【金太阳考案】2020届高考物理一轮复习 第8单元磁场课件 精品
高三物理一轮复习 第八章 磁场本章小结课件
场,已知OA=s,∠POQ=45°,负离子的质量为m,电荷量的绝对值为q,要使负
离子不从OP边界射出,负离子进入磁场中的速度最大不能超过
。
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解析 由题意可知临界圆弧便是与OP边相切的圆弧,画出如图所示的示 意图,由几何关系得:
r+s= 2r ①
r= s ②
2 1
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由圆周运动知识列方程
q
D.液滴电势能减少了mgd
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解析 由液滴的运动是直线运动可确定要考虑重力,而电场力也在竖直 方向上,所以可以肯定合外力必然为零,mg=qE,液滴斜向右上方做匀速直线 运动,电场力做正功,W电=qEd=mgd,故电势能减少了mgd,两板间电势差为 W 电 = m g d。
答案 ACD 三、临界条件 一个物理量变化范围的边界值实际上就是一种临界条件,因此可以将求物
浙江专用 物理
第八章 本章小结
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专题八 注重条件分析 解好电磁场习题
一、初始条件 许多物理题考查学生有无“初始条件”意识,解题中能否充分利用“初 始条件”是决定能否步入正确解题思路的关键。 典例1 匀强电场中有一个带电粒子只受电场力作用,它的运动情况可能 是( ) A.匀加速运动,轨迹是直线 B.匀加速运动,轨迹是曲线 C.变减速运动,轨迹是曲线 D.匀速直线运动
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三、临界条件
一个物理量变化范围的边界值实际上就是一种临界条件,因此可以将求物
理量区间范围的问题转化为求临界条件下的临界值问题,在解电磁场的习
题中应注意分析物理过程,寻找运动过程中的临界条件。
典例3 如图所示POQ区域内分布有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向
2020届高考物理一轮复习 8章 磁场 章末整合全程课件 精品
运动到达C处进入半圆轨道，进入时无动能损失，且刚好
到达D点，从D点飞出时磁场消失，不计空气阻力，g＝
10m/s2，cos37°＝0.8，求：
(1)小球带何种电荷； (2)小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点距C点 的距离； (3)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功．
[解析] (1)正电荷； (2)依题可知小球在BC间做匀速直线运动．
[例2] 如图所示，与水平面成37°角的倾斜轨道
AB，其延长线在C点与半圆轨道CD(轨道半径R＝1m)相
切，全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内．整个空间
存在水平向左的匀强电场，MN的右侧存在垂直纸面向里
的匀强磁场．一个质量为0.4kg的带电小球沿斜面下滑，
至B点时速度为
接着沿直接BC(此处无轨道)
章末整合
一、带电粒子在有界磁场中运动的分析方法 带电粒子在有界磁场中的运动问题是高考的热点， 分析该类问题一般要注意下列结论： 1．刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运 动的轨迹与边界相切． 2．当速率v一定时，弧长(或弦长)越长，圆周角越 大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长． 3．当速率v变化时，圆周角大的，运动时间长． 在此基础上再按照定圆心、求半径、画轨迹的思 路，由洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动] (2009·济宁测试)如图所示，一足够长的矩形 区域abcd内充满磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀 强磁场，现从ad中点O垂直于磁场射入一速度方向与ad边 夹角为30°，大小为v0的带正电粒子，已知粒子的质量为 m，电荷量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不 计，求粒子能从ab边上射出磁场的v0的大小范围．
2．正确分析带电粒子的受力情况 除重力、弹力、摩擦力外要特别注意静电力和磁场 力的分析，判断带电粒子所受重力是否忽略不计，电场力 和洛伦兹力的大小和方向怎样，这些都必须根据题意以及 各场力的特征作出全面的分析． 3．正确分析带电粒子运动情况 要确定带电粒子做什么运动？是匀速还是变速？是 直线还是曲线？有哪些运动过程？对于粒子连续通过几个 不同情况的场的问题，要分阶段进行处理．最典型的运动 状态有平衡状态以及类平抛运动和匀速圆周运动等．
2020届高三物理一轮复习第八章第2讲电路的基本规律及应用课件
[易错警示] 关于电源功率和效率问题的 2 点提醒
(1)当电源的输出功率最大时，电源的效率并不是最大，只有 50%；当 R→∞ 时，η→100%，但此时 P 出→0，无实际意义． (2)对于电路中的定值电阻，其消耗的功率根据 P＝I2R 来判断，与输出功率大 小的判断方法不同．
1．[电源的效率] (2019·湖北七市联考)有一个电动势为 3 V、内阻为 1 Ω 的电源．下
考点一 电路的动态分析 自主学习型
1．判定总电阻变化情况的规律 (1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)． (2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使 并联的支路增多时，电路的总电阻减小． (3)在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻 构成，其中一段 R 并与用电器并联，另一段 R 串与并联部分 串联．A、B 两端的总电阻与 R 串的变化趋势一致．
列由电闭阻合与电其路连欧接姆后定，律使得电阻I＝的R功＋E 率r，大电于源2效W率，η＝且I使RI该＋R电r源 ×的10效0%率，大电于阻5的0%功的率是
