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走向高考·物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·高考总复习磁场第八章第一部分同步复习讲练第1讲磁场对电流的作用第八章考点体验题型突破学科特色素养课时作业2341考点体验磁场、磁感线1.在磁场中某区域的磁感线，如图所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等BaBbB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbC．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•[答案]B[解析]磁感线的疏密程度表示B的大小，但安培力的大小除跟该处的B的大小和I、L有关外，还跟导线放置的方向与B的方向的夹角有关，故C、D错误；由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出BbBa，所以B正确。考点梳理1．磁场(1)产生：磁场是一种特殊的物质，产生于____和____周围。(2)特点：磁场对放入磁场中的磁极和电流_____的作用。(3)方向：规定磁场中任意一点的小磁针静止时_____的指向(小磁针N极受力方向)为该点的磁场的方向。2．磁感线(1)特点：①不是真实存在的，是人们为了形象描述磁场而假想的；②是闭合曲线，磁体的外部是从N极到S极；内部是从S极到N极；③磁感线的密疏表示磁场的强弱，磁感线上某点的__________表示该点的磁场方向。磁极电流有力N极切线方向(2)两种常见的磁感线条形磁铁和蹄形磁铁的磁场：在磁体的外部，磁感线从N极射出进入S极，在内部也有相应条数的磁感线(图中未画出)与外部磁感线衔接并组成__________。闭合曲线(3)安培定则①右手直导线定则：用右手握住通电直导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。②右手螺线管定则：用右手握住环形导线，让弯曲的四指所指的方向跟电流的环绕方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线的中心轴线上磁感线的方向。(4)用安培定则判断典型常见的电流磁场的磁感线分布。①直线电流的磁场：如图所示，直线电流的磁感线是在垂直于导线平面上的以导线上某点为圆心的同心圆，其分布呈现“中心密边缘疏”的特征。②环形电流的磁场：如图所示，环形电流的磁感线是一组穿过环所在平面的曲线，在环形导线所在平面处，各条磁感线都与环形导线所在的平面垂直。③通电螺线管的磁场：如图所示，通电螺线管的磁感线与条形磁铁相似，一端相当于磁北极N，另一端相当于磁南极S。④匀强磁场：如图甲所示，磁场的某些区域内，若磁感线为同向的等间距的平行直线，则这个区域的磁场叫匀强磁场。⑤地球的磁场：地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个：A．地磁场的N极在地球的南极附近，S极在地球的北极附近，磁感线分布如图乙所示。B．地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球南极指向地球北极，而竖直分量By在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。C．在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北。3．磁现象的电本质(1)安培分子电流假说：物质微粒内部存在着环形分子电流。对各种磁现象解释：分子电流取向杂乱无章时无磁性，分子电流取向大致_____时有磁性。(2)磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场都是由__________而产生的。相同运动电荷归纳领悟磁感线与电场线的联系与区别：电场线是用于形象描述静电场的分布，磁感线是用于形象描述磁场的分布。静电场的电场线是不闭合的；磁场的磁感线是闭合的。静电场电场线上某点切向(沿电场线方向)表示该点的电场方向；磁场磁感线上某点切向既表示该点磁场方向，又表示小磁针N极在该点所受磁场力的方向，但不表示该点放置通电导线或运动电荷所受力的方向。注意：1.在应用安培(右手螺旋)定则判定直线电流和通电螺线管(环形电流可视为单匝螺线管)的磁场方向时，应注意分清“因”和“果”：在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指向“原因——电流方向”，四指指向“结果——磁场绕向”，在判定螺线管的磁场方向时，四指指向“原因——电流方向”，大拇指指向“结果——螺线管内部沿中心轴线的磁感线方向，即指向螺线管的N极”。2．通电螺线管内部的磁场是匀强磁场，且由S极指向N极。描述磁场的物理量基础自测2．关于磁感应强度，下列说法正确的是()A．一小段通电导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零B．通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零C．放置在磁场中1m长的通电导线，通过1A的电流，受到的磁场力为1N，则该处的磁感应强度就是1TD．磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同•[答案]A[解析]根据磁感应强度的定义，A选项对。通电导线(电流I)与磁场方向平行时，磁场力为零，磁感应强度不为零，B选项错。只有通电导线(电流I)与磁场方向垂直时，该处磁感应强度大小才为1T，C选项错。B与F方向一定垂直，D选项错。考点梳理1．磁感应强度(1)物理意义：表示磁场强弱的物理量。(2)定义：在磁场中垂直磁场方向的通电导线，受到的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值。(3)表达式：_________(4)矢量性：方向为该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向。(5)单位：特斯拉(T)B＝FIL2．匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小_________、方向_________的磁场称为匀强磁场(2)特点①匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的方向相同的平行直线；②距离很近的两个异名磁极之间的磁场和通电螺线管内部的磁场(边缘部分除外)都可以认为是匀强磁场。