2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 專題 第八章 磁場 學(xué)案39 磁場及其描述(通用)
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1、第八章 磁 場 學(xué)案39 磁場及其描述 一、概念規(guī)律題組 1.地球是一個大磁體:①在地面上放置一個小磁針,小磁針的南極指向地磁場的南極;②地磁場的北極在地理南極附近;③赤道附近地磁場的方向和地面平行;④北半球地磁場方向相對地面是斜向上的;⑤地球上任何地方的地磁場方向都是和地面平行的.以上關(guān)于地磁場的描述正確的是( ) A.①②④ B.②③④ C.①⑤ D.②③ 2.(2020·蘇北高二教學(xué)質(zhì)量聯(lián)合調(diào)研)關(guān)于通電直導(dǎo)線周圍磁場的磁感線分布,下圖中正確的是( ) 3.下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說法中,正確的是( ) A.某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方
2、向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時所受磁場力的方向 B.小磁針N極受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 C.垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 D.磁場中某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點的磁場方向 4.有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說法中,正確的是( ) A.磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場強(qiáng)弱的物理量 B.若有一小段通電導(dǎo)體在某點不受磁場力的作用,則該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 C.若有一小段長為L,通以電流為I的導(dǎo)體,在磁場中某處受到的磁場力為F,則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一定是 D.由定義式B=可知,電流強(qiáng)度I越大,導(dǎo)線L越長,某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小 二、思想方法題組 圖
3、1 5.當(dāng)接通電源后,小磁針A的指向如圖1所示,則( ) A.小磁針B的N極向紙外轉(zhuǎn) B.小磁針B的N極向紙里轉(zhuǎn) C.小磁針B不轉(zhuǎn)動 D.因電流未標(biāo)出,所以無法判斷小磁針B如何轉(zhuǎn)動 圖2 6.如圖2所示,框架面積為S,框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直,則穿過平面的磁通量的情況是( ) A.如圖所示位置時等于BS B.若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過60°角,磁通量為BS C.若從初始位置轉(zhuǎn)過90°角,磁通量為零 D.若從初始位置轉(zhuǎn)過180°角,磁通量變化為2BS 一、磁感線的特點 磁感線 電場線 相 似 點 引入目的 都是為了形象的描述場
4、而引入的假想曲線,實際不存在 疏密意義 都能定性描述場的強(qiáng)弱 切線方向 都表示該點場的方向 是否相交 都不相交 不同點 閉合曲線,外部由N→S,內(nèi)部由S→N 起始于正電荷(或無窮遠(yuǎn)),終止于無窮遠(yuǎn)(或負(fù)電荷) 【例1】 (廣東高考)磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的.對磁場認(rèn)識正確的是( ) A.磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況 B.磁感線總是由N極出發(fā)指向S極 C.某點磁場的方向與放在該點小磁針靜止時N極所指方向一致 D.若在某區(qū)域內(nèi)通電導(dǎo)線不受磁場力的作用,則該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 [規(guī)范思維] 二、對磁感應(yīng)強(qiáng)度B的理解及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的疊
