2021年高二物理磁场问题归纳知识精讲.pdf

学习必备欢迎下载高二物理 磁场问题归纳知识精讲一. 本周教学内容：磁场问题归纳二. 学习目标：1、掌握电流磁场方向的判断方法2、重点掌握几种常见的磁感线的分布特点及安培定则的应用3、掌握磁感应强度的概念及其矢量性特点考点地位： 本节内容是高中磁场理论的基础，涉及了高中阶段各种常见的典型的磁场分布及其特点、地磁场的分布特点、磁场的叠加等，这些内容的深刻把握，对于处理磁场问题中的综合问题有很好的作用近几年的高考中，突出的考查磁场的基本概念，如电磁感应强度的概念，安培定则等，出题形式主要以选择或填空的形式出现三. 重难点解析：1. 磁场（1）定义：磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁体与磁体、磁体和电流、电流和电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫磁场2）磁场的基本性质：对放入其中的磁体和电流产生力的作用3）磁场的产生：磁体能产生磁场；电流能产生磁场4）磁场的方向：注意：小磁针北极（N 极，指北极）受力的方向即小磁针静止时北极所指方向，为磁场中该点的磁场方向说明：所有的磁作用都是通过磁场发生的，磁场与电场一样，都是场物质，这种物质并非由基本粒子构成2. 电流的磁场（1）电流对小磁针的作用1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现，通电后，通电导线下方的与导线平行的小磁针发生偏转。

如图所示2）电流和电流间的相互作用有互相平行而且距离较近的两条导线，当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时，观察发生的现象是：同向电流相吸，异向电流相斥小结：磁体与磁体间、电流与磁体间、电流和电流间的相互作用都是通过磁场来传递的，故电流能产生磁场3. 磁感线（1）磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线其疏密反映磁场的强弱，线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载（2）磁感线的特点：在磁体外部，磁感线从北极发出，进入南极；在磁体内部由南极回到北极磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向在过该点的磁感线的切线上磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断3）熟记几种常见磁场的磁感线的分布如：条形磁铁、通电直导线、圆形电流、通电螺线管等说明：磁感线是为了形象地研究磁场而人为假设的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线实验时利用被磁化的铁屑来显示磁感线的分布情况，只是研究磁感线的一种方法，使得看不见、摸不着的磁场变得具体形象，给研究带来方便；但是，绝不能认为磁感线是由铁屑排列而成的。

另外，被磁化的铁屑所显示的磁感线分布仅是一个平面上的磁感线分布情况，而磁铁周围的磁感线应该分布在长、宽、高组成的三维空间内4. 安培定则（右手螺旋定则）（1）定义：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向如图所示2）安培定则的拓展环形电流的磁场：如图所示由（甲）图过渡到（乙）图四指绕向为电流方向，则拇指方向即为环形电流中心轴线上磁感线方向通电螺线管的磁场，如图所示3）通电螺线管：右手握住螺线管，四指环绕电流方向，拇指方向即为螺线管内磁感线的方向5. 三种常用的电流磁场的特点及画法比较（1）直线电流的磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱，画法如图所示精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载（2）通电螺线管的磁场：两端分别是N 极和 S 极，管内是匀强磁场，管外为非匀强磁场，画法如图所示3）环形电流的磁场：两侧是N 极和 S极，离圆环中心越远，磁场越弱，画法如图所示注意：磁场是分布在立体空间的，要熟练掌握常见磁场的磁感线的立体图和纵、横截面的画法， 以备解题时需要。

这是本节内容的重点和难点在学习磁场的过程中可与电场对比着进行掌握同时要注意磁感线与电场线之间的区别6. 关于地磁场地球本身就是一个大磁体，具有以下几个特点：（1）地磁场的N 极在地球南极附近，S极在地球北极附近，磁感线分布如图所示地磁 S极地磁 N 极（2）地磁场 B 的水平分量（xB）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（yB）则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下3）在赤道平面上， 距离地球表面相等的各点，磁场强弱程度一致，且方向水平向北4）地球上的人类和某些生物常利用地磁来确定方向典型例题】问题 1：电流磁场方向的判定问题：精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载1. （20XX 年上海） 如图所示为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图其工作原理类似打点计时器，当电流从电磁铁的接线柱a 流入， 吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是（）A. 电磁铁的上端为N 极，小磁铁的下端为N 极B. 电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S 极C. 电磁铁的上端为N 极，小磁铁的下端为S 极D. 电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N 极解析： 当电流从a 端流向电磁铁时，据右手螺旋定则，测出电磁铁的上端为S 极，此时能吸引小磁铁向下运动，故说明小磁铁的下端为N 极。

