版选修3_1.doc

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1、1第 3 节 几种常见的磁场一、磁感线1定义：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的 方向都跟这点的 的方向一致，这样的曲线就叫做磁感线。2磁感线的疏密程度：描述磁场的 。3磁感线的方向：磁体外部从 极指向 极，内部从 极指向 极，是闭合的曲线。二、几种常见的磁场1直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与 方向一致，弯曲的四指所指的方向就是 环绕的方向，这个规律也叫右手螺旋定则。2环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与 的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线 磁感线的方向。3通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指跟 的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管 磁感线的方向或拇

2、指指向螺线管的磁场的北极。三、磁感线的特点1条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布（如图所示）2磁感线的特点（1）磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。（2）磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场较强；在磁感线较疏的地方磁场较弱。（ 3） 磁 感 线 是 闭 合 曲 线 ， 没 有 起 点 和 终 点 。 在 磁 体 外 部 ， 从 N 极 指 向 S 极 ； 在 磁体 内 部 ， 由 S 极 指 向 N 极 。2（4）同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切。（5）磁感线是假想的曲线，客观上不存在。四、安培分子电流假说什么是分子电流：在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种 电

3、流 分子电流。五、匀强磁场1定义：强弱、方向处处 的磁场，称为匀强磁场。2磁感线的分布：一簇间距 彼此 的磁感线。3匀强磁场的产生：正对且距离很小的异名磁极之间（除边缘部分外）的磁场，均匀的通电螺线管 空间的磁场。六、磁通量1定义：在磁感应强度为 B 的 磁场中，有一个与磁场方向 的平面，面积为S，我们把 B 与 S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量。2公式： = ，单位 ，符号 。3磁通密度：磁感应强度又叫 ， ，等于垂直穿过 的磁通量。切线 磁感应强度 强弱 N S S N电流 磁感线 环形电流 轴线上 电流 轴线上环形相同 相等 平行 内部匀强 垂直 BS 韦伯 Wb 磁通密度 单位面积一

4、、磁感线和电场线的比较磁感线 电场线意义 用来形象的描述磁场方向和强弱而假想的线 用来形象地表述电场力相似点方向 某点的切线方向为磁场方向，也是小磁针 N 极的受力方向某点的切线方向为电场方向，也是正电荷受力的方向3疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱特点 在空间不相交不同点闭合曲线 始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处，不是闭合曲线【例题 1】关于电场线和磁感线，下列说法正确的是A电场线和磁感线都是空间实际存在的线B同一个磁场的磁感线（或者同一个电场的电场线）有时可以相交C磁感线从磁体的 N 极发出，终止于 S 极D电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷参考答案：D二、磁场的叠加

5、磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解。特别提醒：两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的。【例题 2】在一根直导线上通以稳恒电流 I，方向垂直指向纸外，且和匀强磁场 B 垂直，如图所示，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是A a 点 B b 点 C c 点 D d 点参考答案：C4试题解析：用安培定则判断通电直导线在 a、 b、 c、 d 四个点上所产生的磁场方向，如图所示，在 c 点，通电导线产生的磁场与匀强磁场的方向相同，叠加后磁感应强度数值最大。故 C 正确；ABD 错误。1关于

6、磁感线，下列说法中正确的是A磁感线是实际存在于磁场中的线B磁感线是一条条不闭合的曲线C磁感线有可能出现相交的情况D磁感线上任意一点的切线方向，都跟该点的磁场方向一致2（2018黑龙江省齐齐哈尔市高三第三次模拟）如图所示，半径为 R 的圆形单匝线圈 a内有一单匝内接三角形线圈 b，两线圈彼此绝缘，磁感应强度大小为 B 的匀强磁场的边缘与三角形线圈 b 重合，则穿过 a、 b 两线圈的磁通量之比为A1:1B1:2C4 :9D9:4 3（2018浙江省杭州市高考命题预测卷）如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的 M、 N 两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。 O 为 MN 的

7、中点， P 为 MN 连线的中垂线。一质子此时恰好经过 P 点，速度方向指向 O 点。下列说法正5确的是A O 点处的磁感应强度为零B质子将向右偏转C质子将垂直于纸面向外偏转D质子将做直线运动4下列各图中，已标出电流及电流磁场的方向，其中正确的是A BC D5（2018天津市宝坻区高二联考）如图所示是等腰直角三棱锥，其中侧斜面 abcd 为边长为 L 的正方形， abef 和 ade 均为竖直面， dcfe 为水平面。将次等腰直角三棱锥安图示方式放置于竖直向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场中，下面说法中正确的是A通过 abcd 面的磁通量大小为 BLB通过 dcfe 面的磁通量大小为 BLC通

