第三章 磁场 期末复习(1)
第三章磁场章末提高复习（一）
第1节磁场的描述磁场对电流的作用
考点一安培定则的应用和磁场的叠加[
1．[安培定则的应用]
如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是()
A．a、b、c的N极都向纸里转
B．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转
C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转
D．b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转
3．[多个电流产生磁场的叠加]
四根相互平行的通电长直导线a、b、c、d电流均为I，如图所示放在正方形的四个顶点上，每根通电直导线单独存；在时，正方形中心O点的磁感应强度大小都是B，则四根通电导线同时存在时O点的磁感应强
度的大小和方向为()
A．22B，方向向左B．22B，方向向下
C．22B，方向向右D．22B，方向向上
考点二安培力作用下导体运动情况的判断
典例：如图所示，将通电直导线AB用丝线悬挂在电磁铁的正上方，直导线可自由转动，则接通开关K的瞬间()
A．A端向上运动，B端向下运动，悬线张力不变
B．A端向下运动，B端向上运动，悬线张力不变
C．A端向纸外运动，B端向纸内运动，悬线张力变小
D．A端向纸内运动，B端向纸外运动，悬线张力变大
1．[等效法]
如图所示，在固定放置的条形磁铁S极附近悬挂一个金属线圈，线圈与水平磁铁位于同一竖直平面内，当在线圈中通入沿图示方向流动的电流时，将会看到()
A．线圈向左平移
B．线圈向右平移
C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁
D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁
2．[结论法与电流元法组合]
如图所示，一通电金属环固定在绝缘的水平面上，在其左端放置一可绕中点O自由转动且可在水平方向自由移动的竖直金属棒；中点O与金属环在同一水平面内，当在金属环与金属棒中通有图中所示方向的电流时，则()
A．金属棒始终静止不动
B．金属棒的上半部分向纸面外转，下半部分向纸面里转，同时靠近金属环
C．金属棒的上半部分向纸面里转，下半部分向纸面外转，同时靠近金属环
D．金属棒的上半部分向纸面里转，下半部分向纸面外转，同时远离金属环
3．[一题多法]
一个可以自由运动的线圈L 1和一个固定的线圈L 2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图所示。当两线圈中通以；图示方向的电流时，从左向右看，线圈L
1将( )
A ．不动
B ．顺时针转动
C ．逆时针转动
D ．在纸面内平动 考点三 安培力作用下的平衡问题
题型(一) 安培力的叠加
例1.如图所示，无限长导线，均通以恒定电流I ，直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点O 为圆心的相同半径的一段圆弧，已知直线部分在原点O 处不形成磁场，在第一象限圆弧电流在原点产生的磁感应强度为B ，现在原点O 处放一小段与x 轴重合的长为L 的通电导线P (可以视为电流元)，导线P 的电流大小为I ，电流方向沿x 轴正方向，则通电导线P 受到的安培力的大小和方向
是( )
A ．2BIL ，方向与y 轴正方向相同
B ．2BIL ，方向与y 轴负方向相同
C ．4BIL ，方向与y 轴正方向相同
D ．4BIL ，方向与y 轴负方向相同
练习1.一通电直导线与x 轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy 坐标平面平行，导线受到的安培力为F 。若
将该导线做成34
圆环，放置在xOy 坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab 连线也与x
轴平行，则圆环受到的安培力大小为( )
A ．F B.23πF C.223π
F D.32π3
F
题型(二) 通电金属棒的平衡问题
[例2] (多选)如图所示，空间中有一斜向右下方、与水平方向成θ角的匀强磁场，磁感应强度为B ，一绝缘竖直挡板AC 垂直于纸面所在的平面竖直放置，一根通有垂直纸面向外的电流的水平金属杆，紧贴挡板上的O 点处于静止状态。下列说法正确的是( )
A ．若挡板AC 表面光滑，略减小杆中电流，杆可能仍然静止于O 点
B ．若挡板A
C 表面光滑，略增大杆中电流，要使杆仍然静止，可将挡板绕过O 点垂直纸面的
轴逆时针转动一定角度
C ．若挡板AC 表面粗糙，略增大杆中电流，杆可能仍然静止，且杆所受的静摩擦力一定增大
D ．若挡板AC 表面粗糙，略减小杆中电流，杆可能仍然静止，且杆所受的静摩擦力方向可能竖直向上
[延伸思考]
(1)若G >BIL cos θ，杆是否受静摩擦力f ？方向如何？略增大I 时，f 如何变化？
(2)若G ＝BIL cos θ，杆是否受静摩擦力f ？略增大或减少I 时，f 如何变化？
(3)若G (4)若金属杆随粗糙挡板一起水平向左做匀加速直线运动，挡板保持竖直，其他条件均不变，则与挡板静止时相比较，杆受的安培力、支持力、摩擦力如何变化？ 题型(三) 通电线框的平衡问题 [例3] 如图所示，一劲度系数为k 的轻质弹簧，下面挂有匝数为n 的矩形线框abcd ，bc 边长为l ，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向与线框平面垂直(在图中垂直于纸面向里)，线框中通以电流I ，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态。令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B ，线框达到新的平衡，则在此过程中线框位移的大小Δx 及方向是( ) A ．Δx ＝2nBIl k ，方向向上 B ．Δx ＝2nBIl k ，方向向下 C ．Δx ＝nBIl k ，方向向上 D ．Δx ＝nBIl k ，方向向下 第2节 带电粒子在磁场中的运动 考点一 对洛伦兹力和半径、周期公式的理解与应用 1．[洛伦兹力的理解] 下列说法正确的是( ) A ．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用 B ．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零 C ．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度 D ．洛伦兹力对带电粒子不做功 2．[洛伦兹力的方向] 如图中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。以下判断可能正确的是( ) A ．a 、b 为β粒子的径迹 B ．a 、b 为γ粒子的径迹 C ．c 、d 为α粒子的径迹 D ．c 、d 为β粒子的径迹 3．[半径、周期公式的定性判断] (2015·全国卷Ⅰ)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的( ) A ．轨道半径减小，角速度增大 B ．轨道半径减小，角速度减小 C ．轨道半径增大，角速度增大 D ．轨道半径增大，角速度减小 4．[半径、周期公式的定量计算] 在同一匀强磁场中，α粒子(24He)和质子(11H)做匀速圆周运动，若它们的动量大小相等，则α粒子和质子 ( ) A ．运动半径之比是2∶1 B ．运动周期之比是2∶1 C ．运动速度大小之比是4∶1 D ．受到的洛伦兹力之比是2∶1 考点二 带电粒子在匀强磁场中的运动[ 类型(一) 直线边界问题 例1．(多选)如图所示，虚线上方存在匀强磁场，磁感应强度为B ；一群电子以不同速率v 从边界上的P 点以相同的方向射入磁场。其中某一速率为v 0的电子从Q 点射出。