高三物理一轮复习3.1磁场及其描述学案新人教版选修31.doc

2011届高三物理一轮复习全案：3．1磁场及其描述（选修3-1）【高考目标定位】考纲点击热点提示1. 磁场、磁感应强度、磁感线2. 通电电流导线和通电线圈周围磁场的方向3. 安培力、安培力的方向4. 匀场磁场中的安培力5. 洛伦兹力、洛伦兹力方向6. 洛伦兹力公式7. 带电粒子在匀强磁场中的运动8. 质谱仪和回旋加速器说明：（1）安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形（2）洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形1.考查磁场的基本概念，如磁感线、磁感应强度、磁通量等，一般以选择题的形式出现2.结合左手定则分析解决通电导体在磁场中的平衡，运动类问题，以非选择题的形式考查居多3.带电粒子在匀场磁场中的匀速圆周运动，确定其圆心、半径、运动轨迹等4.带电粒子在复合场中的运动问题，以及分析解决电磁式电表、电流天平、粒子速度选择器、磁流体发电机、质谱仪、回旋加速器、霍尔效应、电磁流量计等磁场知识在生活和科技方面的应用问题，几乎是每年高考考查的重点，常以计算题的形式出现考纲知识梳理】一、 磁场 磁感应强度1、 磁场：（1）基本特性：对放入磁场中的（磁极、电流、运动的电荷）有力的作用，它们的相互作用通过磁场发生。

2）方向：磁场中任一点小磁针北极(N极)的受力方向(小磁针静止时N的指向)为该处的磁场方向2、磁感应强度：（1）表示磁场强弱的物理量（2）大小：B=F/IL（3）方向：；是小磁针静止时N极的指向3、 磁通量（1）概念：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫穿过这个面积的磁通量，Φ＝B×S（2）单位：1wb=1T·m2 4、安培分子环型电流假说：分子、原子等物质的微粒内部存在一种环形电流，叫分子电流这种环形电流使得每个物质微粒成为一个很小的磁体这就是安培分子电流假说二、磁感线及几种常见的磁场分布1、磁感线：磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的强弱，这一系列曲线称为磁感线2、几种常见的磁场分布（1）（2）地磁场【要点名师精解】一、 对磁感应强度的理解1、磁场某位置B的大小，方向是客观存在的，是磁场本身特性的物理量与(I大小、导线的长短，受力)都无关即使导线不载流，B照样存在⑴磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是存在的，与放入的电流I的大小、导线的长短即L的大小无关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在，因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比。

⑵磁场应强度B是矢量满足分解合成的平行四边形定则，注意磁场应强度的方向就是该处的磁场方向，并不是在该处的电流的受力方向⑶磁场应强度的定义式是典型的比值定义法，要注意此定义式描述的物理情景及适应条件：一小段通电导体垂直磁场方向放入磁场 2、 B只与产生磁场的源及位置有关就是说磁场中某一点定了，则该处磁感应强度的大小与方向都是定值．【例1】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1T 　D、磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到磁场力F的方向相同 解析：A选项根据磁感应强度的定义A选项对B选项通电导线（电流I）与磁场平行时，磁场力为零B选项错C选项通电导线（电流I）与磁场垂直C选项错D选项B与F方向一定垂直D选项错答案：A二、安培定则的应用及磁感应强度的叠加1、 安培定则的应用【例2】（09年全国卷Ⅰ）17.如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。

线段ab、bc和cd的长度均为L，且流经导线的电流为 I，方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力A. 方向沿纸面向上，大小为B. 方向沿纸面向上，大小为C. 方向沿纸面向下，大小为D. 方向沿纸面向下，大小为解析：该导线可以用a和d之间的直导线长为来等效代替,根据,可知大小为,方向根据左手定则.A正确答案：A 名师点评：熟练掌握安培力公式中各个物理量的含义，此题中，L就利用了等效长度感悟高考真题】1、（2010·安徽卷）20．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的但匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、不计空气阻力，则A． B． C． D．答案：D2、（2010·江苏卷）9.如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴OO’与SS’垂直。