8、过 ade 的磁通量为零D通过 abfe 面的磁通量大小为 BL66如图所示，正方形线框 abcd 位于纸面内，边长为 L，过 ab 中点和 cd 中点的连线 OO恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为 B，则穿过线圈的磁通量为A BL2 B4 BL C D2 BL7（2018高三高考冲刺物理模拟）如图所示，真空中两个等量异种点电荷+ q(q0)和q 以相同角速度绕 O 点在纸面中沿逆时针方向匀速转动， O 点离+ q 较近，则A O 点的磁感应强度方向始终垂直纸面向外B O 点的磁感应强度方向始终垂直纸面向里C O 点的磁感应强度方向随时间周期性变化D O 点的磁感应强度大小

9、随时间周期性变化8铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心 O 处的磁场方向为A向下B向上C垂直纸面向里D垂直纸面向外9（2018福建省福州市八县一中联考）将面积为 的圆面放入水平向右的匀7强磁场中，圆面与磁感线之间的夹角为 30，如图所示，若穿过该圆面的磁通量为，则此匀强磁场的磁感应强度 B 应等于A B C D10通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则A螺线管的 P 端为 N 极， a 接电源的正极B螺线管的 P 端为 N 极， a 接电源的负极C螺线管的 P 端为 S 极， a 接电源的正极D螺线管的 P 端为 S 极， a 接电源的负极11（

10、2018百校联盟高考名师猜题保温金卷）如图所示，三根平行的足够长的通电直导线 A、 B、 C 分别放置在一个等腰直角三角形的三个顶点上，其中 AB 边水平， AC 边竖直。 O 点是斜边 BC 的中点，每根导线在 O 点所产生的磁感应强度大小均为 B0,则下列说法中正确的有()A导线 B、 C 在 O 点产生的总的磁感应强度大小为 2B0B导线 A、 B、 C 在 O 点产生的总的磁感应强度大小为 B0C导线 B、 C 在 A 点产生的总的磁感应强度方向由 A 指向 OD导线 A、 B 在 O 点产生的总的磁感应强度方向水平向右 812如图所示， E、 F 分别表示蓄电池两极， P、 Q 分别

11、表示螺线管两端。当闭合开关时，发现小磁针 S 极偏向螺线管 Q 端。下列判断正确的是A螺线管 P 端为 N 极B流过电阻 R 的电流方向向下C F 为蓄电池正极D管内磁场方向由 Q 指向 P13（2018广西区高三年级考前模拟联合）三根长直导线垂直于纸面放置，通以大小相同、方向如图所示的电流，且 ab=ad=ac，导线 c 在 a 点的磁感应强度大小为 B，则 a 点处的合磁感应强度大小为A B B B C B D2 B14三个相同的矩形线圈置于水平向右的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈、平面与线圈平面的夹角分别为 30和 45，如图所示。穿过线圈、的磁通量分别为 、 、 。下列判断正

12、确的是A = B = C D 915（2018新课标全国 II 卷）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线 L1、 L2， L1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上；L 1的正上方有 a、 b 两点，它们相对于 L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为 B0，方向垂直于纸面向外。已知 a、 b 两点的磁感应强度大小分别为 和 ，方向也垂直于纸面向外。则A流经 L1的电流在 b 点产生的磁感应强度大小为B流经 L1的电流在 a 点产生的磁感应强度大小为C流经 L2的电流在 b 点产生的磁感应强度大小为D流经 L2的电流在 a 点产生的磁感应强度大小为16（2017新课标

13、全国卷）如图，在磁感应强度大小为 B0的匀强磁场中，两长直导线P 和 Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为 l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 I 时，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A0 B C D2 B017（2017新课标全国卷）如 图 ， 三 根 相 互 平 行 的 固 定 长 直 导 线 L1、 L2和 L3两 两 等 距， 均 通 有 电 流 I， L1中电流方向与 L2中的相同，与 L3中的相反，下列说法正确的是10A L1所受磁场作用力的方向与 L2、 L3所在平面垂直B

14、 L3所受磁场作用力的方向与 L1、 L2所在平面垂直C L1、 L2和 L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为D L1、 L2和 L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为18（2017江苏卷）如图所示，两个单匝线圈 a、 b 的半径分别为 r 和 2r。圆形匀强磁场 B 的边缘恰好与 a 线圈重合，则穿过 a、 b 两线圈的磁通量之比为A1:1 B1:2 C1:4 D4:119（2016上海卷）如图，一束电子沿 z 轴正向流动，则在图中 y 轴上 A 点的磁场方向是A+ x 方向 B x 方向 C+ y 方向 D y 方向112A【解析】磁通量 其中要求 S 为穿过磁场的有效面积，从题中可以看

15、出两个图形的有效面积是相等的，所以穿过 a、 b 两线圈的磁通量之比为 1:1，故 A 正确。3D【解析】根据右手螺旋定则， M 处导线在 O 点产生的磁场方向竖直向下， N 处导线在 O点产生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于 0，故 A 错误； M 在 P 处产生的磁场方向垂直于 PM 偏下， N 在 P 处产生的磁场方向垂直于 PN 偏下，根据平行四边形定则，知 P 处的磁场方向竖直向下，根据左手定则，质子不受到的洛伦兹力作用，将做直线运动，故 BC 错误，D 正确。4D【解析】利用右手螺旋定则，已知电流的方向，可以判定通电直导线产生的磁场方向；已知电流的方向、线圈的绕法，可以判