处处相等处处相同归纳领悟1．定义：磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，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，用B表示，即B＝F/IL。磁感应强度的单位由F、I和L的单位决定，在国际单位中，B的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T。1T＝1N/(A·m)。2．磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向。3．磁场的矢量性：磁感应强度是矢量，常将它按矢量的运算法则进行分解，而以其分量来代替它的作用，这在求磁通量、磁场对电流的作用力等多处用到，当空间中某点处有多个磁场相叠加时的合磁场也是按矢量合成的方法来求得的。安培力基础自测3．如图所示四种情况中，匀强磁场磁感应强度大小相等，载流导体长度相同，通过的电流也相同，导体受到的磁场力最大的是()A．甲、丁B．甲、丙C．乙、丁D．乙、丙•[答案]C[解析]B⊥I时受磁场力最大，故乙、丁图中最大，故C正确。考点梳理1．安培力的方向(1)安培力：通电导线在磁场中受的力。实验表明安培力的方向与_________、_________都有关系。(2)左手定则：伸开左手，让拇指与其余四指_____，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____________，这时_____所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。(3)两平行的通电直导线，同向电流互相_____，异向电流互相_____。磁场方向电流方向垂直电流的方向拇指吸引排斥2．安培力的大小(1)垂直于匀强磁场放置，长为L的直导线，通过的电流为I时，它所受的安培力________。(2)当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝________。这是一般情况下安培力的表达式，以下是两种特殊情况：①当磁场与电流_____时，安培力最大，Fmax＝BIL。②当磁场与电流_____时，即磁场方向与电流方向相同或相反时，安培力为零。F＝BILBILsinθ垂直平行归纳领悟1．安培力的方向特点(1)与电场力比较磁场和电场有很多相似之处，但是，安培力比库仑力复杂得多。点电荷在电场中受力方向和电场方向不是相同就是相反；而电流在磁场中受力的方向与磁场的方向不在同一条直线上，而且不在同一个平面内，安培力的方向与磁场方向和电流方向决定的平面垂直。(2)方向确定①通电导线I放在磁场B之中，是安培力F产生的原因。所以F的方向由I、B决定。②安培力F的方向总与磁场B的方向和通电导线电流I的方向所决定的平面垂直，但磁场的方向与电流的方向不一定垂直，可以成任意夹角。③由磁场B的方向和电流I的方向确定安培力F的方向是唯一的，但由F和B(或I)方向确定I(或B)的方向不唯一。2．安培力的大小和做功情况(1)应用公式F＝BIL时需要注意：①B与L垂直；②L是有效长度，如图曲线ACB中如果通电电流为I，则其受水平向右的安培力F＝BIL；③B并非一定是匀强磁场，但一定是导线所在处的磁感应强度。(2)安培力做功的实质：能量的传递①安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导线或转化为导线的动能或转化为其他形式的能；②安培力做负功：是将其他形式的能转化为电能，或储存或再转化为其他形式的能。题型突破磁感应强度的叠加问题命题规律磁感应强度是矢量，它的叠加遵循平行四边形定则。如图，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。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同[解析]根据安培定则可知M、N导线中的电流在O点产生的磁场方向均垂直MN连线，由O→d，故O处的磁感应强度不为零，选项A错误；由于M、N两导线中电流大小相等，根据对称性知Ba＝Bb，磁感应强度方向均垂直于M、N连线，方向相同，选项B错误；c、d关于O点对称，M、N两导线中的电流在c、d两点产生的磁感应强度的矢量和相等且方向均为c→d，选项C正确，由于a、b、c、d四点磁感应强度方向均相同，选项D错误。[答案]C[总结评述]本题考查了直线电流的磁场分布及磁场叠加的定性判断，要求同学们熟悉常见的磁场的空间分布及磁场方向的判定。如图所示，在a、b、c三处垂直于纸面放置三根长直通电导线，电流大小相等，a、b、c是等边三角形的三个顶点，a处电流在三角形中心O点产生的磁场的磁感应强度大小为B，求O处的磁感应强度。•[答案]2B，方向平行ab连线向右[解析]由于Oa＝Ob＝Oc，所以在各电流等大的前提下，各处的电流在O点的磁感应强度大小也都为B，根据安培定则，各电流在O处的磁感应强度应垂直于各点和O的连线，如图所示，由图中几何关系知Ba与Bb夹角为120°，所以根据平行四边形定则，a、b在O处的合磁感应强度为B，方向水平向右，所以O处的总磁感应强度大小为2B，方向平行ab连线向右。安培力作用下物体运动方向的判断命题规律根据通电导体或磁体所受的安培力，判断物体的运动方向。如图(a)所示，不在同一平面内的两互相垂直的导线，其中MN固定，PQ可以自由运动，当两导线中通入图示方向电流I1、I2时，导线PQ将()A．顺时针方向转动，同时靠近导线MNB．顺时针方向转动，同时远离导线MNC．逆时针方向转动，同时靠近导线MND．逆时针方向转动，同时远离导线MN[解析]先由右手螺旋定则确定磁场，再由左手定则判定电流在磁场中受到安培力的方向，进而确定导线运动情况。为判断导线PQ的运动情况，需要确定它的受力情况，应先确定导线MN中的电流I1产生的磁场方向，画出俯视图(b)，由安培定则画出PQ所在处的磁场方向，由左手定则可判断出导线PQ中的电流I2所受磁场力的方向是：PQ导线的右半段受到垂直于纸面向外的力，左半段受到垂直纸面向里的力，导线PQ旋转到如图(c)所示位置时导线受到指向MN方向的力，其实只要PQ由(b)位置转过一小段后即可出现指向MN方向之分力，所以PQ是边逆时针转动，边向MN靠近，故答案为C。[答案]C[总结评述](1)判断两电流之间的作用力：先将其中一电流置于另一电流磁场中，注意对称性分析，根据电流所在处位置的磁感应强度B的方向，用左手定则确定受到的磁场力方向，由此确定导线的运动。(2)也可以根据同向平行电流相吸，异向平行电流相斥来判定导线受力