已知电子入射方向与边界夹角为θ，则由以上条件可判断( ) A ．该匀强磁场的方向垂直纸面向里 B ．所有电子在磁场中的轨迹相同 C ．速率大于v 0的电子在磁场中运动时间长 D ．所有电子的速度方向都改变了2θ 类型(二) 平行边界问题 [例2] 如图所示，一个理想边界为PQ 、MN 的匀强磁场区域，磁场宽度为d ，方向垂直纸面向里。一电子从O 点沿纸面垂直PQ 以速度v 0进入磁场。若电子在磁场中运动的轨迹半径为2d 。O ′在MN 上，且OO ′与MN 垂直。下列判断正确的是( ) A ．电子将向右偏转 B ．电子打在MN 上的点与O ′点的距离为d C ．电子打在MN 上的点与O ′点的距离为3d D ．电子在磁场中运动的时间为πd 3v 0 类型(三) 圆形边界问题 [例3] (2017·全国卷Ⅱ)如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P 为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P 点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v 1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v 2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则v 2∶v 1为( ) A.3∶2 B.2∶1 C.3∶1 D ．3∶ 2 类型(四) 两种边界对比 [例4] 如图甲所示有界匀强磁场Ⅰ的宽度与图乙所示圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等，一不计重力的粒子从左边界的M 点以一定初速度水平向右垂直射入磁场Ⅰ，从右边界射出时速度方向偏转了θ角；该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ，射出磁场时速度方向偏转了2θ角。已知磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小分别为B 1、B 2，则B 1与B 2的比值为( ) A ．2cos θ B ．sin θ C ．cos θ D ．tan θ 考点三 带电粒子在有界磁场中的临界极值问题 类型(一) 圆形磁场中的临界极值问题 [例1] 如图所示，半径为r 的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，磁场边界上A 点有一粒子源，源源不断地向磁场发射各种方向(均平行于纸面)且速度大小相等的带正电的粒子(重力不 计)，已知粒子的比荷为k ，速度大小为2kBr 。则粒子在磁场中运动的最长时间为( ) A.πkB B.π2kB C.π3kB D.π4kB 类型(二) 方形磁场中的临界极值问题 [例2] 如图所示，矩形虚线框MNPQ 内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a 、b 、c 是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ 边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。粒子重力不计。下列说法正确的是( ) A ．粒子a 带负电 B ．粒子c 的动能最大 C ．粒子b 在磁场中运动的时间最长 D ．粒子b 在磁场中运动时的向心力最大 类型(三) 三角形磁场中的临界极值问题 例3.(多选)如图所示，直角三角形ABC 内存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于△ABC 平面向里的匀强磁场，O 点为AB 边的中点，θ＝30°。一对正、负电子(不计重力)自O 点沿ABC 平面垂直AB 边射入磁场，结果均从AB 边射出磁场且均恰好不从两直角边射出磁场。下列说法正确的是( ) A ．正电子从A B 边的O 、B 两点间射出磁场 B ．正、负电子在磁场中运动的时间相等 C ．正电子在磁场中运动的轨迹半径较大 D ．正、负电子在磁场中运动的速率之比为(3＋23)∶9 类型(四) 其他形状磁场中的临界极值问题 [例4] 如图所示，长方形abcd 长ad ＝0.6 m ，宽ab ＝0.3 m ，O 、e 分别是ad 、bc 的中点，以ad 为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B ＝0.25 T 。一群不计重力、质量m ＝3×10－7 kg 、电荷量q ＝＋2×10－ 3 C 的带电粒子以速度v ＝5×102 m/s 沿垂直ad 方向且垂直于磁场射入磁场区 域，则( ) A ．从Od 边射入的粒子，出射点全部分布在Oa 边 B ．从aO 边射入的粒子，出射点全部分布在ab 边 C ．从Od 边射入的粒子，出射点分布在Oa 边和ab 边 D ．从aO 边射入的粒子，出射点分布在ab 边和be 边 考点四 带电粒子在匀强磁场中的多解问题 [典例] 如图所示，在无限长的竖直边界AC 和DE 间，上、下部分分别充满方向垂直于ADEC 平面向外的匀强磁场，上部分区域的磁感应强度大小为B 0，OF 为上、下磁场的水平分界线。质量为m 、带电荷量为＋q 的粒子从AC 边界上与O 点相距为a 的P 点垂直于AC 边界射入上方磁场区域，经OF 上的Q 点第一次进入下方磁场区域，Q 与O 点的距离为3a 。不考虑粒子重力。 (1)求粒子射入时的速度大小； (2)要使粒子不从AC 边界飞出，求下方磁场区域的磁感应强度应满足的条件； (3)若下方区域的磁感应强度B ＝3B 0，粒子最终垂直DE 边界飞出，求边界DE 与AC 间距离的可能值。 1．[磁场方向不确定形成的多解问题] (多选)一质量为m 、电荷量为q 的负电荷在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动，若磁场方向垂直于它的运动平面，且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍，则负电荷做圆周运动的角速度可能是( ) A.4qB m B.3qB m C.2qB m D.qB m 2．[速度大小不确定形成的多解问题] (多选)如图所示，两方向相反、磁感应强度大小均为B 的匀强磁场被边长为L 的等边三角形ABC 理想分开，三角形内磁场垂直纸面向里，三角形顶点A 处有一质子源，能沿∠BAC 的角平分线发射速度不同的质子(质 子重力不计)，所有质子均能通过C 点，质子比荷q m ＝k ，则质子的速度可能为( ) A ．2BkL B.BkL 2 C.3BkL 2 D.BkL 8 (时间：90分钟，满分：100分) 一、选择题(本题包括12小题，每小题5分共60分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是() A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功 D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行 解析：选B.安培力方向与磁场垂直，洛伦兹力不做功，通电导线在磁场中不一定受安培力．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现． 2. 图3－6 (2011年东北师大高二检测)磁场中某区域的磁感线，如图3－6所示，则() A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B b B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B b C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大 D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 解析：选A.