a、b、c三个质子先后从S点沿垂直于磁场的方向摄入磁场，它们的速度大小相等，b的速度方向与SS’垂直，a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为，且三个质子经过附加磁场区域后能达到同一点S’，则下列说法中正确的有 A．三个质子从S运动到S’的时间相等B．三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在OO’轴上C．若撤去附加磁场，a到达SS’连线上的位置距S点最近D．附加磁场方向与原磁场方向相同答案：CD解析：A.三个质子从S运动到S’的时间不相等，A错误；B.三个质子在附加磁场意外区域运动时，只有b运动轨迹的圆心在OO’轴上，因为半径相等，而圆心在初速度方向的垂线上，所以B错误；C.用作图法可知，若撤去附加电场，a到达SS’连线上的位置距S点最近，b最远；C正确；D.因b要增大曲率，才能使到达SS’连线上的位置向S点靠近，所以附加磁场方向与原磁场方向相同，D正确；本体选CD本体考查带电粒子在磁场中的运动难度：难3、 （2010·上海物理）13. 如图，长为的直导线拆成边长相等，夹角为的形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为，当在该导线中通以电流强度为的电流时，该形通电导线受到的安培力大小为（A）0 （B）0.5 （C） （D）答案：C解析：导线有效长度为2lsin30°=l，所以该V形通电导线收到的安培力大小为。

选C本题考查安培力大小的计算难度：易4、 （2010·重庆卷）21.如题21图所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁块，在纸面民内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示由以上信息可知，从图中a、b、c处进大的粒子对应表中的编号分别为A 3、5、4 B4、 2、5C5、3、2 D2、4、5 答案：D【解析】根据半径公式结合表格中数据可求得1—5各组粒子的半径之比依次为0.5︰2︰3︰3︰2，说明第一组正粒子的半径最小，该粒子从MQ边界进入磁场逆时针运动由图a、b粒子进入磁场也是逆时针运动，则都为正电荷，而且a、b粒子的半径比为2︰3，则a一定是第2组粒子，b是第4组粒子c顺时针运动，都为负电荷，半径与a相等是第5组粒子正确答案D5.（09年广东理科基础）1．发现通电导线周围存在磁场的科学家是 （ B ）A．洛伦兹 B．库仑C．法拉第 D．奥斯特解析：发现电流的磁效应的科学家是丹麦的奥斯特.而法拉第是发现了电磁感应现象。

6.（09年海南物理）2．一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如图中箭头所示当没有磁场时，导线呈直线状态：当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是 （ D ）7.（09年宁夏卷）16. 医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV，磁感应强度的大小为0.040T则血流速度的近似值和电极a、b的正负为 （ A ）A. 1.3m/s ，a正、b负 B. 2.7m/s ， a正、b负C．1.3m/s，a负、b正 D. 2.7m/s ， a负、b正【考点精题精练】1 下列关于电场和磁场的说法中正确的是（ ）（A）电场线和磁感线都是封闭曲线（B）电场线和磁感线都是不封闭曲线（C）通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用（D）电荷在电场中一定受到电场力的作用答案：D2 如图所示，在长直导线中有稳恒电流I通过，导线正下方电子以初速度v平行于电流的方向射入，则电子将( ）A．沿路径a运动，轨迹半径是圆B．沿路径a运动，轨迹半径越来越大C．沿路径a运动，轨迹半径越来越小D．沿路径b运动，轨迹半径越来越小答案：B3 关于电场和磁场的概念，以下说法正确的是 ( ) A．电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力都相同，则该区域内的电场不一定是匀强电场B．放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置的电场强度一定不为零C．电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度一定为零D．一小段通电导体在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度一定为零答案：B4 匀强磁场中放入一通电导线，长10cm，电流为5A，所受安培力为0.5N，则磁感应强度大小可能为（ ）A．1T           B．0.01T              C．0.25T              D．2T答案：AD5 如图所示为一个质量为m、带电量为+q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。

现给圆环向右初速度v0，在以后的运动过程中，圆环克服摩擦力所做的功可能为：A．0 B． C． D．无法确定答案：ABC6 如右图所示，在一匀强磁场中一U型导体框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可以在ab、cd上无摩擦地滑动，杆ef及线框中导体的电阻都可不计开始时，给ef一个向右的初速度，则（ ） A．ef将减速向右运动，但不是匀减速 B．ef将匀速向右运动，最后停止 C．ef将匀速向右运动 D．ef将做往复运动答案：A（提示：ef所受安培力阻碍其。