( PC＝)I2R.将四个选项代入分析得，只有 C 符合题目要求，故 C 正确．
A．0.5 Ω
B．1 Ω
C．1.5 Ω
D．2 Ω
三个电源的电动势 E 相同，而电阻 R＝r 甲>r 乙>r 丙，根据闭合电路欧姆定律 2．[电源的功率] (多选)现有甲、乙、丙三个电源，电动势 E 相同，内阻不 同得，I分＝别R为＋E rr，甲、Rr 接乙、在r 丙电．用源这上三时个，电内源阻分消别耗给的定功值率电为阻 RP＝供电I2r，＝已(R知＋E Rr)＝2rr＝甲 >(RrA－乙rD>rE)r22丙＋，4则R，将则R当先r＝后R接时在，这P三最个大电，源则上知的接情在况甲相电比源较上，时下，列电说源法内正阻确消的耗是 A的．功接率在最甲大电，源故上A时正，确电．源接内在阻电消源耗上的时功，率定最值大电阻 R 两端的电压为 U＝IR
2020版高考物理(江苏专用版)新增分大一轮课件：第八章磁场第1讲
(1)物理意义：描述磁场的强弱和 方向 . F B＝IL (2)定义式： (通电导线垂直于磁场). (3)方向：小磁针静止时 N极的指向 .
(4)单位：特斯拉，符号为T.
3.匀强磁场 (1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向 处处相同 的磁场称为匀强磁场. (2)磁感线特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线. 4.地磁场 (1)地磁的N极在地理 南极 附近，S极在地理 北极 附 近，磁感线分布如图1所示.
地磁场的磁感线分布如图2所示.结合上述材料，下列说法不正确的是
A.地理南、北极与地磁场的南极和北极不重合 C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 √
B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
图2
二、磁感线和电流周围的磁场
1.磁感线的特点
F A.磁感应强度 B 一定等于IL
√
F B.磁感应强度 B 可能大于或等于IL
C.磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大
D.在磁场中通电直导线也可以不受力 √
自测2
中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁
石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也.”进一步研究表明，地球周围
平面.
例2
(2018· 南通市、泰州市一模 ) 在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成
的等边三角形线框abc，磁场方向垂直于线框平面，a、c两点间接一直流电源，
电流方向如图9所示.则
大一轮复习讲义
第八章 磁场
第1讲 磁场及其对电流的作用
内容索引
NEIRONGSUOYIN
过好双基关
研透命题点 随堂测试 课时作业
2020高考物理一轮复习第八章磁场学案-精装版
教学资料范本2020高考物理一轮复习第八章磁场学案-精装版编辑：__________________时间：__________________【精选】20xx最新高考物理一轮复习第八章磁场学案第1节磁场的描述__磁场对电流的作用(1)磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流元的情况无关.(√) (2)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致.(×)(3)垂直磁场放置的线圈面积减小时，穿过线圈的磁通量可能增大.(√)(4)小磁针N极所指的方向就是该处磁场的方向.(×)(5)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强.(√)(6)将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零.(×)(7)安培力可能做正功，也可能做负功.(√) 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应.突破点(一) 对磁感应强度的理解1．理解磁感应强度的三点注意事项(1)磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式B＝认为B与F成正比，与IL成反比.(2)测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入，如果平行磁场放入，则所受安培力为零，但不能说该点的磁感应强度为零.(3)磁感应强度是矢量，其方向为放入其中的小磁针N极的受力方向，也是自由转动的小磁针静止时N极的指向.2．磁感应强度B与电场强度E的比较磁感应强度B电场强度E物理意描述磁场强弱的物理量描述电场强弱的物理量义定义式B＝FIL(L与B垂直)E＝Fq方向磁感线切线方向，小磁针N极受力方向(静止时N极所指方向)电场线切线方向，正电荷受力方向大小决定因素由磁场决定，与电流元无关由电场决定，与检验电荷无关场的叠加合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和合电场强度等于各电场的电场强度的矢量和3地磁场的特点(1)在地理两极附近磁场最强，赤道处磁场最弱.(2)地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近.(3)在赤道平面(地磁场的中性面)附近，距离地球表面相等的各点，地磁场的强弱程度相同，且方向水平.[题点全练]下列关于磁场或电场的说法正确的是________.①通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大②通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大③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④磁感应强度的大小跟放在磁场中的通电导线受力的大小无关⑤电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零⑥一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零⑦检验电荷在电场中某点受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值表征该点电场的强弱⑧通电导线在磁场中某点受到的磁场力与导线长度和电流乘积的比值表征该点磁场的强弱⑨地磁场在地球表面附近大小是不变的⑩地磁场的方向与地球表面平行⑪磁场中某点磁场的方向为放在该点的小磁针N极所指的方向⑫地磁场的N极与地理南极完全重合答案：④⑤⑦突破点(二) 安培定则的应用与磁场的叠加1．