由磁感线的疏密可知B a＞B b，由通电导线所受安培力与通电导线的放置有关，通电导线放在a处与放在b处受力大小无法确定． 3．(2011年聊城高二检测) 图3－7 两个绝缘导体环AA′、BB′大小相同，环面垂直，环中通有相同大小的恒定电流，如图3－7所示，则圆心O处磁感应强度的方向为(AA′面水平，BB′面垂直纸面)() A．指向左上方 B．指向右下方 C．竖直向上 D．水平向右 答案：A 4. 图3－8 (2011年汕头高二检测)如图3－8所示，垂直纸面放置的两根直导线a和b，它们的位置固定并通有相等的电流I；在a、b沿纸面的连线的中垂线上放有另一直导线c，c可以自由运动．当c中通以电流I1时，c并未发生运动，则可以判定a、b中的电流() A．方向相同都向里 B．方向相同都向外 C．方向相反 一、 磁场 知识要点 1.磁场的产生 ⑴磁极周围有磁场。 ⑵电流周围有磁场（奥斯特）。 安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。（不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的。） ⑶变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。 2.磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。这一点应该跟电场的基本性质相比较。 3.磁感应强度 IL F B （条件是匀强磁场中，或ΔL 很小，并且L ⊥B ）。 磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T ，1T=1N/(A ?m)=1kg/(A ?s 2 ) 4.磁感线 ⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。 ⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线： ⑷安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。 5.磁通量 如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S，则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ表示。Φ是标量，但是有方向（进该面或出该面）。单位为韦伯，符号为W b。1W b=1T?m2=1V?s=1kg?m2/(A?s2)。 可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。 在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下，B=Φ/S，所以磁感应强度又叫磁通密度。在匀强磁场中，当B与S的夹角为α时，有Φ=BS sinα。 地球磁场通电直导线周围磁场通电环行导线周围磁场 （精心整理，诚意制作） 阿左旗高级中学物理选修3-1第三章《磁场》 单元检测试卷（A卷） 一、选择题（其中第1至第7小题为单项选择，每题3分，第8、9、10小题为多项选择题，每题4分,共33分，请将答案序号填写在题后答题表中） 1、下列关于磁感应强度的说法中正确的是（） A．放在磁场中的通电导线，电流越大，受到的磁场力也越大，表示该处的磁感应强度越大B．B的方向与小磁针在任何情况下S极受磁场力方向一致 C．磁感线某点的切线方向就是磁感应强度的方向 D．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向 2、铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B，则 A. A.B一定相互吸引 B. A,B一定相互排斥 C. A,B之间有可能无磁场力作用 D. A, B可能相互吸引，也可能相互排斥 3、发现通电导线周围存在磁场的科学家是（） A．洛伦兹 B．库仑 C．法拉第 D．奥斯特 4、在如下图所示的各图中，表示磁场方向、电流方向及导线受力方向的图示正确的是( ) 5、 有一段直导线长1cm，通以5A电流．当把导线垂直于磁场放在某点时，受到的磁场力为0.1 N，则该点磁感应强度B的值为( ) A．1 T B．1.5 T C．2 T D．2.5 T 6、两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，且I1>I2，电流的方向如图3所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上，则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是（） A．a点B．b点C．c点D．d点 7、回旋加速器是利用较低电压的高频电源，使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如右图所示．下列说法正确的是( ) A．粒子在磁场中做匀速圆周运动 B．粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少 C．粒子的轨道半径与它被电场加速的次数成正比 D．粒子的运动周期和运动速率成正比 8、质量为m、带电荷量为q的粒子(忽略重力)在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，形成空间环形电流．已知粒子的运动速率为v、半径为R、周期为T，环形电流的大小为I.则下面说法中正确的是( ) A．该带电粒子的比荷为q m ＝ BR v B．在时间t内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为 θ＝qBt m C．当速率v增大时，环形电流的大小I保持不变 D．当速率v增大时，运动周期T变小 9、目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如上图所示表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷．在磁极配置如图中所示的情况下，下述说法正确的是（） A．A板带正电 B．有电流从b经用电器流向a C．金属板A、B间的电场方向向下 D．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力 10、如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量均相同的正、负离 子(不计重力)，从点O以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成 角，则正、负离子在磁场中 ( ) A．运动时间相同 B．运动轨迹的半径相同 C．重新回到边界时速度的大小和方向相同 D．重新回到边界的位置与O点距离相等 选择题答题表： 课时提升作业 十八磁现象和磁场 (15分钟·30分) 一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分) 1.下列关于磁场的说法正确的是( ) A.磁体周围的磁场看不见、摸不着,所以磁场不是客观存在的 B.将小磁针放在磁体附近,小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作 用 C.把磁体放在真空中,磁场就消失了 D.当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场,不撒铁屑磁场就消失 【解析】选B。磁体周围的磁场看不见,摸不着,但磁场是客观存在的, 故A错误;将小磁针放在磁体附近会出现偏转现象,说明受到了磁力的 作用,可以说明磁体的周围存在着磁场,故B正确;把磁体放在真空中, 磁场不会消失,故C错误;磁场是客观存在的,故D错误。 2.一块磁铁从高处掉到地上,虽然没有断,但磁性变弱了,这是因为( ) A.