答案： D 变式 1、考题 2：如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时（）A. 小磁针 N 极向里转B. 小磁针 N 极向外转C. 小磁针在纸面内向左摆动D. 小磁针在纸面内向右摆动解析： 由右手安培定则可知，螺线管内部的磁感线向里，小磁针N 极的受力方向即为该处的磁场方向答案： A 变式 2：考题 3：如图所示， 一束带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方，并与磁针方向平行，能使磁针 N 极转向读者，那么这束带电粒子可能是（）A. 向右飞的正离子B. 向左飞的负离子C. 向右飞的负离子D. 向左飞的正离子答案： CD 问题 2、典型磁场分布及安培定则的应用问题：精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载考题 4：在蹄形铁心上绕有线圈，如图所示， 根据小磁针的指向，画出线圈的绕线方向考题 5：图所示是通电直导线周围磁感线分布情况示意图，各图的中央表示垂直于纸面的通电直导线及其中电流的方向，其他的均为磁感线，其方向由箭头指向表示，这四个图中，正确的是（）答案： C 考题 6：图所示（甲）、（乙）是两种结构不同的环状螺线管的示意图，其中（乙）由两个匝数相同、 互相对称的、半圆环形螺线管串联而成，给它们按图示方向通以电流，试画出磁感线的分布情况示意图。

解析： 画电流产生的磁场的磁感线分布图应注意掌握三条原则：电流的磁场方向，由右手螺旋定则（安培定则）决定；磁感线是闭合曲线；磁感应强度大的地方，磁感线密，磁感应强度小的地方，磁感线疏考题 7：某同学做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，当通电后发现小磁针不动稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动了180后静止不动由此可知通电直导线的电流方向是（）A. 自东向西B. 自南向北C. 自西向东D. 自北向南答案： A 问题 3、磁感应强度的概念及其矢量性理解：考题 1：有关磁感应强度的下列说法中，正确的是（）A. 磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B. 若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C. 若有一小段长为L，通以电流为I 的导体， 在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是F/IL 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载D. 由定义式B=F/IL 可知，电流强度I 越大，导线L 越长，某点的磁感应强度就越小答案： A 例 2. 三根平行长直导线，分别垂直地通过一等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现在使每条通电导线在斜边中点处所产生的磁感应强度大小均为B。

则该处实际磁感应强度的大小和方向如何？解析： 根据安培定则，1I和2I在 O 点处产生的磁感应强度方向相同，2I在 O 点处产生的磁感应强度方向与它们垂直，由大小均为B 可知， O 点处实际磁感应强度的大小B5B)B2(B220，方向在三角形所在的平面内与斜边夹角2arctan变式：针对训练3：在纸面上有一个等边三角形ABC ，其顶点处都有通相同电流的三根长直导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的中心产生的磁感应强度大小为0B，则中心O 处的磁感应强度大小为_答案： 零模拟试题】1. 如图所示，橡胶圆盘上带有大量负电荷，当圆盘在水平面上沿逆时针方向转动时，悬挂在圆盘边缘上方的小磁针可能转动的方向是（）A. N 极偏向圆心B. S 极偏向圆心C. 无论小磁针在何位置，圆盘转动对小磁针无影响D. A 、B 两种情况都有可能2. 对以下电磁现象判断正确的是（）A. 指南针在大电流输电线路附近时，指示方向不正确精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载B. 两条平行的输电导线有靠近的趋势C. 东西走向的输电导线总是受到向下的磁场力D. 柔软的螺线管通电后长度缩短3. 关于地磁场下列说法中正确的是（）A. 地理位置的南、北极即为地磁场的南北极B. 地磁场的磁感线是不闭合曲线C. 在赤道上的磁针的N 极在静止时指向地理南极D. 在赤道上的磁针的N 极在静止时指向地理北极4. 如图所示为某磁场的一条磁感线，其上有A、B 两点，则（）A. A 点的磁感应强度一定大B. B 点的磁感应强度一定大C. 因为磁感线是直线，A、B 两点的磁感应强度一样大D. 条件不足，无法判断5. 如 图 所 示 ， 在 同 一 平 面 内 有 四 根 彼 此 绝 缘 的 通 电 直 导 线 ， 四 根 导 线 中 电 流4231iiii，要使 O 点处磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流（）A. 切断1iB. 切断2iC. 切断3iD. 切断4i6. 对于通有稳恒电流的长而直的螺线管，下面说法中正确的是（）A. 通电螺线管内部的磁场是匀强磁场B. 通电螺线管磁感线的分布都是从N 极指向 S极C. 放在通电螺线管内部的小磁针静止时，N 极指向通电螺线管的N 极D. 通电螺线管内部的小磁针静止时，N 极指向螺线管的S 极7. 在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N 极向东偏转，由此可知（）A. 一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N 极靠近小磁针B. 一定是小磁针正东方向有一长形磁铁的S 极靠近小磁针C. 可能是小磁针正上方有电子流自南向北通过D. 可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过8. 如图所示，三条长直导线都通以垂直于纸面向外的电流，且321III，则距三导线等距的 A 点的磁场方向为（）精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载A. 向上B. 向右C. 向左D. 向下9. 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10. 如图所示， a、b 是直线电流的磁场，c、d 是环形电流的磁场，e、f 是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。

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