常见磁体的磁感线2．电流的磁场及安培定则直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场安培定则立体图横截面图特点无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱两侧是N极和S极，与条形磁体的磁场类似，管内可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场两侧是N极和S极，圆环内侧，离导线越近，磁场越强；圆环外侧离圆环越远，磁场越弱3．安培定则的应用在运用安培定则时应分清“因”和“果”，电流是“因”，磁场是“果”，既可以由“因”判断“果”，也可以由“果”追溯“因”.原因(电流方向)结果(磁场方向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指4．磁场的叠加磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则.[题点全练]1．(20xx·连云港模拟)如图所示，圆环上负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c带有大量的都要发生转动，以下说法正确的是( )三枚小磁针b、c的N极都向纸里转A．a、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极向纸外转解析：选B 由于圆环带负电荷，故当圆环沿顺时针方向转动时，等效电流的方向为逆时针，由安培定则可判断环内磁场方向垂直纸面向外，环外磁场方向垂直纸面向内，磁场中某点的磁场方向即是放在该点的小磁针静止时N极的指向，所以b的N极向纸外转，a、c的N极向纸里转.选](20xx·海南高考)如图，两根平行长直导线相距2．[多小相等、方向相同的恒定电流；a、b、c是导线所在2l，通有大点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l.关于这三平面内的三点处的磁感应强度，下列判断正确的是( )A．a处的磁感应强度大小比c处的大B．b、c两处的磁感应强度大小相等C．a、c两处的磁感应强度方向相同D．b处的磁感应强度为零解析：选AD 对于通电直导线产生的磁场，根据其产生磁场的特点及安培定则，可知两导线在b处产生的磁场等大反向，合磁场为零，B错误，D正确；两导线在a、c处产生的磁场都是同向叠加的，但方向相反，C错误；由于a离导线近，a处的磁感应强度比c处的大，A正确.3.(20xx·全国卷Ⅲ)如图，在磁感应强度大小为场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之B0的匀强磁l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，间的距离为纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零.如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为( )A．0B.B0C.B0D．2B0选C 导线P和Q中电流I均向里时，设其在a点解析：应强度大小BP＝BQ＝B1，如图所示，则其夹角为产生的磁感在a点的合磁场的磁感应强度平行于PQ向右、大60°，它们小为B1.又根据题意Ba＝0，则B0＝B1，且B0平行于PQ向左.若P中电流反向，则BP反向、大小不变，BQ和BP大小不变，夹角为120°，合磁场的磁感应强度大小为B1′＝B1(方向垂直PQ向上、与B0垂直)，a点合磁场的磁感应强度B＝＝B0，则A、B、D项均错误，C项正确.突破点(三) 判定安培力作用下导体的运动1．判定导体运动情况的基本思路判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场磁感线分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向.2．五种常用判定方法电流元法→―整段导体所受合力方向→―安培力方向――→左手定则分割为电流元运动方向特殊位置法在特殊位置―→安培力方向―→运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向[典例] 一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2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L1将( ) A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动 D．在纸面内平动[方法应用](一)由题明3法基础解法：(电流元法) 把线圈L1沿水平转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成无数段直线电流元，电流元处在L2产生的磁场中，根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上，由左手定则可得，上半部分电流元所受安培力均指向纸外，下半部分电流元所受安培力均指向纸内，因此从左向右看线圈L1将顺时针转动.能力解法一：(等效法) 把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I2的中心，小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向，由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心处竖直向上，而L1等效成小磁针后，转动前，N极指向纸内，因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L1将顺时针转动.能力解法二：(结论法) 环形电流I1、I2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止.据此可得，从左向右看，线圈L1将顺时针转动.(二)方法选择(1)如果通电导体为环形电流，则选用等效法较简单.(2)如果只是判断两个通电导体之间的相互作用情况，可选用结论法.