5、加 1.磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定,就像電場強(qiáng)度由電場本身決定一樣,跟該位置放不放通電導(dǎo)線無關(guān),因此不能根據(jù)公式B=說B與F成正比,與IL成反比. 2.磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式也是其度量式,但用來測量的小段通電導(dǎo)線必須垂直放入磁場,如果小段通電導(dǎo)線平行放入磁場,則所受安培力為零,但不能說該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零. 3.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,其方向為放入其中的小磁針靜止時N極的指向. 4.磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場強(qiáng)度E的比較 電場強(qiáng)度E是描述電場強(qiáng)弱的物理量,磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場強(qiáng)弱的物理量.這兩個物理量比較如下表所示: 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 電場強(qiáng)度E 物理意義 描述磁場強(qiáng)弱的物理量 描述電場性
6、質(zhì)的物理量 定義式 B=(通電導(dǎo)線與B垂直) E= 方向 磁感線切線方向,小磁針N極受力方向 電場線切線方向,放入該點正電荷受力方向 大小決定因素 由磁場決定,與檢驗電流無關(guān) 由電場決定,與檢驗電荷無關(guān) 場的疊加 合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場的B的矢量和 合場強(qiáng)等于各個電場的場強(qiáng)E的矢量和 單位 1 T=1 N/(A·m) 1 V/m=1 N/C 【例2】 下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法,正確的是( ) A.通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大 B.通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定大 C.放在勻強(qiáng)磁場中各處的通電導(dǎo)線,受力大小和方向處處相同 D.磁感應(yīng)
7、強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān) [規(guī)范思維] [針對訓(xùn)練1] 關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B,下列說法中正確的是( ) A.磁場中某點B的大小,跟放在該點的試探電流元的情況有關(guān) B.磁場中某點B的方向,跟放在該點的試探電流元所受磁場力方向一致 C.在磁場中某點的試探電流元不受磁場力作用時,該點B值大小為零 D.在磁場中磁感線越密集的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大 【例3】 圖3 (2020·大綱全國·15)如圖3所示,兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2,且I1>I2;a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點且a、b、c與
8、兩導(dǎo)線共面;b點在兩導(dǎo)線之間,b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直.磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點是( ) A.a(chǎn)點 B.b點 C.c點 D.d點 [規(guī)范思維] 圖4 [針對訓(xùn)練2] (2020·荊州模擬)如圖4所示,一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T的勻強(qiáng)磁場中,在以導(dǎo)線截面的中心為圓心,r為半徑的圓周上有a、b、c、d四個點.已知a點的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,則下列敘述正確的是( ) A.直導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里 B.b點的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T,方向斜向上,與B的夾角為45° C.c點的實際磁感應(yīng)強(qiáng)度也為0 D.d點的實際磁感應(yīng)
9、強(qiáng)度與b點相同 三、安培定則的應(yīng)用及磁場方向的確定 【例4】 如圖5所示,直導(dǎo)線AB、螺線管C、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn),它們的磁場互不影響,當(dāng)開關(guān)S閉合后,則小磁針的北極N(黑色一端)指示出磁場方向正確的是( ) 圖5 A.a(chǎn)、c B.b、c C.c、d D.a(chǎn)、d [規(guī)范思維] [針對訓(xùn)練3] (2020·新課標(biāo)·14)為了解釋地球的磁性,19世紀(jì)安培假設(shè):地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的.在下列四個圖中,正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是( ) 四、對磁通量的理解 1.如圖6甲、乙所示,如何計算下