磁铁被磁化了 B.磁铁因剧烈震动而退磁了 C.磁铁是非磁性物质 D.磁铁是软磁性材料 【解析】选B。由安培的环形电流假说,磁性变弱是由于磁铁因剧烈震 动而退磁了,里面的磁性排列变得杂乱,故选B。 3.下列物品中没有用到磁性材料的是( ) A.DVD碟片 B.计算机上的磁盘 C.银行卡 D.录音机磁头 【解析】选A。必须用到磁性材料的是计算机上的磁盘、银行卡和录音 机磁头;而DVD碟片没有用到磁性材料,故A正确,B、C、D错误。 4.一个条形磁铁从中间断开后,每一段磁铁的磁极个数是( ) A.一个 B.四个 C.没有 D.两个 【解析】选D。磁铁从中间断开后,每一段均仍然有两个磁极,故选D。 【加固训练】 用一根小铁棒去靠近小磁针,如果小磁针被排斥,则说明这根铁棒( ) A.一定是磁体 B.一定不是磁体 C.可能是磁体,也可能不是磁体 D.有时是磁体,有时不是磁体 【解析】选A。一根铁棒靠近磁针的磁极,磁针被排斥,铁棒一定是磁体, 铁棒和磁针的接触端是同名磁极相互排斥造成的,故A正确,B、C、D 错误。二、非选择题(共10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数 值计算的要标明单位) 5.将A、B两个磁环先后套在光滑的木支架上,并使两个磁环相对的磁 极极性相同,此时可以看到上方的磁环A“悬浮”在空中,如图所示,设 两个磁环受到的重力相等且都为G,则磁环B对木支架底座的压力F是 多大? 综合评估检测卷（二）磁场 、选择题（本大题共12小题，每小题 4分，共48分?每小题至少一个答案正确） ( ) 1 ?下列关于电场和磁场的说法中正确的是 A.电场线和磁感线都是封闭曲线 B ?电场线和磁感线都是不封闭曲线 C.通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用 D.电荷在电场中一定受到电场力的作用 答案： D 2?下列各图中，表示通电直导线所产生的磁场, 正确的是（） X M X ?? ? X X ??XXX ? ? ? XXX ?* *X X ■ M X X X x ? ? ?XKX ?■■XXX A B C D 答案： B 3?在磁场中某一点，已经测岀一段0.5 cm长的导线中通入 0.01 A的电流时，受到的安培力 为5.0 X 10「6N，则下列说法正确的是（） A ?该点磁感应强度大小- 」定是0.1 T B ?该点磁感应强度大小一定不小于0.1 T C.该点磁感应强度大小一定不大于0.1 T D.该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向 解析：当通电导线与磁场方向垂直时， B = ~ = 0.1 T，当通电导线与磁场方向不垂直时 B F F 故应选 B. > — IL sin a IL 答案： B 4 ?在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动?现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力（） 1 A .变为原来的4 B ?增大为原来的 4倍 1 C.减小为原来的2 D ?增大为原来的 2倍 答案： D 5. / r 左 6右 初速度为V0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射岀，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则（） 第一节磁场磁感线 生活中我们常常遇到电现象， 与电现象密不可分是 磁现象，其实用到电的地方，几乎都有磁现象相伴 从本章开始我们将在初中所学知识的基础上，进一^步 学习有关磁现象以及电磁联系方面的知识 . 一、几个基本概念： 1、 磁性：物体具有的吸引 铁、钻、镍 等物质的性质. 2、 磁体：具有磁性的物体叫做磁体，生活中常见的 磁体为条形磁铁、小磁针、蹄形磁铁 . 3、 磁极：磁体上 磁性较强 的部分叫磁极. 4、 磁极间的相互作用：同名磁极相斥，异名磁极相 吸. 二、磁场的概念及其性质 两个异种电荷靠近时，它们之间有相互作用的吸 引力产生. 相互间的吸引力是这样产生的： A B 带电体在其周围空间产生电场，电场对处于其中的电 荷有电场力的作用；B 处于A 产生的电场中，该电场 给B 一个向左的作用力，同时 A 处于B 产生的电场 中，该电场给 A 一个向右的反作用力.电荷间的相互 作用力是通过电场来传递的. 间也有相互作用的吸引力产生，这两个磁极并没有直 两个条形磁铁的异 名磁极靠近时，它们之 A B 接接触，它们之间的相互作用力是怎样产生的呢？ 将磁体与带电体进行类比：磁体之间的相互作用力是这样产生的： A 在周围空间产生磁场， B 处于A 产生的磁场中，该磁场给 B 一个向左的作用力；同时 B 也会在其周围空间产生磁场， A 处于B 产生的磁场中，该磁场给 A 一个向右的反作用力.该现象说明了NO1 、磁体能在其周围空间产生磁场; NO2 、磁场对磁体有力的作用; N03、磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场来传递的. 磁场对其它物体的作用力叫做磁场力. 在图3-1-3 (a)中，当导线中有电流时，小磁针发生偏转，说明小磁针受到了磁场力作用，该区域一定存在磁场，该磁场只能由电流产生，即电流对磁体有磁场力作用.根据牛顿第三定律，小磁针一定对电流有反作用力，即小磁针产生的磁场对电流也有磁场力作用.该实验叫做奥斯特实验，它说明了 NO1 、电流也能产生磁场； NO2、磁场对电流有磁场力作用； NO3、电流与磁体之间的相互作用也是通过磁场来传递的. 由奥斯特实验的结论可以从理论上推出； NO4、电流与电流之间也有相互作用的磁场力；NO5、电流与电流之间的相互作用也是通过磁场来 磁场 第一节我们周围的磁现象 知识点回顾： 1、地磁场 （1）地球磁体的北（N）极位于地理南极附近，地球磁体的南（S）极位于地理北极附近。（2）地球磁体的磁场分布与条形磁铁的磁场相似。 （3）地磁两极与地理两极并不完全重合，存在偏差。 2、磁性材料 （1）按去磁的难易程度划分可分为硬磁性材料和软磁性材料。 （2）按材料所含化学成分划分可分为和。 （3）硬磁性材料剩磁明显，常用来制造等。 （4）软磁性材料剩磁不明显，常用来制造等。 知识点1：磁现象 一切与磁有关的现象都可称为磁现象。磁在我们的生活、生产和科技中有着广泛的应用，归纳大致分为： （1）利用磁体对铁、钴、镍等磁性物质的吸引力； （2）利用磁体对通电线圈的作用力； （3）利用磁化现象记录信息。 知识点2：地磁场（重点） 地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫地磁场。关于地磁场的起源，目前还没有令人满意的答案。一种观点认为，地磁场是由于地核中熔融金属的运动产生的，而且熔融金属运动方向的变化会引起地磁场方向的变化。科学研究发现，从地球形成迄今的漫长年代里，地磁极曾多次发生极性倒转的现象。 地磁场具有这样的特点： （1）地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近； （2）地磁场与条形磁铁产生的磁场相似，但地磁场磁性很弱； （3）地磁场对宇宙射线的作用，保护生命（极光、宇宙射线的伤害）；地磁场对生物活动的影响（迁徙动物的走南闯北如信鸽，但候鸟南飞确是受气候的影响的，不是磁场）拓展： 地磁两极与地理两极并不重合，存在地磁偏角。这种现象最早是由我国北宋的学者沈括在《梦溪笔谈》中提出的，比西方早400多年。 并不是所有的天体都有和地球一样的磁性，如火星就没有磁性 知识点3：磁性材料 磁性材料一般指铁磁性物质。按去磁的难易程度，磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料具有很强的剩磁，不易去磁，一般用于制造永磁体，如扬声器、计算机硬盘、信用卡、饭卡等；软磁性材料没有明显的剩磁，退磁快，常用于制造电磁铁、电动机、发电机、磁头等。 