16、定通电螺线管的 N、S 极；根据右手定则可知D 图已标出电流及电流磁场的方向是一致的，故 D 正确，ABC 错误。【名师点睛】在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量为 =BS，图中S 为有磁感线穿过的线圈的面积，即为有效面积。7A【解析】点电荷+ q 绕 O 点匀速转动，相当于逆时针方向的环形电流，由安培定则可知，在 O 点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外；点电荷 q 绕 O 点匀速转动，相当于顺时针方向的环形电流，由安培定则可知，在 O 点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸12面向里。因+ q 离 O 点近，+ q 在 O 点激发的磁场的磁感应强度较强，故合磁场的磁感应强度方向垂

17、直纸面向外，选项 A 正确，BC 错误；由于+ q 和 q 离 O 点的距离始终保持不变，则等效电流在该点产生的磁感应强度大小不变，合磁场的磁感应强度大小保持不变，选项 D 错误。8A【解析】由安培定则可判断出左、右两线圈的上端都是 N 极，下端都是 S 极，故 O 点处的磁场方向向下，故 A 正确。9D【解析】根据磁通量 ，则有：，故 D 正确，ABC 错误。【名师点睛】线圈放在匀强磁场中，与磁场方向不垂直，将圆面投影到与磁场垂直的方向，投影面积和磁感应强度的乘积等于磁通量，再求出磁感应强度。求解磁通量时，往往根据两种特殊情况运用投影的方法求解。在匀强磁场中，当线圈与磁场方向平行时，磁能量

18、；当线圈与磁场方向垂直时，磁能量 。10B【解析】由题意可知，小磁针静止时 N 极指向向左，则通电螺线管内部磁场方向向左， P 端为 N 极。根据安培定则判断出电流的方向：从 b 端流进，从 a 端流出， b 接电源的正极， a 接电源的负极，故 B 正确。11ACD【解析】导线 B、 C 在 O 点产生的磁场方向相同，磁感应强度叠加后大小为 2B0，选项 A 正确；由题意可知，三根平行的通电直导线在 O 点产生的磁感应强度大小相等，选项 B 错误；导线 B、 C 在 A 点产生的总的磁感应强度的方向是两个磁场叠加后的方向，方向由 A 指向 O，选项 C 正确；根据安培定则和矢量的叠加原理，导

19、线 A、 B 在 O 点产生的总的磁感应强度的方向水平向右，选项 D 正确。12B【解析】闭合开关后，小磁针 S 极偏向螺线管 Q 端，说明螺线管的左端为 S 极，右端为 N 极。用右手握住螺线管，使大拇指指向螺线管的 N 极，四指环绕的方向就是电流的方向，由此可知，电流从左端流入、右端流出，因此，电源的极 E 为正极， F 端为负极，流过电阻 R 的电流方向向下，故 AC 错误，B 正确；螺线管的左端 P 为 S 极，右端 Q 为 N 极，所以螺线管内部的磁感应强度方向由 P 指向 Q，故 D 错误。13【名师点睛】理解磁通量的物理意义：穿过磁场中某一面积的磁感线的条数；对于匀强磁场，可以根

20、据公式 =BScos 判断磁通量如何变化。15AC【解析】先利用右手定则判断通电导线各自产生的磁场强度，然后在利用矢量叠加的方式求解各个导体棒产生的磁场强度。 L1在 ab 两点产生的磁场强度大小相等设为 B1，方向都垂直于纸面向里，而 L2在 a 点产生的磁场强度设为 B2，方向向里，在 b 点产生的磁场强度也为 B2，方向向外，规定向外为正，根据矢量叠加原理可知， ，可解得： ； ，故 AC 正确。【名师点睛】磁场强度是矢量，对于此题来说 ab 两点的磁场强度是由三个磁场的叠加形成，先根据右手定则判断导线在 ab 两点产生的磁场方向，在利用矢量叠加来求解即可。16C【解析】如图 1 所示，

21、 P、 Q 中电流在 a 点产生的磁感应强度大小相等，设为 B1，由几何关系有 ，如果让 P 中的电流反向、其他条件不变，如图 2 所示，由几何关系可知， a 点处磁感应强度的大小为 ，故选 C。1417BC【解析】同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。对 L1受力分析，如图所示，可知L1所受磁场力的方向与 L2、 L3所在的平面平行，故 A 错误；对 L3受力分析，如图所示，可知 L3所受磁场力的方向与 L1、 L2所在的平面垂直，故 B 正确；设三根导线两两之间的相互作用力为 F，则 L1、 L2受到的磁场力的合力等于 F， L3受的磁场力的合力为，即 L1、 L2、 L3单位长度受到的磁场力之比为 ，故 C 正确，D 错误。【名师点睛】先根据安培定则判断磁场的方向，再根据磁场的叠加得出直线电流处磁场的方向，再由左手定则判断安培力的方向，本题重点是对磁场方向的判断、大小的比较。