C錯誤；角的大小與懸線長無關，選項B錯誤答案A圖816【變式跟蹤3】(單選)如圖816所示，光滑的平行導軌與電源連接后，與水平方向成角傾斜放置，導軌上放一個質量為m的金屬導體棒當S閉合后，在棒所在區域內加一個合適的勻強磁場，可以使導體棒靜止平衡，下面四個圖中分別加了不同方向的磁場，其中一定不能平衡的是()解析四種情況的受力分別如圖所示，A、C有可能平衡，D中如果重力與安培力剛好大小相等，則導體棒與導軌間沒

12、有壓力，也可以平衡，B中合外力不可能為零，一定不能平衡答案B,借題發揮1通電導體在磁場中受到的安培力(1)方向：根據左手定則判斷(2)大小：由公式FBIL計算，且其中的L為導線在磁場中的有效長度如彎曲通電導線的有效長度L等于連接兩端點的直線的長度，相應的電流方向沿兩端點連線由始端流向末端，如圖817所示圖8172求解安培力作用下導體棒平衡問題的基本思路3求解關鍵(1)電磁問題力學化(2)立體圖形平面化.解題技巧：解題技法5判斷安培力作用下導體運動的方法判定安培力作用下導體運動的常用方法電流元法分割為電流元安培力方向整段導體合力方向運動方向特殊位置法在特殊位置安培力方向運動方向等效法環形電流小磁

13、針條形磁鐵通電螺線管多個環形電流結論法同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉到平行且電流方向相同的趨勢轉換研究對象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力 典例(多選)(2012·海南卷，10)圖818如圖818所示的裝置可演示磁場對通電導線的作用電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內固定兩條平行金屬導軌，L是置于導軌上并與導軌垂直的金屬桿當電磁鐵線圈兩端a、b，導軌兩端e、f，分別接到兩個不同的直流電源上時，L便在導軌上滑動下列說法正確的是()A若a接正極

14、，b接負極，e接正極，f接負極，則L向右滑動B若a接正極，b接負極，e接負極，f接正極，則L向右滑動C若a接負極，b接正極，e接正極，f接負極，則L向左滑動D若a接負極，b接正極，e接負極，f接正極，則L向左滑動解析若a接正極，b接負極，電磁鐵磁極間磁場方向向上，e接正極，f接負極，由左手定則判定金屬桿受安培力向左，則L向左滑動，A項錯誤，同理判定B、D選項正確，C項錯誤答案BD【預測1】 (單選)直導線ab與線圈所在的平面垂直且隔有一小段距離，圖819其中直導線固定，線圈可自由運動，當通過如圖819所示的電流方向時(同時通電)，從左向右看，線圈將()A不動 B順時針轉動，同時向右平移C順時針

15、轉動，同時向左平移 D逆時針轉動，同時向右平衡解析用安培定則判斷線圈所處的B的方向，由左手定則及特殊位置法判定運動情況答案B【預測2】 (多選)如圖8110所示為電磁軌道炮的工作原理圖圖8110待發射彈體與軌道保持良好接觸，并可在兩平行軌道之間無摩擦滑動電流從一條軌道流入，通過彈體后從另一條軌道流回軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道平面的磁場(可視為勻強磁場)，磁感應強度的大小與電流I成正比通電的彈體在安培力的作用下離開軌道，則下列說法正確的是()A彈體向左高速射出BI為原來的2倍，彈體射出的速度也為原來的2倍C彈體的質量為原來的2倍，射出的速度也為原來的2倍 D軌道長度L為原來的4倍，彈體射出

16、的速度為原來的2倍解析根據右手定則可知，彈體處的磁場方向垂直于軌道平面向里，再利用左手定則可知，彈體受到的安培力水平向右，所以彈體向右高速射出，選項A錯誤；設BkI(其中k為比例系數)，軌道間距為l，彈體的質量為m，射出時的速度為v，則安培力FBIlkI2l，根據動能定理有FLmv2，聯立可得vI ，選項C錯誤，B、D正確答案BD思維訓練：一、對磁感應強度的理解及計算1(單選)一段長0.2 m，通過2.5 A電流的直導線，在磁感應強度為B的勻強磁場中所受安培力F的情況，正確的是()A如果B2 T，F一定是1 NB如果F0，B也一定為零C如果B4 T，F有可能是1 ND如果F有最大值，通電導線一

17、定與B平行解析如果B2 T，當導線與磁場方向垂直放置時，安培力最大，大小為FBIL2×2.5×0.2 N1 N；當導線與磁場方向平行放置時，安培力F0；當導線與磁場方向成任意夾角放置時，0<F<1 N，故選項A、B和D均錯誤；將L0.2 m、I2.5 A、B4 T、F1 N代入FBILsin ，解得30°，故選項C正確答案C2(單選)(2013·石家莊一模)圖8111在實驗精度要求不高的情況下，可利用羅盤來測量電流產生磁場的磁感應強度，具體做法是：在一根南北方向放置的直導線的正下方10 cm處放一個羅盤導線沒有通電時羅盤的指針(小磁針的N極)

18、指向北方；當給導線通入電流時，發現羅盤的指針偏轉一定角度，根據偏轉角度即可測定電流磁場的磁感應強度現已測出此地的地磁場水平分量B5.0×105 T，通電后羅盤指針停在北偏東60 °的位置，如圖8111所示由此測出該通電直導線在其正下方10 cm處產生磁場的磁感應強度大小為()A5.0×105 T B1.0×104 TC8.66×105 T D7.07×105 T解析由題意作圖可得tan 60°得BI8.66×105 T.答案C二、安培力作用下導體的平衡及運動分析3(單選)在赤道上，地磁場可以看做是沿南北方向并且與地

19、面平行的勻強磁場，磁感應強度是5×105 T如果赤道上有一條沿東西方向的直導線，長40 m，載有20 A的電流，地磁場對這根導線的作用力大小是()A4×108 N B2.5×105 NC9×104 N D4×102 N解析磁場方向是南北方向，電流方向是東西方向，它們相互垂直，可以利用公式FBIL來計算此安培力的大小FBIL20×40×5×105 N4×102 N，故D正確答案D4(單選)通有電流的導線L1、L2處在同一平面(紙面)內，圖8112L1是固定的，L2可繞垂直紙面的固定轉軸O轉動(O為L2的中心)，各自的電流方向如圖8112所示下列哪種情況將會發生()A因L2不受磁場力的作用，故L2不動B因L2