易忽略点：怎样区分磁性材料 如何判断给定的物体是采用硬磁性材料还是软磁性材料是学习中容易出错的地方。解决此类问题关键有两点： 1、明确所给物体的功能和原理； 2、熟悉这两种磁性材料的特点。 第三章磁场 第1 节磁现象和磁场 、磁现象磁性：能吸引铁质物体的性质叫磁性。 磁体：具有磁性的物体叫磁体磁极：磁体中磁性最强的区域叫磁极。 、磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引. （与电荷类比） 三、磁场 1.磁体的周围有磁场 2.奥斯特实验的启示：——电流能够产生磁场，运动电荷周围空间有磁场 导线南北放置 3.安培的研究：磁体能产生磁场，磁场对磁体有力的作用；电流能产生磁场，那么磁场对电流也 应该有力的作用 性质：①磁场对处于场中的磁体有力的作用。 ②磁场对处于场中的电流有力的作用。 第2 节磁感应强度 F 跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 、定义：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力 的比值叫做磁感应强度． 对磁感应强度的理解 1．描述磁场的强弱 2．公式B＝F/IL 是磁感应强度的定义式，是用比值定义的，磁感应强度B的大小只决定于 磁场本身的性质，与F、I、L 均无关． 3．单位：特，符号T 1T=1N/AM 4.定义式B＝FIL 成立的条件是：通电导线必须垂直 于磁场方向放置．因为磁场中某点通电导线受力的大小，除 了与磁场强弱有关外，还与导线的方向有关．导线放入磁场 中的方向不同，所受磁场力也不相同．通电导线受力为零的 地方，磁感应强度B 的大小不一定为零，这可能是电流方 向与B 的方向在一条直线上的原因造成的． 5．磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L 应很短，IL 称作“电流元”，相当于静电场中的试探电 荷． 6．通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方 向． 7. 磁感应强度与电场强度的区别磁感应强度B 是描述 磁场的性质的物理量，电场强度E 是描述电场的性质的物 理量，它们都是矢量，现把它们的区别列表如下： 磁感应强度是矢量，其方向为该处的磁场方向遵循平行四边形定则。如果空间同时存在两个或两个以上的磁场时，某点的磁感应强度B 是各磁感应强度的矢量和． 《磁场》单元练习 一．选择题：每小题给出的四个选项中，每小题有一个选项、或多个选项正确。 1、如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是 A.沿纸面逆时针转动 B.沿纸面顺时针转动 C.a端转向纸外，b端转向纸里 D.a端转向纸里，b端转向纸外 2、一电子在匀强磁场中，以一固定的正电荷为圆心，在圆形轨道上运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电场力恰是磁场力的三倍.设电子电量为e，质量为m，磁感强度为B，那么电子运动的可能角速度应当是 3、空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B 点时速度为零，C为运动的最低点.不计重力，则 A.该离子带负电 B.A、B两点位于同一高度 C.C点时离子速度最大 D.离子到达B点后，将沿原曲线返回A点 4、一带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场中，则不受磁场影响的物理量是： A、速度 B、加速度 C、动量 D、动能 5、MN板两侧都是磁感强度为B的匀强磁场，方 向如图，带电粒子（不计重力）从a位置以垂直B 方向的速度V开始运动，依次通过小孔b、c、d，已知ab = bc = cd，粒子从a运动到d的时间为t，则粒子的荷质比为：M N a b c d V B B A 、 tB π B 、 tB 34π C 、π2tB D 、tB π3 6、带电粒子（不计重力）以初速度V 0从a 点进入匀强磁场，如图。运动中经过b 点，oa=ob 。若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，仍以V 0从a 点进入电场，粒子仍能通过b 点，那么电场强度E 与磁感强度B 之比E/B 为： A 、V 0 B 、1 C 、2V 0 D 、 2 V 7、如图，MN 是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，虚线表示其运动轨迹，由图知： A 、粒子带负电 B 、粒子运动方向是abcde C 、粒子运动方向是edcba D 、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长 8、带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O 点在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点A 时： A 、摆球受到的磁场力相同 B 、摆球的动能相同 C 、摆球的动量相同 D 、向右摆动通过A 点时悬线的拉力大于向左摆动通过A 点时悬线的拉力 9、如图，磁感强度为B 的匀强磁场，垂直穿过平面直角坐标系的第I 象限。一质量为m ，带电量为q 的粒子以速度V 从O 点沿着与y 轴夹角为30°方向进入磁场，运动到A 点时的速度方向平行于x 轴，那么： A 、粒子带正电 B 、粒子带负电 C 、粒子由O 到A 经历时间qB m t 3π= D 、粒子的速度没有变化 10、如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的左上方固定一直导线，导线与磁场垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则……………………（ ） A 、磁铁对桌面压力增大 B 、磁场对桌面压力减小 C 、桌面对磁铁没有摩擦力 D 、桌面对磁铁摩擦力向右 O x y V 0 a b M N a b c d e O a x y O A V 0 高中物理新课程磁现象和磁场教学设 计案例 高中物理新课程磁现象和磁场教学设计案例 发布者：李昌茂 内容:选修3-1第三章《磁现象和磁场》(普通高中课程标准实验教科书) 教材分析 磁现象和磁场是新教材中磁场章节的第一节课，从整个章节的知识安排来看，本节是此章的知识预备阶段，是本章后期学习的基础，是让学生建立学习磁知识兴趣的第一课，也是让学生建立电磁相互联系这一观点很重要的一节课，为以后学习电磁感应等知识提供铺垫。整节课主要侧重要学生对生活中的一些磁现象的了解如我国古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁场和其他天体的磁场（太阳、月亮等），故本节课首先应通过学生自己总结生活中与磁有关的现象。电流磁效应现象和磁场对通电导线作用的教育是学生树立起事物之间存在普遍联系观点的重要教学点，是学生在以后学习物理、 研究物理问题中应有的一种思想和观点。 学生分析 磁场的基本知识在初中学习中已经有所接触，学生在生活中对磁现象的了解也有一定的基础。但磁之间的相互作用毕竟是抽象的，并且大部分学生可能知道电与磁的联系，但没有用一种普遍联系的观点去看电与磁的关系，也没有一种自主的能力去用物理的思想推理实验现象和理论的联系。学生对磁场在现实生活中的应用是比较感兴趣的，故通过多媒体手段让学生能了解地磁场、太阳的磁场和自然界的一些现象的联系（如黑子、极光等），满足学生渴望获取新知识的需求。 教学目标 一、知识与技能 1、让学生自己总结生活中与磁有关的现象，了解现实生活中的各种磁现象和应用，培养学生的总结、归纳能力。 2、通过实验了解磁与磁、磁与电的相互作用，掌握电流磁效应现象。使学生具有普遍联系事物的能力，培养观察实验能力和分析、推理等思维能力。 