10、面兩圖中磁通量的大小,你是怎樣理解面積S的含義的? 圖6 2.如果圖6中的線圈都是n匝線圈,那么通過線圈的磁通量又應(yīng)該如何計算? 3.如何計算圖7中穿過線圈的磁通量的大?。? 圖7 總結(jié) 1.S為線圈在磁場中的有效面積,即線圈在磁場中沿垂直磁場方向投影面的面積. 2.與上一問的情況相同,線圈的磁通量等于通過某一匝的磁通量. 3.用向里的磁通量減向外的磁通量. 圖8 【例5】 如圖8所示,矩形線圈有N匝,面積大小為S,放在水平面內(nèi),加一個豎直向下的范圍較大的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則穿過平面的磁通量是多少?若使線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過60°,則穿過線圈平面的磁通量是多少
11、?若線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過180°,則穿過線圈的磁通量改變了多少? [規(guī)范思維] 【基礎(chǔ)演練】 1.(2020·泉州模擬)關(guān)于磁場和磁感線的描述,下列說法中正確的是( ) A.磁感線從磁體的N極出發(fā),終止于S極 B.磁場的方向就是通電導(dǎo)體在磁場中某點受磁場作用力的方向 C.沿磁感線方向,磁場逐漸減弱 D.在磁場強(qiáng)的地方同一通電導(dǎo)體受的安培力可能比在磁場弱的地方受的安培力小 2.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念,以下說法中正確的是( ) A.電流元IL在磁場中受力為F,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定等于 B.電流元IL在磁場中受力為F,則磁感應(yīng)強(qiáng)
12、度B可能大于或等于 C.磁場中電流元受力大的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大 D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線,受力的大小和方向無關(guān) 3.如圖9所示為通電螺線管的縱剖面圖,“”和“⊙”分別表示導(dǎo)線中的電流垂直紙面流進(jìn)和流出,圖中四個小磁針(涂黑的一端為N極)靜止時的指向一定畫錯了的是( ) 圖9 A.a(chǎn) B.b C.c D.d 圖10 4.(2020·深圳模擬)如圖10所示為某種用來束縛原子的磁場的磁感線分布情況,以O(shè)點為坐標(biāo)原點,沿z軸正方向磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小的變化最有可能為( ) 5. 圖11 (2020·安慶模擬
13、)如圖11所示,在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,水平放置著一根長直導(dǎo)線,電流方向垂直紙面向外,a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點,在這四點中( ) A.a(chǎn)、b兩點磁感應(yīng)強(qiáng)度相同 B.c、d兩點磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 C.a(chǎn)點磁感應(yīng)強(qiáng)度最大 D.b點磁感應(yīng)強(qiáng)度最大 6.兩根通電的長直導(dǎo)線平行放置,電流分別為I1和I2,電流的方向如圖12所示.在與導(dǎo)線垂直的平面上有a、b、c、d四點,其中a、b在導(dǎo)線橫截面連線的延長線上,c、d在導(dǎo)線橫截面連線的垂直平分線上.則導(dǎo)體中的電流在這四點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的是( ) 圖12 A.a(chǎn)點 B.b點 C.c點
14、 D.d點 7.(2020·濰坊模擬)19世紀(jì)20年代,以塞貝克(數(shù)學(xué)家)為代表的科學(xué)家已認(rèn)識到:溫度差會引起電流,安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差,從而提出如下假設(shè):地球磁場是由繞地球的環(huán)形電流引起的,則該假設(shè)中的電流方向是( ) A.由西向東垂直磁子午線 B.由東向西垂直磁子午線 C.由南向北沿子午線 D.由赤道向兩極沿子午線 (注:磁子午線是地球磁場N極與S極在地球表面的連線) 8.(上海高考)取兩個完全相同的長導(dǎo)線,用其中一根繞成如圖13(a)所示的螺線管,當(dāng)該螺線管中通以電流強(qiáng)度為I的電流時,測得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,若將另一根
