专题9-1+对磁感应强度的理解及磁场和电场的对比-2018年高三物理一轮总复习名师伴学 8页

专题9.1+对磁感应强度的理解及磁场和电场的对比 课前预习 ● 自我检测 ‎1．请判断下列说法是否正确 ‎(1)奥斯特发现了电流可以产生磁场．(√　)‎ ‎(2)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．(　√　)‎ ‎(3)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．(　×　)‎ ‎(4)磁感线是真实存在的．(　×　)‎ ‎(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．(　×　)‎ ‎2. 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，Ba＞Bb B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb C．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】　A ‎3. 下列说法中正确的是(　　)．‎ A．根据磁感应强度定义B＝，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比 B．磁感应强度B是标量，没有方向 C．电场强度E是矢量，方向与F的方向相反 D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同，磁感线密集的地方磁感应强度B大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B小些 ‎【答案】　D ‎【解析】　磁感应强度是磁场本身的性质，与放入磁场中的导体的电流或受力大小F无关，A错误；磁感应强度B是矢量，其方向与F总是垂直的，电流方向与F也总是垂直的，B错误、电场强度E方向应与正电荷受力方向相同，与负电荷受力方向向相反C错误；在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，由磁场本身决定，与其他外来的一切因素无关，用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，D正确．‎ 课堂讲练 ● 典例分析 考点一 电流的磁效应 ‎【典例1】在做奥斯特实验时，下列操作中现象最明显的是(　　)‎ A．沿导线方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上 B．垂直导线方向放置磁针，使磁针在导线的正下方 C．导线沿南北方向放置在磁针的正上方 D．导线沿东西方向放置在磁针的正上方 ‎ ‎【答案】C ‎ ‎【典例2】如图所示，能自由转动的小磁针水平放置在桌面上。当有一束带电粒子沿与磁针指向平行的方向从小磁针上方水平飞过时，所能观察到的现象是(　　)‎ A. 小磁针不动 ‎ B. 若是正电荷飞过，小磁针会发生偏转 ‎ C. 若是负电荷飞过，小磁针会发生偏转 ‎ D. 若是一根通电导线，小磁针会发生偏转 ‎【答案】BCD ‎【解析】 电流是由运动电荷产生的，当电荷在小磁针上方运动时也会形成电流，从而形成磁场。运动的正、负电荷形成的两种磁场是等效的，均会使小磁针发生转动，故B、C、D均正确。 ‎ ‎【反思总结】‎ 奥斯特的实验： ‎ ‎(1) 实验装置如图所示。‎ ‎(2) 实验现象：当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动。‎ ‎(3) 注意事项：为了排除地磁场的影响，使实验现象明显，导线应沿南北方向水平放置在小磁针的正上方。‎ ‎(5) 实验意义：电流磁效应的发现，首次揭示了电与磁之间的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元。‎ ‎【跟踪短训】‎ ‎1．一位同学设计实验以验证奥斯特实验的结论，以下操作及判断正确的是(　　)‎ A．让电流由东向西流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向南方 B．让电流由东向西流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向北方 C．让电流由北向南流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向东方 D．让电流由北向南流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向西方 ‎【答案】C 考点二　对磁感应强度的理解 ‎【典例3】(多选)指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法正确的是(　)‎ A．指南针可以仅具有一个磁极 B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场 C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰 D．在指针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转 ‎【答案】　BC ‎【解析】　指南针有N、S两个磁极，受到地磁场的作用静止时N极指向北方，选项A错误，B正确．指南针有磁性，可以与铁块相互吸引，选项C正确．由奥斯特实验可知，小磁针在通电导线放置位置合适的情况下，会发生偏转，选项D错误．‎ ‎【反思总结】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，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，地磁场的强弱程度相同，且方向水平。‎ ‎【跟踪短训】‎ ‎2. 在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5 T．如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40 m，载有20 A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是(　　)．‎ A．4×10－8 N　 　B．2.5×10－5 N C．9×10－4 N　　 D．4×10－2 N ‎【解析】　磁场方向是南北方向，电流方向是东西方向，它们相互垂直，可以利用公式F＝BIL来计算此安培力的大小．‎ ‎【答案】　D ‎ ‎ 考点三　磁场和电场的对比 ‎【典例4】(多选)下列说法中正确的是(　　)‎ A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零 B．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 C．表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值 D．表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值 ‎【答案】　AC ‎【反思总结】磁感应强度B与电场强度E的比较 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 描述电场强弱的物理量 定义式 B＝ (L与B垂直)‎ E＝‎ 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 ‎【跟踪短训】‎ ‎3. 下列正确的说法是：‎ ‎ A、磁感线从磁体的N极出发，终止于S极 B、电场线从正电荷出发，而终止于负电荷 C、不管沿磁感线还是电场线方向，磁场、电场都逐渐减弱 D、在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小 ‎ ‎【答案】　B 课后巩固 ● 课时作业 基础巩固 ‎1．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是(　　)．‎ A．磁场中某点B的大小，与放在该点的试探电流元的情况有关 B．磁场中某点B的方向，与放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致 C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零 D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大 ‎【答案】　D ‎2. (多选)物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流的要求是(　　)．‎ A．将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F，导线长度L，通电电流I，应用公式B＝，即可测得磁感应强度B B．检验电流不宜太大 C．利用检验电流和运用公式B＝只能应用于匀强磁场 D．只要满足长度L很短，电流很小，将其垂直放入磁场的条件，公式B＝对任何磁场都适用 ‎【解析】　用检验电流来了解磁场，要求检验电流对原来磁场的影响很小，可以忽略，所以导体长度L应很短，电流应很小，当垂直放置时，定义式B＝适用于所有磁场，选项B、D正确．‎ ‎【答案】　BD ‎3．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm，通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处磁感应强度为 (　　)．‎ A．零 B．10 T，方向竖直向上 C．0.1 T，方向竖直向上 D．10 T，方向肯定不是竖直向上 ‎【解析】　由公式B＝可知，把数值代入可以得到B＝10 T，公式中L是与B垂直的，所以P处磁感应强度的方向肯定不是竖直向上的．‎ ‎【答案】　D 综合应用 ‎4. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图.结合上述材料，下列说法不正确的是(　　)‎ A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 ‎【答案】　C ‎【解析】　地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，两极并不重合；且地球内部也存在磁场，只有赤道上空磁场的方向才与地面平行；射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不会平行，一定受到地磁场力的作用，故只有C项说法不正确．‎ 拔高专练 ‎5. 为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是(　　)‎ ‎ ‎ ‎【答案】　B ‎6．如图所示是实验室用来测量磁场力的一种仪器——电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下所示，请你算出通电螺线管中的磁感应强度B。‎ 已知：CD段导线长度：4.0×10－2m，天平平衡时钩码重力：4.0×10－5N，通过导线的电流：0.5 A ‎【答案】2.0×10－3T