2019届高考物理一轮复习第九章磁场学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第九章 磁场 全国卷 5 年考情分析 基础考点 常考考点 命题概率 常考角度 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 ( ) 洛伦兹力、洛伦 兹 力 的 方 向( ) 洛伦兹力公式( ) 以上 3 个考点未曾独立命题 磁场、磁感应强度、磁感线( ) 17 卷 T18(6 分 ) 15 卷 T18(6 分 ) 独立命题概率 40% (1)电流的磁场及安培定则的应用 (2)安培力、洛伦兹力的理解及应用 (3)带电粒子在磁场中的圆周运动问题 (4)带电粒子在有界磁场中的多解与临界问题 (5)带电粒子在复合场中的运动问题 (6)洛伦兹力在现代科技中的应用 安培力、安培力的方向(

2、 ) 17 卷 T19(6 分 ) 17 卷 T21(6 分 ) 15 卷 T24(12 分 ) 综合命题概率 60% 匀强磁场中的安培力( ) 14 卷 T15(6 分 ) 独立命题概率 30% 质谱仪和回旋加速器( ) 16 卷 T15(6 分 ) 综合命题概率 30% 带电粒子在匀强磁场中的运动 ( ) 17 卷 T16(6 分 )， 卷 T18(6 分 )， 卷T24(12 分 ) 独立命题概率100% 综合命题概率100% 16 卷 T18(6 分 )， 卷 T18(6 分 ) 15 卷 T14(6 分 )， 卷 T19(6 分 ) 14 卷 T16(6 分 )， 卷 T20(6 分

3、 ) 13 卷 T18(6 分 )， 卷 T17(6 分 ) 第 1 节 磁场的描述 _磁场对电流的作用 【 精品教育资源文库 】 (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。 () 物理学史判断 1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现电

4、流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应。 () 1电流不受安培力 (电荷不受洛伦兹力 )，不能说明该处没有磁场，这一点与电场不同，电荷在电场中一定受电场力作用。 2安培力可以做功，而洛伦兹力永不做功。 3解题中常用到的二级结论： (1)安培力方向一定垂直电流与磁场方向决定的平面，即同时有 FA I， FA B。 (2)通电线圈在匀强磁场中所受磁场力没有平动效应，只有转动效应。 (3)安培力的冲量 I BLq。 突破点 (一 ) 对磁感应强度的理解 1磁感应强度 B 与电场强度 E 的比较 【 精品教育资源文库 】 磁感应强度 B 电场强度 E 物理意义 描述磁场强弱的物理量 描述电场

5、强弱的物理量 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 (F、 I、 L)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 2.常见磁体的磁感线 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

6、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 _。 通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 通 电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 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 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 电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零 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 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 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【 精品教育资源文库 】 强弱 地磁场在地球表面附近大小是不变的 地磁场的方

7、向与地球表面平行 ?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 ?地磁场的 N 极与地理南极完全重合 答案： 突破点 (二 ) 安培定则的应用与磁场的叠加 1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 2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 “

8、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 3 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 (2018 临沂模拟 )如图所示，圆环上带有大量的负电荷，【 精品教育资源文库 】 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，

9、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。 2 (2018 德州模拟 )指南针是我国古代的四大发明之一。当指南针静止时，其 N 极指向如图中虚线 (南北向 )所示，若某一条件下该指南针静止时 N 极指向如图实线 (N 极指向北偏东 )所示。则以下判断正确的是( ) A可能在指南

10、针上面有一导线东西放置，通由东向西的电流 B可能在指南针上面有一导线东西放置，通由西向东的电流 C可能在指南针上面有一导线南北放置，通由北向南的电流 D可能在指南针上面有一导线南北放置，通由南向北的电流 解析：选 C 若指南针静止时 N 极指向北偏东方向，则有一指向东的磁场，由安培定则知，可能在指南针上面有一导线南北放置，通有由北向南的电流，故 C 正确。 3 多选 (2017 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 ( ) A L1所受磁场作用力的方向与 L2、 L3所在平面

11、垂直 B 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 1 1 3 D L1、 L2和 L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为 3 3 1 解析：选 BC 由安培定则可判断出 L2在 L1处产生的磁场 (B21)方向垂直 L1和 L2的连线竖直向上， L3在 L1处产生的磁场 (B31)方 向垂直 L1和 L3的连线指向右下方，根据磁场叠加原理，L3和 L2在 L1处产生的合磁场 (B 合 1)方向如图 1 所示，根据左手定则可判断出 L1所受磁场作用力的方向与 L2和 L3所在平面平行，选项 A 错误；同理，如图 2 所示，

12、可判断出 L3所受磁场(B 合 3)作用力的方向 (竖直向上 )与 L1、 L2所在平面垂直，选项 B 正确；同理，如图 3 所示，设一根长直导线在另一根导线处产生的磁场的磁感应强度大小为 B，根据几何知识可知， B合 1 B， B 合 2 B， B 合 3 3B，由安培力公式 F BIL 可知 L1、 L2和 L3单位长度所受的磁场 作【 精品教育资源文库 】 用力大小之比为 1 1 3，选项 C 正确， D 错误。 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

13、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 分割为电流元 左手定则安培力方向 整段导体所受合力方向 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

14、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 (一 )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。 【 精品教育资源文库 】 (二 )方法应用 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 L