15、長導(dǎo)線對折后繞成如圖(b)所示的螺線管,并通以電流強(qiáng)度也為I的電流時,則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為( ) 圖13 A.0 B.0.5B C.B D.2B 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 【能力提升】 9.如圖14所示,同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長直導(dǎo)線1和2,通有大小相等、方向相反的電流,a、b兩點與兩導(dǎo)線共面,a點在兩導(dǎo)線的中間與兩導(dǎo)線的距離均為r,b點在導(dǎo)線2右側(cè),與導(dǎo)線2的距離也為r.現(xiàn)測得a點磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,則去掉導(dǎo)線1后,b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為________,方向__
16、______. 圖14 圖15 10.如圖15所示,邊長為100 cm的正方形閉合線圈置于勻強(qiáng)磁場中,線圈ab、cd兩邊中點連線OO′的左右兩側(cè)分別存在方向相同,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小各為B1=0.6 T,B2=0.4 T的勻強(qiáng)磁場,若從上往下看,線圈逆時針方向轉(zhuǎn)過37°時,穿過線圈的磁通量改變了多少?線圈從初始位置轉(zhuǎn)過180°時,穿過線圈平面的磁通量改變了多少? 11. 圖16 如圖16所示為一電流表的原理示意圖.質(zhì)量為m的勻質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點處通過一掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連,絕緣彈簧勁度系數(shù)為k.在矩形區(qū)域abcd
17、內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外.與MN的右端N連接一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù),MN的長度大于.當(dāng)MN中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時,MN與矩形區(qū)域的cd邊重合;當(dāng)MN中有電流通過時,指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度. (1)當(dāng)電流表示數(shù)為零時,彈簧的伸長量是多少?(重力加速度為g) (2)若要電流表正常工作,MN的哪一端應(yīng)與電源正極相接? (3)若k=2.0 N/m,=0.20 m,=0.050 m,B=0.20 T,此電流表的量程是多少?(不計通電時電流產(chǎn)生的磁場的作用) (4)若將量程擴(kuò)大2倍,磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)槎啻螅? 學(xué)案39 磁場及其描述 【課前雙基回扣】 1
18、.D 2.A 3.BD [磁場中某點磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向表示該點磁場的方向,磁場方向也就是小磁針N極受力的方向.但電流受力的方向不代表磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場的方向.] 4.A [磁感應(yīng)強(qiáng)度的引入目的就是用來描述磁場強(qiáng)弱,因此選項A是正確的;磁感應(yīng)強(qiáng)度是與電流I和導(dǎo)線長度L無關(guān)的物理量,且B=中的B、F、L相互垂直,所以選項B、C、D皆是錯誤的.] 5.A [根據(jù)通電螺線管的磁場與小磁針的相互作用情況可以判斷:螺線管的左邊應(yīng)該是S極.再根據(jù)安培定則,右手握住螺線管,大拇指指向螺線管的N極,其余四指的方向就是通電螺線管中的電流方向,即電流從左邊流入,右邊流出,如右圖所示. 再根據(jù)安培定則判知小磁
19、針B所在處的磁場方向垂直紙面向外,所以知小磁針B的N極向紙外轉(zhuǎn).] 6.ABCD [在題圖所示的位置時,磁感線與線框平面垂直,Φ=BS.當(dāng)框架繞OO′軸轉(zhuǎn)過60°時可以將圖改畫成側(cè)視圖如右圖所示 Φ=BS⊥=BS·cos 60°=BS.轉(zhuǎn)過90°時,線框由磁感線垂直穿過變?yōu)槠叫?,Φ?.線框轉(zhuǎn)過180°時,磁感線仍然垂直穿過線框,只不過穿過方向改變了.因而Φ1=BS,Φ2=-BS,ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BS.綜上所述,A、B、C、D都正確.] 思維提升 1.磁感線與電場線一樣是為了形象地描述磁場而人為引入的,實際上并不存在,但能說明磁場的強(qiáng)弱與方向.注意磁感線是閉合曲線.
