高中物理魯科版1第五章磁場 2023版第5章章末分層突破

章末分層突破[自我校對]①安培定則②N③S④S⑤N⑥磁場⑦疏密程度⑧方向⑨單位⑩N?正負?BS?eq\f(Φ,S)____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________eq\x(安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加)1．安培定則描述了電流方向與磁場方向之間的關(guān)系，應(yīng)用它可以判斷直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管周圍磁感線的分布及方向，在應(yīng)用時，應(yīng)注意分清“因”和“果”：(1)直線電流的磁場：拇指指向“原因”即電流方向；四指指向“結(jié)果”即磁感線的環(huán)繞方向．(2)環(huán)形電流的磁場：四指指向“原因”即電流方向；拇指指向“結(jié)果”即中心軸線的磁感線方向．(3)通電螺線管的磁場：四指指向“原因”即電流方向；拇指指向“結(jié)果”即螺線管內(nèi)部沿中心軸線的磁感線方向，亦即指向螺線管的N極．2．一個其他形狀的電流(如矩形、三角形等)的磁場，從整體效果上可等效為環(huán)形電流的磁場，采用安培定則判定．也可以分成幾段直線電流判定，然后利用磁場疊加思想處理．3．磁場的疊加：磁感應(yīng)強度是矢量，合成時遵從平行四邊形定則．如圖5-1所示，兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點，且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；b點在兩導(dǎo)線之間，b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直．磁感應(yīng)強度可能為零的點是()圖5-1A．a(chǎn)點 B．b點C．c點 D．d點【解析】由安培定則畫出a、b、c、d的磁感線的分布圖，由圖可知電流I1、I2在a、c兩點的磁場方向相反，這兩點處的磁感應(yīng)強度可能為零，又I1>I2，故磁感應(yīng)強度為零的點距I1的距離應(yīng)比I2大，故C正確，A、B、D均錯誤．【答案】Ceq\x(對磁通量的理解)1.磁通量是指穿過某一面積的磁感線的條數(shù)．在勻強磁場B中，有一面積為S的面，S與磁場之間的夾角為α，S與垂直于磁場方向之間的夾角為θ，如圖5-2所示，則其磁通量為Φ＝BS⊥＝BScosθ＝BSsinα，當θ＝0°(α＝90°)時，Φ最大，為BS，當θ＝90°(α＝0°)時，Φ最小，為零．圖5-22．磁通量是標量，但磁通量可以有正、負，因為對一個面來說，磁感線可以從兩個方向穿過該面，如圖5-3中(甲)、(乙)所示，如果將從左穿入該面的磁通量規(guī)定為正，則從右邊穿入該面的磁通量就為負；反過來也一樣，如果穿過某個面有方向相反的磁場，那么實際磁通量應(yīng)為合磁通量，即正、負磁通量的代數(shù)和，也可以理解為兩方向上穿過平面的磁感線條數(shù)之差．圖5-3如圖5-4所示，平面的面積S＝0.6m2，它與勻強磁場方向的夾角α＝30°，若該磁場磁感應(yīng)強度B＝T，求：圖5-4(1)通過S的磁通量Φ1；(2)若線圈再順時針轉(zhuǎn)過120°時，求磁通量Φ2；(3)求這個過程中磁通量的變化量ΔΦ.【解析】(1)如圖位置通過線圈的磁通量為Φ1＝BSsinα＝××eq\f(1,2)Wb＝Wb.(2)再轉(zhuǎn)過120°，線圈平面與磁場方向垂直，只不過磁感線穿過線圈的方向改變了．Φ2＝－BS＝－×Wb＝－Wb.(3)轉(zhuǎn)過120°過程磁通量變化為ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|(－－|Wb＝Wb.【答案】(1)Wb(2)－Wb(3)Wbeq\x(1對磁通量的計算式，只適用于勻強磁場，對非勻強磁場不能直接用Φ＝BS計算.,2由于磁感線是閉合曲線，因此穿過任何一個閉合曲面的磁通量均為零.,3穿過線圈的磁通量與磁場的強弱和線圈橫截面的大小有關(guān)，與線圈的匝數(shù)無關(guān).)1．中國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也．”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖5-5.結(jié)合上述材料，下列說法不正確的是()圖5-5A．地理南、北極與地磁場的南、北極不重合B．地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近C．地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行D．地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用【解析】由“常微偏東，不全南也”和題圖知，地理南、北極與地磁場的南、北極不重合，由題圖可看出地磁的南極在地理北極附近，地球是一個巨大的磁體，因此地球內(nèi)部也存在磁場，故選項A、B的說法正確．從題圖中磁感線的分布可以看出，在地球表面某些位置(如南極、北極附近)磁感線不與地面平行，故選項C的說法不正確．宇宙射線粒子帶有電荷，在射向地球赤道時，運動方向與地磁場方向不平行，因此會受到磁場力的作用，故選項D的說法正確．【答案】C2．(多選)指南針是我國古代四大發(fā)明之一．關(guān)于指南針，下列說法正確的是()A．指南針可以僅具有一個磁極B．指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場C．指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾D．在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時指南針不偏轉(zhuǎn)【解析】指南針是一個小磁體，具有N、S兩個磁極，因為地磁場的作用，指南針的N極指向地理的北極，選項A錯誤，選項B正確．因為指南針本身是一個小磁體，所以會對附近的鐵塊產(chǎn)生力的作用，同時指南針也會受到反作用力，所以會受鐵塊干擾，選項C正確．在地磁場中，指南針南北指向，當直導(dǎo)線在指南針正上方平行于指南針南北放置時，通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在指南針處是東西方向，所以會使指南針偏轉(zhuǎn)．正確選項為B、C.【答案】BC3．(多選)如圖5-6所示，兩根平行長直導(dǎo)線相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定電流，a、b、c是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三點，左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為eq\f(l,2)、l和3l.關(guān)于這三點處的磁感應(yīng)強度，下列判斷正確的是()圖5-6A．a(chǎn)處的磁感應(yīng)強度大小比c處的大B．b、c兩處的磁感應(yīng)強度大小相等C．a(chǎn)、c兩處的磁感應(yīng)強度方向相同D．b處的磁感應(yīng)強度為零【解析】根據(jù)通電直導(dǎo)線的磁場，利用右手螺旋定則，可知b處場強為零，再由兩導(dǎo)線與三點的位置關(guān)系知a、c兩處的場強疊加都是同向疊加但方向相反，選項A、D正確．【答案】AD4．如圖5-7所示，虛線框內(nèi)有勻強磁場，1和2為垂直磁場方向放置的兩個圓環(huán)，分別用Φ1和Φ2表示穿過兩環(huán)的磁通量，則有()圖5-7A．Φ1＞Φ2 B．Φ1＝Φ2C．Φ1＜Φ2 D．無法判斷