2018-2019版高中物理 第二章 磁场章末整合学案 新人教版选修1 -1

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1、第二章磁场章末整合磁场一、对磁场的描述1.磁场：磁场是存在于磁极周围的一种特殊物质，磁体之间、磁体与电流之间以及电流与电流之间的作用都是通过这种特殊的物质而发生的.2.磁场的强弱用磁感应强度来表示.磁感应强度B的大小只取决于磁场本身的性质，与F、I、L无关.3.磁感线的疏密程度反映磁场的强弱，线上某点的切线方向都跟该点的磁场方向相同.磁感线是闭合的曲线，在磁体内部磁感线从S极指向N极；在磁体外部磁感线从N极指向S极.例1　关于磁场和磁感线，下列说法正确的是(　　)A.磁场并不是真实存在的，而是人们假想出来的B.磁铁周围磁感线的形状，与铁屑在

2、它周围排列的形状相同，说明磁场呈线条形状，磁感线是磁场的客观反映C.磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D.磁感线类似电场线，它总是从磁体的N极出发，到S极终止答案　C解析　磁体和电流周围的空间均存在着磁场，磁场和电场一样也是一种客观存在的物质，为了形象地描绘磁场，用磁感线将抽象的磁场描绘出来，磁感线是假想的曲线；铁屑在磁场中被磁化为小磁针，在磁场的作用下转动，最后规则地排列起来，显示出磁感线的形状，并非磁场的客观反映；电流的磁场和磁体的磁场的磁感线都是闭合曲线，在磁体外从N极到S极，在磁体内从S极到N极；而电场线从正电荷出发到负电荷终止，不

3、闭合，磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线上任一点的切线方向，即小磁针N极在某点所受磁场力的方向，就是该点磁场方向，也就是磁感应强度的方向.因此正确选项为C.变式训练1　如图2－1所示为通电螺线管产生的磁场，于a、b两点磁感应强度的描述，下列说法正确的是(　　)图2－1A.大小相等，方向相同B.大小相等，方向不同C.大小不等，方向相同D.大小不等，方向不同答案　D解析　因磁感线的疏密反映磁感应强度的大小，磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向，故D对，A、B、C错误.二、安培定则与左手定则的应用1.安培定则用来判断运动电荷、电流的磁场

4、方向.2.左手定则用来判断通电导线所受的安培力的方向和运动电荷所受的洛伦兹力的方向.3.当判断通电导线(或运动电荷)周围的导线所受的安培力(或运动电荷所受的洛伦兹力)的方向时，首先要根据安培定则判断出磁场方向，再根据左手定则判断出安培力或洛伦兹力的方向.例2　初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初速度方向如图2－2所示，则(　　)图2－2A.电子将向右偏转，速率不变B.电子将向左偏转，速率改变C.电子将向左偏转，速率不变D.电子将向右偏转，速率改变答案　A解析　由于电子运动方向向上，处于垂直纸面向里的

5、磁场中，根据左手定则，洛伦兹力方向向右，电子将向右偏转.洛伦兹力方向时刻与速度方向垂直，因而不做功，速率不变.综上所述，选A.变式训练2　如图2－3所示，两根可自由移动的靠得很近的平行长直导线，通以相反方向的电流，且I1＞I2，则两导线所受的安培力F1和F2的大小关系及其运动方向为(　　)图2－3A.F1＞F2，且相互靠近B.F1＜F2，且相互远离C.F1＝F2，且相互靠近D.F1＝F2，且相互远离答案　D解析　通电导线在其周围产生磁场，通电导线在磁场中受到安培力作用，两导线所受安培力是作用力与反作用力，它们大小相等，选项A、B错误；由安培

6、定则可知，I1在I2处产生的磁场垂直纸面向里，由左手定则可知，I2所受安培力向右；由安培定则可知，I2在I1处产生的磁场垂直纸面向里，由左手定则可知，I1所受安培力向左，则两导线相互远离，选项C错误，D正确.三、安培力作用下的平衡问题1.解决通电导体在磁场中受重力、弹力、摩擦力、安培力等力的作用下的平衡问题，关键是受力分析.2.由于安培力F的方向、电流I的方向、磁感应强度B的方向三者之间涉及三维空间，所以在分析和计算安培力的大小时，要善于把立体图形改画成平面图形，以便受力分析.3.画好辅助图(如斜面)，标明辅助方向(如B的方向、I的方向等)

7、也是画好受力分析图的关键.例3　质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的金属导轨上，如图2－4所示.已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，在下列各图所加各种磁场中，导体均静止，则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是(　　)图2－4答案　AB解析　要使静摩擦力为零，如果FN＝0，必有Ff＝0.B选项中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反，可能使FN＝0，B项是正确的；如果FN≠0，则导体棒除受静摩擦力Ff以外的其他力的合力只要为零，那么Ff＝0.在A选项中，导体棒所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力合力可能为零，则导体棒所受静摩擦力可能为零；

8、C、D选项中，从导体棒所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体所受静摩擦力不可能为零.故正确的选项应为A、B项.变式训练3　电流天平的原理图