(3)如果通电导体为直导线，则可选用电流元法和特殊位置法.[集训冲关]示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附 1.如图所轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线近，磁铁的图方向的电流后，线圈的运动情况是( )圈中通入如B．线圈向右运动A．线圈向左运动D．从上往下看逆时针转动C．从上往下看顺时针转动解析：选A 将环形电流等效成一条形磁铁，根据异名磁极相互吸引知，线圈将向左运动，选项A正确.也可将左侧条形磁铁等效成一环形电流，根据结论“同向电流相吸引，反向电流相排斥”，可判断出线圈向左运动.故A正确. 2．(20xx·扬州检测)一直导线平行于通电螺线管在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地的轴线放置由a到b的电流，则关于导线ab受磁场力后的运动情运动且通以况，下列说法正确的是( )A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管D 由安培定则可判定通电螺线管产生的磁场方解析：选效为Oa、Ob两电流元，由左手定则可判定两电流向，导线等力的方向，Oa向纸外Ob向纸里，所以从上向下元所受安培看导线逆时针转动，当转过90°时再用左手定则可判定导线所受磁场力向下，即导线在逆时针转动的同时还要靠近螺线管，D对.所示，一通电金属环固定在绝缘的水平面上，在其 3.如图可绕中点O自由转动且可在水平方向自由移动的竖左端放置一中点O与金属环在同一水平面内，当在金属环与金直金属棒，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，同时远离金属环解析：选B 由通电金属环产生的磁场特点可知，其在金属棒的上半部分产生有水平向左的磁场分量，由左手定则可判断金属棒上半部分受到方向向外的安培力，故向纸面外转；同理可判断金属棒的下半部分向纸面里转.当金属棒开始转动到转至水平面时，由同向电流相吸，反向电流相斥可知，金属棒在靠近金属环，B正确.突破点(四) 安培力作用下的平衡、加速问题1．安培力公式F＝BIL中安培力、磁感应强度和电流两两垂直，且L是通电导线的有效长度.2．通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路(1)选定研究对象；(2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I；(3)列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解.[典例] (20xx·全国卷Ⅰ)如图，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘.金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为 2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量.[解析] 依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下.开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长了Δl1＝0.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kΔl1＝mg①式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小.开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为F＝BIL②式中，I是回路电流，L是金属棒的长度.两弹簧各自再伸长了Δl2＝0.3cm，由胡克定律和力的平衡条件得2k(Δl1＋Δl2)＝mg＋F③由欧姆定律有④E＝IR式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻.联立①②③④式，并代入题给数据得⑤m＝0.01 kg.[答案] 安培力的方向竖直向下，金属棒的质量为0.01 kg[易错提醒](1)本题中安培力的方向易判断错误.(2)开关闭合后，弹簧的伸长量为(0.5＋0.3)cm，不是0.3 cm或(0.5－0.3)cm.(3)导体棒所受弹簧的弹力为2kx而不是kx.[集训冲关]1．(20xx·兴化期末)如图所示，质量为60 g的铜棒长为a＝20 cm，棒的两端与长为L＝30 cm的细软铜线相连，吊在磁感应强度B＝0.5 T、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I后，铜棒向上摆动，最大偏角θ＝60°，g取10 m/s2，求：(1)铜棒中电流I的大小.(2)铜棒在摆动过程中的最大速率.解析：(1)铜棒上摆的过程，根据动能定理得：FBLsin 60°－mgL(1－cos 60°)＝0，又安培力为：FB＝BIa代入解得：I＝2 A. (2)由题意，铜棒向上摆动的最大偏角θ＝60°，根据对称性可知，偏角是30°时是其平衡位置，则有：G＝FBcot 30°＝FB ，当铜棒偏角是30°时，速度最大，动能最大，由动能定理可得：mvm2＝FBLsin 30°－mgL(1－cos 30°)代入解得最大速度为：vm＝0.96 m/s.答案：(1)2 A (2)0.96 m/s 2．(20xx·福州期末)如图所示，PQ和MN为水平放置的光滑平行金属导轨，间距为L＝1.0 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.02 kg，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M＝0.03 kg，悬在空中.在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B＝0.2 T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10 m/s2.(1)为了使物体c能保持静止，应该在棒中通入多大的电流I1？电流的方向如何？(2)若在棒中通入方向a到b的电流I2＝2 A，导体棒的加速度大小是多少？解析：(1)由力的平衡可知，Mg＝BI1LI1＝＝ A＝1.5 A由左手定则可知方向由a到b.(2)当I2＝2 A时，对整体由牛顿第二定律得：BI2L－Mg＝(M＋m)a解得：a＝＝ m/s2＝2 m/s2.