20、2.磁場的方向既該處小磁針靜止時N極指向,或N極受力方向.或為該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向,三種表述是一致的. 3.公式B=是磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式,B的大小取決于磁場本身,與該處有無電流無關(guān). 4.右手螺旋定則也叫安培定則,是用來判斷電流的磁場方向.右手定則則是判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向. 5.磁通量Φ=BS,B⊥S,意義為穿過某個面的磁感線條數(shù)的多少. 【核心考點突破】 例1 C [磁感線是人為畫出的、描述磁場的曲線,不相交,故選項A錯誤;由于是閉合曲線,在磁體外部是由N極指向S極,在內(nèi)部是由S極指向N極,故選項B錯誤;若導(dǎo)線與磁場方向平行,則導(dǎo)線不受磁場力的作用,選項D錯誤;
21、故本題正確選項為C.] [規(guī)范思維] 磁感線和電場線的特性有相似之處,都能表示場的強(qiáng)弱和方向,但也有不同:電荷周圍的電場線是不閉合的,磁感線是閉合的. 例2 D [磁場中某點磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場本身決定,與通電導(dǎo)線的受力及方向都無關(guān),故選項A錯誤,選項D正確.通電導(dǎo)線在磁場中受力的大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān),而且與通電導(dǎo)線的取向有關(guān),故選項B錯誤.雖然勻強(qiáng)磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等,但當(dāng)導(dǎo)線在各個位置的方向不同時,磁場力是不相同的(導(dǎo)線與磁場垂直時所受磁場力最大,與磁場平行時所受磁場力為0),而選項C中沒有說明導(dǎo)線在各個位置的取向是否相同,所以選項C錯誤.] [規(guī)范思維] 磁場的磁感
22、應(yīng)強(qiáng)度只取決于磁場本身,與試探電流元無關(guān),正如電場中的電場強(qiáng)度與檢驗電荷無關(guān)一樣,是磁場本身的屬性.類似的物理量還有速度、加速度、電阻、電容、電勢差等. 規(guī)律:凡是用比值定義的物理量都和定義式中的物理量無必然聯(lián)系. 例3 C [由于I1>I2,且離導(dǎo)線越遠(yuǎn)產(chǎn)生的磁場越弱,在a點I1產(chǎn)生的磁場比I2產(chǎn)生的磁場要強(qiáng),A錯,同理,C對.I1與I2在b點產(chǎn)生的磁場方向相同,合成后不可能為零,B錯.d點兩電流產(chǎn)生的磁場B1、B2不共線,合磁場不可能為0,D錯.] [規(guī)范思維] 磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,其合成同樣遵守平行四邊形定則,即先根據(jù)安培定則判斷每條導(dǎo)線在某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向,然后根據(jù)平行四
23、邊形定則進(jìn)行合成. 例4 A [根據(jù)安培定則判斷出:(1)AB直導(dǎo)線在小磁針a所在位置垂直紙面向外,所以磁針a的N極指向正確;(2)C左側(cè)為N極,內(nèi)部磁場向左,所以磁針c的N極指向正確,磁針b的N極指向不對;(3)D左為S極,右為N極,所以磁針d的N極指向不正確.] [規(guī)范思維] (1)電流的磁場分布于三維空間,用安培定則時要注意磁場的空間性. (2)小磁針在磁場中靜止時,北極指向與磁場方向一致,在此要特別注意螺線管內(nèi)部的磁場方向. 例5 BS BS 2BS 解析 由磁通量的定義可知Φ1=BS 繞ab邊轉(zhuǎn)過60°后的磁通量為Φ2=BScos 60°=BS 繞ab邊轉(zhuǎn)過180°后的
24、磁通量為Φ3=-BS 磁通量的改變量為ΔΦ=|Φ3-Φ1|=2BS. [規(guī)范思維] 磁通量的大小直接用公式Φ=BScos θ求解即可,應(yīng)特別注意θ角的大小及Φ的正負(fù)號. [針對訓(xùn)練] 1.D 2.AB 3.B 思想方法總結(jié) 1.在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應(yīng)分清“因”和“果”,在判定直線電流的磁場方向時,大拇指指“原因”——電流方向,四指指“結(jié)果”——磁場繞向;在判定環(huán)形電流磁場方向時,四指指“原因”——電流繞向,大拇指指“結(jié)果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向. 2.類比法是物理學(xué)中常用的一種研究問題的方法,如萬有引力與庫侖力類比,將磁極間相互作用類比于電荷間