高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 参考答案 第三章磁场 第一节磁现象和磁场 A组 1．AC 2．C 3．B 4．CD 5．BD 6．ACD 7．BD 8．AD 9．磁性；南（S）极；北（N）极 10．Fe3O4，铁；钴；镍；某些氧化物 B组 1．B [提示]因为天然磁石的主要成分是Fe3O4． 2．BD[提示] 球上的潮汐现象与月球引力和地球自转有关；通过观察月球磁场和月岩磁性推断，月球内部全部是固态物质；对火星磁场的观察显示，火星不像地球那样有一个全球性的磁场，因此指南针不能在火星上工作．3．C[提示]把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方，通电时磁针发生明显的偏转，是由于南北方向放置的电流的正下方的磁场恰好是东西方向． 4．同名磁极互相排斥． 5．地球；南极． 6．[提示]利用小磁针受到地磁场的作用，静止时会指向南北极的原理，将一枚小磁针放在火星表面，观察其是否有固定指向，即可研究火星的周围是否存在磁场的问题． 7．[提示]磁场是一种物质，他的存在不以人们的意志为转移，不依赖于人们的感觉，只要有磁体或电流，在他们周围就存在着磁场．对人来说，他又是一种特殊的物质，他不同于由分子、原子等微观粒子组成的物质，可以通过视觉、触觉被人感知，但是人们利用了磁场的基本性质：对处于其中的磁体和电流有力的作用，制作工具，帮助人们来探测磁场的存在． 8．[提示]当有更多电池时，导线中电流就越大，其周围的磁场就越强，小磁针偏转的就越快，小磁针距导线远一些，电流产生的磁场就弱一些，小磁针转得就慢一些。小磁针偏转意味着该处有磁场，受到磁场力的作用，小磁针静止意味着小磁针已转到其受力的方向，小磁针转的快慢，反映了它受力的大小，也反映了此处磁场的强弱． 第二节磁感应强度 A组 1．B 高中物理选修3-1磁场 1．下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是() A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方所受安培力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，所受安培力大小和方向处处相同 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线所受安培力的大小和方向无关 2.在赤道上某处有一支避雷针。当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成 瞬间电流，则地磁场对避雷针的作用力的方向为() A．正东B．正西 C．正南D．正北 3.如图所示，三根长直导线垂直于纸面放置，通以大小相同方向如图的电 流，ac⊥bd，且ab＝ac＝ad，则a点处磁场方向为( ) A．垂直于纸面向外 B．垂直于纸面向里 C．沿纸面由a向d D．沿纸面由a向c 4.(2012·昆明一模)如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成θ角倾斜放置， 导轨上另放一个质量为m的金属导体棒。当S闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场， 可以使导体棒静止平衡，图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是() 5. （多选）回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接 的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加 速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子 射出时的动能，则下列说法中正确的是( ) A．增大电场的加速电压，其他保持不变 B．增大磁场的磁感应强度，其他保持不变 C．减小狭缝间的距离，其他保持不变 D．增大D形金属盒的半径，其他保持不变 6. （多选）长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为 B，板间距离为L，板不带电．一质量为m、电荷量为q带正电的粒子(不计重力)，从左边极板 间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用 的方法是( ) A．使粒子的速度v< BqL 4m B．使粒子的速度v> BqL 4m C．使粒子的速度v> 5BqL 4m D．使粒子的速度 BqL 4m 第1节《磁现象和磁场》学案 基础知识1、磁现象 天然磁石的主要成分是，现使用的磁铁多是用、、等金属或用制成的。天然磁石和人造磁铁都叫做，它们能吸引的性质叫磁性（。磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最的区域叫磁极。能够自由转动的磁体，静止时指的磁极叫做南极（S极），指的磁极叫做北极（N极）。 2、电流的磁效应 （1）自然界中的磁体总存在着个磁极，同名磁极相互，异名磁极相互。 （2）丹麦物理学家奥斯特的贡献是发现了电流的，著名的奥斯特实验是把导线沿南北方向放置在指南针上方，通电时。 3、磁场：磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通过 发生的。 4、磁性的地球：地磁南极在地理极附近，地磁北极在地理极附近。 巩固练习 1、奥斯特实验说明了（） A、磁场的存在 B、磁场具有方向性 C、通电导线周围存在磁场 D、磁体间有相互作用 2、下列关于磁场的说法中，正确的是( ) A、只有磁铁周围才存在磁场 B、磁场是假想的，不是客观存在的 C、磁场只有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生 D．磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用 3、磁体与磁体间、磁体和电流间、电流和电流间相互作用示意图，以下正确的是（） A、磁体磁场磁体 B、磁体磁场电流 C、电流电场电流 D、电流磁场电流 4、首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是( ) A．安培B．法拉第C．奥斯特D．特斯拉 5 、在做奥斯特实验时，下列操作中现象最明显的是 A、沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上 B、沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方 C、电流沿南北方向放置在磁针的正上方 D、电流沿东西方向放置在磁针的正上方 6 关于地磁场，下列叙述正确的是（） A．地球的地磁两极和地理两极重合B．我们用指南针确定方向，指南的一极是指南针的北极 C．地磁的北极与地理的南极重合D．地磁的北极在地理南极附近 1 第三章磁场 全章教学设计 全章教学内容分析 我们生活在磁的世界里，但是磁对我们来说，依然相当神秘。本章从磁现象和电流磁效应导入磁场，首先介绍了磁场的性质及描述，进而研究磁场对通电导线和运动电荷的作用力。最后介绍带电粒子在磁场中的运动。全章的知识结构始终遵循“从充满问题的现象入手，从实验中发现本质，从本质中体会应用”这一思路。 磁场对电流的作用——安培力在本章中起着承上启下的作用，它不仅是磁场性质的重要体现，而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础，还是电磁感应动态分析的重要组成部分。在洛伦兹力公式的处理上，教材从“磁场对电流有力的作用”和“电流是由电荷的定向移动形成的”这两个事实出发，提出磁场对运动电荷有作用力的设想，然后用实验来验证，在此基础上引入洛伦兹力概念，并借助电流的微观模型推导洛伦兹力。一般情况下，带电粒子在磁场中的运动比较复杂，它被广泛运用于探索物质的微观结构图相互作用并且在现代科技中有着广泛的应用。