(1)1.5 A答案：由ab到(2)2 m/s2安培力作用下的功能关系安培力和重力、弹力、摩擦力一样，会使通电导体在磁场中平衡、转动、加速，也会涉及做功问题.解答时一般要用到动能定理、能量守恒定律等.(一)周期性变化的安培力做功问题1．[多选](20xx·浙江高考)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒.从t＝0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图甲中I所示方向为电流正方向.则金属棒( ) A．一直向右移动B．速度随时间周期性变化C．受到的安培力随时间周期性变化D．受到的安培力在一个周期内做正功解析：选ABC 由左手定则可知，金属棒一开始向右做匀加速运动，当电流反向以后，金属棒开始做匀减速运动，经过一个周期速度变为0，然后重复上述运动，所以选项A、B正确；安培力F＝BIL，由图像可知前半个周期安培力水平向右，后半个周期安培力水平向左，不断重复，选项C正确；一个周期内，金属棒初、末速度相同，由动能定理可知安培力在一个周期内不做功，选项D错误.(二)电磁炮中的功能关系2．“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快、效率高等优点.如图是“电磁炮”的原理结构示意图.光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L＝0.2 m.在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1×102 T.“电磁炮”弹体总质量m＝0.2 kg，其中弹体在轨道间的电阻R＝0.4 Ω.可控电源的内阻r＝0.6 Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射.在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I＝4×103 A，不计空气阻力.求：(1)弹体所受安培力大小；(2)弹体从静止加速到4 km/s，轨道至少要多长？(3)弹体从静止加速到4 km/s过程中，该系统消耗的总能量.解析：(1)在导轨通有电流I时，弹体作为导体受到磁场施加的安培力为：F＝ILB＝100×4 000×0.2 N＝8×104 N.(2)由动能定理：Fx＝mv2弹体从静止加速到4 000 m/s，轨道至少要x＝＝ m＝20 m.(3)由F＝ma得：a＝＝ m/s2＝400 000 m/s2，由v＝at得：t＝＝ s＝0.01 s发射过程产生的热量：Q＝I2(R＋r)t＝4 0002×(0.4＋0.6)×0.01 J＝1.6×105 J弹体的动能：Ek＝mv2＝×0.2×4 0002 J＝1.6×106 J系统消耗的总能量为：E＝Ek＋Q＝1.76×106 J.答案：(1)8×104 N(2)20 m (3)1.76×106 J(三)安培力作用下的平抛问题3．如图所示，在水平放置的平行导轨一端架着一根质量m＝0.04 kg的金属棒ab，导轨另一端通过开关与电源相连.该装置放在高h＝20 cm的绝缘垫块上.当有竖直向下的匀强磁场时，接通开关金属棒ab会被抛到距导轨右端水平位移s ＝100 cm处.试求开关接通后安培力对金属棒做的功.(g取10 m/s2)解析：在接通开关到金属棒离开导轨的短暂时间内，安培力对金属棒做的功为W，由动能定理得：W＝mv2设平抛运动的时间为t，则竖直方向：h＝gt2水平方向：s＝vt解得：W＝0.5 J.答案：0.5 J安培力做功的特点和实质(1)安培力做功与路径有关，这一点与电场力不同.(2)安培力做功的实质是能量转化.①安培力做正功时，将电源的能量转化为导体的机械能或其他形式的能.②安培力做负功时，将机械能转化为电能或其他形式的能.对点训练：磁感应强度、安培定则1．[多选](20xx·全国卷Ⅱ)指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针，下列说法正确的是( )A．指南针可以仅具有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转解析：选BC 指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确.因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确.在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误.2．[多选](20xx·常熟模拟)磁场中某区域的磁感线如图所示，下列说法中正确的是( )A．a、b两处的磁感应强度大小Ba＜BbB．a、b两处的磁感应强度大小Ba＞BbC．一通电直导线分别放在a、b两处，所受的安培力大小一定有Fa＜FbD．一通电直导线分别放在a、b两处，所受的安培力大小可能有Fa＞Fb解析：选AD 磁感线越密，磁场越强，故A正确，B错误；通电导线放在a、b两处，但没有说明导线的方向与磁场的方向的关系，其所受安培力的大小关系不确定，故C错误，D正确.3.电视机显像管的偏转线圈示意图如图所示，某时刻电流方向如图所示.则环心O处的磁场方向( )A．向下B．向上C．垂直纸面向里D．垂直纸面向外解析：选A 对于左右两个螺线管，由安培定则可以判断出上方均为磁场北极，下方均为磁场南极，所以环心O处的磁场方向向下，即A选项正确.4．[多选](20xx·海南高考)如图(a)所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音.俯视图(b)表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面)，磁场方向如图中箭头所示.在图(b)中( )A．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外解析：选BC 将环形导线分割成无限个小段，每一小段看成直导线，则根据左手定则，当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外，故选项A错误，选项B正确；当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里，故选项C正确，选项D错误.5.(20xx·张家港模拟)如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度B＝1 T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是( )A．