25、相互作用,將磁極間的作用定量計算,命題視角新穎,對學(xué)生類比推理、遷移應(yīng)用能力要求較高. 3.(1)在磁通量Φ=BS的公式中,S為垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向上的有效面積,要正確理解Φ,B,S三者之間的關(guān)系.線圈的面積發(fā)生變化時磁通量是不一定發(fā)生變化的,如圖所示,當(dāng)線圈面積由S1變?yōu)镾2時,磁通量并沒有變化. (2)在空間有磁感線穿過線圈S,S外沒有磁場,若增大S,則Φ不變. (3)若在所研究的面積內(nèi)有不同方向的磁場時,應(yīng)將磁場合成后,用合磁場根據(jù)Φ=BS去求磁通量. (4)磁通量為標(biāo)量,其正、負(fù)表示針對于某個平面的穿入或穿出. 【課時效果檢測】 1.D 2.BD 3.AB 4.C 5
26、.BD 6.AB [由安培定則知a、b兩處I1和I2形成的磁場方向共線反向,若再滿足大小相等,則Ba=0或Bb=0,而c、d兩處,I1和I2形成的磁場方向不共線,故合磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為零.] 7.B [地磁N極在地理南極附近,地磁S極在地理北極附近,地磁場磁感線在地球內(nèi)部由北極指向南極,則由安培定則環(huán)形電流方向判斷電流方向為由東向西垂直磁子午線,故選項B正確.] 8.A [若對折導(dǎo)線,則順時針方向電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與逆時針方向電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和為零,故選項A正確.] 9. 垂直紙面向外 解析 a點的磁場分別是電流1和電流2在該處產(chǎn)生的磁場B1、B2的疊加,由安培定則可判定
27、,兩通電導(dǎo)線在a處的磁場方向相同,又因為兩電流大小相同,a點與兩導(dǎo)線的距離相等,故B1=B2,而B=B1+B2,由此可得B1=B2=.去掉導(dǎo)線1后,a、b兩點關(guān)于導(dǎo)線2對稱,由對稱性可知,b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,由安培定則可判定,其方向垂直紙面向外. 10.-0.1 Wb -1.0 Wb 解析 在原圖位置,磁感線與線圈平面垂直. Φ1=B1×+B2× =(0.6×+0.4×)Wb=0.5 Wb. 線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)過37°后, Φ2=B1×cos 37°+B2×cos 37° =(0.6××0.8+0.4××0.8)Wb=0.4 Wb. ΔΦ=Φ2-Φ1=(0.4-0.5)
28、Wb=-0.1 Wb. 線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)過180°時,規(guī)定穿過原線圈平面的磁通量為正,轉(zhuǎn)過180°后,穿過線圈平面的磁通量為負(fù). Φ3=-B1×-B2×=-0.5 Wb. ΔΦ′=Φ3-Φ1=(-0.5-0.5)Wb=-1.0 Wb. 11.(1) (2)M端 (3)2.5 A (4)0.10 T 解析 (1)設(shè)當(dāng)電流表示數(shù)為零時,彈簧的伸長量為Δx,則有mg=kΔx,① 由①式得:Δx=.② (2)為使電流表正常工作,作用于通有電流的金屬棒MN的安培力必須向下,因此M端應(yīng)接正極. (3)設(shè)電流表滿偏時通過MN間電流強(qiáng)度為Im,則有 BIm+mg=k(+Δx),③ 聯(lián)
29、立②③并代入數(shù)據(jù)得Im=2.5 A.④ (4)設(shè)量程擴(kuò)大后,磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)锽′,則有 2B′Im+mg=k(+Δx).⑤ 由①⑤式得:B′=.⑥ 代入數(shù)據(jù)得:B′=0.10 T. 易錯點評 1.在第2題中,對B=的理解要全面,只有電流I與B垂直放置時,才有B=.如果沒有限制,B可能大于或等于,因此很多同學(xué)由于不理解B=的前提而誤選A. 2.在第5、6、8、9題中均考查了磁場的疊加問題. 注意分清兩點: ①B是矢量,它的疊加遵守平行四邊形定則. ②對通電導(dǎo)線在某點的磁場一定要會用右手螺旋定則判斷,一定是與該點與導(dǎo)線的連線的方向垂直. 3.地磁場的磁感線特點一定要非常清楚,這點是??键c之一,很多同學(xué)往往把方向記錯.記?。撼嗟溃号c地面平行,南半球:指北斜向上,北半球:指北斜向下.
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