教材结合显像管、质谱仪、回旋加速器应用实例主要介绍了带电粒子垂直进入匀强磁场中的匀速圆周运动，旨在让学生掌握粒子运动与控制的研究方法。 课标要求 1．内容标准 (1)列举磁现象在生活和生产中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展。 例1：观察计算机磁盘驱动器的结构，大致了解其工作原理。 (2)了解磁场，知道磁感应强度和磁通量。会用磁感线描述磁场。 例2：了解地磁场的分布、变化，及其对人类生活的影响。 (3)会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。 (4)通过实验认识安培力，会判断安培力的方向。会计算匀强磁场中安培力的大小。 例3：利用电流天平或其他简易装置，测量或比较磁场力。 例4：了解磁电式电表的结构和工作原理。 (5)通过实验认识洛伦兹力。会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。了解电子束的磁偏转原理及其在科学技术中的应用。 例5：观察阴极射线在磁场中的偏转。 例6：了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。 (6)认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。 2．活动建议 (1)用电磁继电器安装一个自动控制电路。 (2)观察电视显像管偏转线圈的结构，讨论控制电子束偏转的原理。 知识版块及知识结构 磁场的概念→磁场的描述→磁场对通电导线的作用力→磁场对运动电荷的作用力→带电粒子在匀强磁场中的运动 知识结构图 2019备战高考物理选修3-1-第三章磁场-磁感应强度（含解析） 一、单选题 1.一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F ，则不可以用表示磁感应强度B的是() A. B. C. D. 2.在xOy坐标的原点处放置一根与坐标平面垂直的通电直导线，电流方向指向纸内（如图所示），此坐标范围内还存在一个平行于xOy平面的匀强磁场。已知在以直导线为圆心的圆周上的a、b、c、d四点中，a点的磁感应强度最大，则此匀强磁场的方向（） A.沿x轴正方向 B.沿x轴负方向 C.沿y轴正方向 D.沿y轴负方向 3.下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（） A.通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大 B.磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向 C.放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同 D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 4.某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在，想到的以下方法中不可行的是() A.在该空间内引入检验电荷，如果电荷受到电场力说明此空间存在电场 B.在该空间内引入检验电荷，如果电荷没有受到电场力说明此空间不存在电场 C.在该空间内引入通电导线，如果通电导线受到磁场力说明此空间存在磁场 D.在该空间内引入通电导线，如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场 5.关于磁感应强度和磁感线，下列说法中错误的是（） A.磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感线强度的方向 B.磁感线的疏密表示磁感应强度的大小 C.匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行 D.磁感应强度是只有大小、没有方向的标量 6.由磁感应强度的定义式B= 可知（） A.磁感应强度与安培力成正比，与电流强度和导线长度的乘积成反比 B.磁感应强度的方向与F的方向相同 C.因为B= ，故导线中电流越大，其周围磁感应强度一定越小 D.磁感应强度大小跟放在磁场中通电导线所受力的大小无关 7.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，对磁场认识正确的是（） A.某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时N极所指方向一致 B.磁感线有可能出现相交的情况 C.磁感线总是由N极出发指向S极 D.若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，则该区域的磁感应强度一定为零 8.关于磁感强度，下列说法中正确的是（） A.磁感强度的大小反映了磁场的强弱，磁感强度是标量 B.磁感强度是描述磁场强弱和方向的物理量 C.磁感强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向 D.磁感强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的反方向 9.如图，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是（） A. B. C. D. 第三章磁场 第1节磁现象和磁场 1．磁体吸引铁质物体的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体，磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极． 2．奥斯特实验是将导线沿南北方向放置在磁针的上方，通电时磁针发生了转动．此实验说明电流周围存在磁场． 3．磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的． 4．(1)地球本身是一个大磁体，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近． (2)地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针的指向与南北方向有一个夹角，这个夹角称做磁偏角 5．发现电流周围存在磁场的物理学家是() A．奥斯特B．焦耳C．张衡D．安培 答案 A 6．下列关于磁场的说法正确的是() A．磁场最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用 B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质 C．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态 D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无 答案AC 解析磁场虽看不见、摸不着，但其是客观存在的，不随人的意志而转移，它是一种特殊的物质形态，最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用． 7．磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的相互作用的示意图，以下正确的是() A．磁体?磁场?磁体 B．磁体?磁场?电流 C．电流?电场?电流 D．电流?磁场?电流 答案ABD 解析磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的相互作用都是通过磁场来传递的． 【概念规律练】 知识点一磁场 1．以下说法中正确的是() A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的 B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的 C．