直导线中电流方向是垂直纸面向里B．c点的实际磁感应强度也为0C．d点实际磁感应强度为2 T，方向斜向下，与B夹角为45°D．以上均不正确解析：选A 由题意可知，a点的磁感应强度为0，说明通电导线在a点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即得到通电导线在a点产生的磁感应强度方向水平向左，根据安培定则判断可知，直导线中的电流方向垂直纸面向里，故A正确.通电导线在c点产生的磁感应强度大小为B＝1 T，方向水平向右，与匀强磁场方向相同，则c点磁感应强度为2 T，方向与B的方向相同，故B错误.通电导线在d处的磁感应强度方向竖直向下，根据磁场的叠加原理可得d点磁感应强度为Bd＝B＝T，方向与B的方向成45°斜向下，故C错误.由上分析可知D错误.对点训练：判定安培力作用下导体的运动6．(20xx·江阴模拟)如图中甲、乙所示，在匀强磁场中，有两个通电线圈处于如图所示的位置，则( )A．从上往下俯视，甲中的线圈顺时针转动B．从上往下俯视，甲中的线圈逆时针转动C．从上往下俯视，乙中的线圈顺时针转动D．从上往下俯视，乙中的线圈逆时针转动解析：选D 根据题图甲所示，由左手定则可知，线圈各边所受安培力都在线圈所在平面内，线圈不会绕OO′轴转动，故A、B错误；根据题图乙所示，由左手定则可知，线圈左、右两边所受安培力分别垂直于纸面向外和向里，线圈会绕OO′轴转动，从上往下俯视，乙中的线圈逆时针转动.故C错误，D正确.7．(20xx·温州调研)教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻.第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示.第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示.下列关于这两个趣味实验的说法正确的是( )A．图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变B．图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变C．图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动D．图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动解析：选C 图甲中，仅仅调换N、S极位置或仅仅调换电源的正负极位置，安培力方向肯定改变，液体的旋转方向要改变，故A、B均错误.图乙中，当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，可以观察到弹簧不断上下振动；如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动；但是如果将水银换成酒精，酒精不导电，则弹簧将不再上下振动，故选项C正确，D错误.8.(20xx·泰州模拟)通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图所示.下列哪种情况将会发生( ) A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动C．L2绕轴O按顺时针方向转动D．L2绕轴O按逆时针方向转动解析：选D 由右手螺旋定则可知导线L1上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕固定转轴O按逆时针方向转动.故D正确.对点训练：安培力作用下的平衡和加速问题9.(20xx·镇江模拟)如图所示，弹簧测力计下挂有一长为L、质量为m的金属棒，金属棒处于磁感应强度垂直纸面向里的匀强磁场中，棒上通有如图所示方。
高考复习方案(全国卷地区专用)2020届高考物理一轮复习 第8单元 磁场 第22讲 磁场对运动电荷的作用课件
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第22讲 磁场对运动电荷的作用
教
核心题空
材
知
识 梳 理
3．基本公式
v2
(1)向心力公式：qvB＝__m__r____．
mv
(2)轨迹半径公式：r＝___B_q____．
(3)周期公式：T＝2vπr＝2qπBm；f＝T1 ＝__2_Bπ_qm____；
ω＝2Tπ＝2πf＝___Bm_q____．
过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，
考 向
两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图 22-3 甲所示，P 为
互 入射点，M 为出射点)．
动
(2)已知入射方向、入射点和出射点的位置时，可以通过
探 入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，
究
这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图乙所示，P 为入
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第22讲 磁场对运动电荷的作用
考 向 互 动 探 究
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第22讲 磁场对运动电荷的作用
变式题 2 (带电粒子在圆形边界磁场中的圆周运动)如
图 22-6 所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强
磁场，磁感应强度为 B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速
考 度 v 射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射
究
做功情况 任何情况下都不做功 可能做功，也可能不做功
只改变电荷的速度方 既可以改变电荷的速度大小，
作用效果 向，不改变速度大小
也可以改变运动的方向
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第22讲 磁场对运动电荷的作用
1．(对洛伦兹力的理解)下列关于洛伦兹力的说法中，正
确的是( )
A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
高考物理一轮复习 第8章 磁场的描述(第1课时)课件
[小题快练] 1.下列说法正确的是( ) A．磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通 电导线放在该点时，受到的磁场力 F 与该导线的长度 L、通过 的电流 I 的乘积的比值 B＝IFL即为磁场中某点的磁感应强度 B．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应 强度一定为零
C．磁感应强度 B＝IFL只是定义式，它的大小取决于场源 及磁场中的位置，与 F、I、L 以及通电导线在磁场中的方向无 关
4.如图所示，D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线， 电流方向垂直于纸面向里．在开关S接通后，导线D所受磁场 力的方向是( )
A.向上 C.向左
B．向下 D．向右
[解析] 由右手螺旋定则知，软铁芯在导线D处的磁场方 向向左，由左手定则可判定导线D受到的磁场力方向向上，A 正确．
[答案] A
考向一 安培定则的应用与 磁感应强度的叠加 1．安培定则的“因”和“果”
(3)磁感线的疏密表示磁场的___强__弱__，磁感线较密的地方 磁场较强，磁感线较疏的地方磁场较弱．
(4)磁感线上任何一点的__切__线__方__向____，都跟该点的磁场 (磁感应强度)方向一致．
(5)磁感线不能__相__交___，也不能相切．
3．几种常见的磁场 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)
(2)常见电流的磁场 通电直导线 通电螺线管 环形电流
安培定则 立体图
知识点三 安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力
1.安培力的方向 (1)左手定则：伸出左手，让拇指与其余四指垂__直______， 并且都在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向 _电__流___方向，这时__拇__指___所指的方向就是通电导线在磁场中 所受安培力的方向． (2) 两 平 行 的 通 电 直 导 线 间 的 安 培 力 ： 同 向 电 流 互吸相 ___ _引____，异向电流互相__排__斥___．
2020年高考物理一轮复习课件：专题八 第2讲 磁场对运动电荷的作用
热点 2 带电粒子在磁场中运动的半径公式和周期公式 【典题 4】(多选，2015 年新课标Ⅱ卷)有两个匀强磁场区 域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的 k 倍，两个速率相同的 电子分别在两磁场区域做圆周运动.与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ 中的电子( ) A.运动轨迹的半径是Ⅰ中的 k 倍 B.加速度的大小是Ⅰ中的 k 倍 C.做圆周运动的周期是Ⅰ中的 k 倍 D.做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等
作用效果
不改变速度大小
小，也可以改变运动的方向
考向 1 洛伦兹力的方向 【典题 1】(2017 年重庆南开中学期末)四根等长的导线固 定在正方体的四条沿 x 轴方向的棱上，并通以等大的电流，方
向如图 8-2-4 所示.正方体的中心 O 处有一粒子源在不断地沿 x 轴负方向喷射电子，则电子刚被喷射出时受到的洛伦兹力方向
答案：B
考向 2 洛伦兹力与电场力的比较
【典题 2】(多选)如图8-2-5所示，质量为 m、带电量为＋q
的三个相同的带电小球甲、乙、丙，从同一高度以初速度 v0 水 平抛出，乙球处于竖直向下的匀强电场中，
丙球处于垂直纸面向里的匀强磁场中，它们
落地的时间分别为t甲、t乙、t丙，落地时的速
度大小分别为v甲、v乙、v丙，则下列判断正
强磁场.现加一水平向左的匀强电场，发现甲、
乙一起向右加速运动.在加速运动阶段( )
图 8-2-6
A.甲、乙两物块一起做加速度减小的加速运动 B.甲、乙两物块间的摩擦力不变
C.乙物块与地面之间的摩擦力不断增大
D.甲、乙两物体可能做匀加速直线运动
解析：对整体受力分析，地面对乙物块的摩擦力 f＝μ(m甲 g
解：(1)在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动.设在 x≥0 区
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解和简单运用为主,对带电粒子在磁场中运动要 一个趋势.
运用分析、推理综合能力.对空间图形、函数等
知识要求高,数学味浓.
模块建构
知识建构
技能建构
一、磁场、磁感应强度 1.磁场
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(1)基本特性:磁场对处于其中的①磁体、②电流和③运动的电荷有 磁场力的作用. (2)方向:小磁针的④N极所受磁场力的方向.
本单元是高考的热点,也是难点,在历年高
本单元内容包括磁场的基本性质
考中本单元是必考内容,同时本单元的知识点与 和安培力的应用、洛伦兹力和带
科技应用又联系紧密,在生产、生活中常有体现, 电粒子在磁场中的运动、带电粒子在
所以考题载体通常较新.由于安培力、洛伦兹力 复合场中的运动等内容.复习时应侧重
的方向与磁场、电流方向及电荷运动方向之间 对磁场、磁感应强度、磁感线、地磁
ppt第18单 元
主编
13·KA·物理-XKB-R-QG
第1讲 磁感应强度 安培力
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【考纲要求】
【考情总结】
【备考建议】Leabharlann 模块建构知识建构技能建构
1.磁场、磁感应强度、 磁感线Ⅰ 2.通电直导线和通电线 圈周围磁场的方向Ⅰ 3.安培力、安培力的方向Ⅰ 4.匀强磁场中的安培力 Ⅱ 5.洛伦兹力、洛伦兹力 的方向Ⅰ 6.洛伦兹力公式Ⅱ 7.带电粒子在匀强磁场 中的运动 Ⅱ 8.质谱仪和回旋加速器Ⅰ 说明:安培力的计算只 限于电流与磁感应强度 垂直的情形;洛伦兹力 的计算只限于速度与磁 场方向垂直的情形
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(2)应用安培定则判断直线电流的磁场方向和判断环形电流的磁场 方向时,四指、大拇指指向的意义正好相反.