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的 D．磁场和电场是同一种物质 答案 A 解析电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极间还是电流与电流间、磁体与电流间，都有相互作用的磁场力．磁场是磁现象中的一种特殊物质，它的基本性质是对放入磁场中的磁体、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，它不会对放入静电场中的磁体产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其自身的特点．所以只有A 正确． 基础知识一、磁场 1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的基本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用． 2、磁现象的电本质 二、磁感线 为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线． 1．疏密表示磁场的强弱． 2．每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感应强度的方向． 3．是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极．磁线不相切不相交。 4．匀强磁场的磁感线平行且距离相等．没有画出磁感线的地方不一定没有磁场． 5．安培定则：姆指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个同心圆，每点磁场方向是在该点切线方向· *熟记常用的几种磁场的磁感线： 三、磁感应强度 1．磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零。 2．在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度l的乘积Il的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度． ①表示磁场强弱的物理量．是矢量． ②大小：B=F/Il（电流方向与磁感线垂直时的公式）． ③方向：左手定则：是磁感线的切线方向；是小磁针N极受力方向；是小磁针静止时N极的指向．不是导线受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向．（根据实验得出的） ④单位：牛/安米，也叫特斯拉，国际单位制单位符号T． ⑤点定B定：就是说磁场中某一点定了，则该处磁感应强度的大小与方向都是定值． ⑥匀强磁场的磁感应强度处处相等． ⑦磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则. 选修3-1第三章磁场教案 第一节磁现象和磁场（1课时） 一．教学目标 （一）知识与技能 1．了解磁现象，知道磁性、磁极的概念。 2．知道电流的磁效应、磁极间的相互作用。 3．知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的.知道地球具有磁性。 （二）过程与方法 利用类比法、实验法、比较法使学生通过对磁场的客观认识去理解磁场的客观实在性。（三）情感态度与价值观 通过类比的学习方法，培养学生的逻辑思维能力，体现磁现象的广泛性 二．重点与难点： 重点：电流的磁效应和磁场概念的形成 难点：磁现象的应用 三、教具：多媒体、条形磁铁、直导线、小磁针若干、投影仪 四、教学过程： （一）引入：介绍生活中的有关磁现象及本章所要研究的内容。在本章，我们要学习磁 现象、磁场的描述、磁场对电流的作用以及对运动电荷的作用，知识主线十分清晰。本 章共二个单元。第一、二、三节为第一单元；第四~第六节为第二单元。 复习提问，引入新课 ［问题］初中学过磁体有几个磁极？［学生答］磁体有两个磁极：南极、北极. ［问题］磁极间相互作用的规律是什么？［学生答］同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引. ［问题］两个不直接接触的磁极之间是通过什么发生相互作用的？［学生答］磁场. ［过渡语］磁场我们在初中就有所了解，从今天我们要更加深入地学习它。 （二）新课讲解-----第一节、磁现象和磁场 1．磁现象 （1）通过介绍人们对磁现象的认识过程和我国古代对磁现象的研究、指南针的发明和作用来认识磁现象 （2）可以通过演示实验(磁极之间的相互作用、磁铁对铁钉的吸引)和生活生产中涉及的磁体(喇叭、磁盘、磁带、磁卡、门吸、电动机、电流表)来形象生动地认识磁现象。【板书】磁性、磁体、磁极：能吸引铁质物体的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体，磁体 中磁性最强的区域叫磁极。 2．电流的磁效应 （1）介绍人类认识电现象和磁现象的过程。 （2）演示奥斯特实验：让学生直观认识电流的磁效应。做实验时可以分为四种情形观察并记录现象：水平电流在小磁针的正上方时，让电流分别由南向北流和由北向南流；水平电流在小磁针的正下方时，让电流分别由南向北和由北向南流。在认识电流的磁效应的同时，也为地磁场和通电直导线的磁场的教学埋下伏笔，也可以留下问题让学生思考。 了解电流的磁效应的发现过程，体现物理思想(电与磁有联系)和研究方法(奥斯特实验)，认识到奥斯特实验在电磁学中的重要意义(打开了电磁学的大门)，为后来法拉第的研究工作(电能生磁、磁也可以生电)奠定了基础。 【板书1】磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.（与电荷类比） 图 3-16 五、补充习题 A 组 1．如图3-14所示，有一束电子正在y 轴上向y 轴正方向移动，则它在z 轴上某点A 处产生的磁场方向为（ ） A ．沿x 轴的正方向 B ．沿x 轴的负方向 C ．沿z 轴的正方向 D ．沿z 轴的负方向 2．如图3-15所示，通有恒定电流的导线MN 与闭合金属框共面，第一次 将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框由Ⅰ绕cd 边翻转到Ⅱ，设先后两次通 过金属框的磁通量的变化分别为△Φ1和△Φ2，则（ ） A ．△Φ1＞△Φ2 B ．△Φ1 = △Φ2 C ．△Φ1＜△Φ2 D ．△Φ1＝－△Φ2 3．如图3-16所示的通电螺旋管的正上方有一金属圆环，讨论以下两种情 况金属环中磁通量怎样变化？（1）仅电流I 增大；（2）仅金属环的半径R 增 大。 4．放在通电螺线管里面的小磁针保持静止时，位置是怎样的？两位同学的回答相反。甲说：“小磁针的位置如图3-17甲，因为管内的磁感线向右， 所 以小磁针的N 极指向右方。”乙说：“小磁针的位置如图3-17乙，因为通电螺线管的N 极在右侧，根据异名磁极相吸的原理可知，小磁针的S 极指向右方。”你的看法是怎样的？他们谁的答案错了？错在哪里？ 5．有两条垂直交叉、但不接触的异线通过大小相等的电流I ，如图3－18所示，则磁感应强度B =0的区域必定在第几象限？ 6．如图3―19，金属杆ab 的质量为m ，长为L ，通过的电流为I ，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，结果ab 静止且紧压于水平导轨上。若磁场方向与导轨平面为 角，求： （1）棒ab 受到的摩擦力； （2）棒对导轨的压力。 7．如图3―20所示，以MN 为界的两匀强磁场，磁感应强度B 1=2B 2，方向均为垂直纸面向里， 现有一质量为m 、电荷量为q 的正粒子，从O 点沿图示方向进入B 1中。 （1）试画出此粒子的运动轨迹； （2）求经过多长时间粒子重新回到O 点？ 图3-17第三章 磁场练习题及答案解析
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