三、安培力的大小和方向
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1.安培力的大小(如图所示)
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(1)如图所示的情况下:F= BILsin θ.
(2)磁场方向和电流方向垂直时:F= BIL. (3)磁场方向和电流方向平行时:F= 0. 注意:公式中的L为有效长度,即垂直磁感应强度方向的长度.
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4.安培的分子电流假说
安培认为,在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流— — 分子电流. 分子电流使每个物质微粒都成为微小的 磁体，它的 两侧相当于 两个磁极（如图所示）.
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二、磁感线及几种常见的磁场 1.磁感线
在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的 切线方向都跟这点的 磁感应强度的方向一致.
磁感线分布如图所示.
②地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球 南极指向 北极,而竖直分 量(By)则南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下. ③在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度 大小 相等且方向水平平行.
注意:(1)只有在同一个图中才能根据磁感线的疏密来判定磁场的强 弱.
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2.几种常见的磁场 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)
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(2)几种电流周围的磁场分布
直线电流的磁场 通电螺线管的磁 环形电流的磁场 场
特
无磁极、非匀强 与 条形磁铁的 环形电流的两侧
点
且距导线越远处 磁场相似,管内为 是N极和S极,且
磁场 越弱
匀强磁场且磁 离圆环中心越远,
场 最强,管外为 磁场 越弱
非匀强磁场
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安 培 定 则
立 体 图
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横 截 面 图
纵 截 面 图
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(3)匀强磁场:在磁场的某些区域内,磁感线为 等间距的平行线,如下 图所示.
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(4)地磁场 ①地磁场的N极在地球 地理南极附近,S极在地球 地理北极附近,
年的高考试卷,从考查的内容上来看,考查的热 的关系等知识进行分析综合,提高空间
点主要集中在带电粒子在电场和磁场中的运动, 象能力和运用数学知识解决物理问题
试题主要以复合场或组合场、叠加场方式命题, 的能力.预计2013年高考仍将以带电粒
涉及力学中平抛运动、匀速圆周运动的规律,运 子在有界磁场中运动的临界问题、在
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2.安培力的方向
(1)用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都 与手掌在同一个平面内,让磁感线从 掌心进入,并使四指指向 电 流的方向,这时大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受 安 培力的方向.
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(2)安培力的方向特点:F⊥B,F⊥I,即F垂直于 B和I决定的平面. 注意:安培力的方向垂直于磁感应强度B和电流I所决定的平面,但磁 感应强度B与电流I不一定垂直.B与I垂直时产生的安培力最大. 四、磁电式电流表
存在着较复杂的空间方位关系,要求考生具有较 场、安培力、洛伦兹力等
强的空间想象能力及物理过程和物理规律的综 基本概念的理解,熟练掌握对电流在磁
合分析能力,能够看懂有关的立体示意图,并会 场中、带电粒子在磁场中受
借助于几何图形进行物理、数学方面的分析推 力和运动进行分析,结合牛顿运动定律、
理,在复习过程中要引起足够的重视.分析近几 运动学知识、圆周运动问题及功和能
2.磁感应强度 (1)物理意义:描述磁场的⑤强弱和方向.
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F
(2)定义式:B=⑥ IL (通电导线垂直于磁场).
(3)方向:小磁针静止时⑦N极的指向.
3.磁通量
(1)概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向⑧垂直的平面 面积S和B的乘积.
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(2)公式:Φ=⑨BS. (3)单位:1 Wb=⑩1 T·m2.
1.基本组成部分:磁铁和放在磁铁两极之间的 线圈.
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2.工作原理
3.优、缺点:优点是 灵敏度高,能测出很弱的电流;缺点是线圈的导 线很细,允许通过的电流很弱.
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用牛顿运动定律、动能定理或功能关系解决问 复合场中运动的受力和画偏转图分析
题.从考题的题型上看,主要是选择题和计算题, 为主.而以生产、科技中带电粒子运动
而计算题基本上以压轴题出现,而且分值较高. 问题为命题背景,突出由受力推知或由
从能力层级看,对磁场性质和安培力的考查以理 运动分析受力的建模方法,仍是命题的