2020版高考物理总复习 冲A方案 第18讲 磁场及其描述课件 新人教版

第18讲PART18磁场及其描述知识总览│考点探究知识总览考点探究考点1磁现象和磁场(b)例1[2019·嘉兴一中月考]如图18-1所示,可自由转动的小磁针水平放置在桌面上.下列的措施中小磁针可能不转动的是()A.一根通电直导线沿与磁针指向垂直的方向水平置于小磁针正上方B.一根通电直导线沿与磁针指向平行的方向水平置于小磁针正上方C.一束带正电粒子沿与磁针指向平行的方向从小磁针正上方水平飞过D.一束带负电粒子沿与磁针指向平行的方向从小磁针正上方水平飞过典型例题图18-1考点探究[答案]A[解析]一根通电直导线沿与磁针指向垂直的方向水平置于小磁针正上方,若电流方向垂直于纸面向里,则导线在小磁针处产生的磁场方向水平向左,小磁针会转动,若电流方向垂直于纸面向外,则导线在小磁针处产生的磁场方向水平向右,小磁针不会转动,A正确;若导线沿与磁针指向平行的方向水平置于小磁针正上方,则导线在小磁针处产生的磁场方向垂直于纸面,小磁针一定会转动,B错误;无论是带正电粒子还是带负电粒子,只要沿与磁针指向平行的方向从小磁针正上方水平飞过,就相当于一根通电直导线沿与磁针指向平行的方向水平置于小磁针正上方,根据B选项可知,小磁针一定会转动,C、D错误.考点探究变式地球是一个大磁体.关于地磁场,有下列说法:①在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极;②地磁场的北极在地理南极附近;③赤道附近地磁场的方向和地面平行;④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的;⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的.以上关于地磁场的描述正确的是()A.①②④B.②③④C.①⑤D.②③[答案]D[解析]地磁场类似于条形磁铁磁场,地磁南极在地理的北极附近,而地磁的北极在地理的南极附近.考点探究考点2磁感应强度和磁感线©条目解析(1)磁感应强度定义式B=的使用条件在定义式B=中,通电导线必须垂直于磁场方向放置.(2)磁感应强度的决定因素磁感应强度反映磁场本身的特性,其值取决于磁场,与放入的通电导线的电流、导线长度、摆放方向、通电导线是否受到磁场力及通电导线是否存在等均无关系.(3)磁感应强度的方向小磁针静止时N极所指方向——磁感应强度方向.典型例题例2[2019·杭州二中模拟]与电场强度相对应,我们把描述磁场强弱的物理量叫作磁感应强度.关于磁感应强度的概念及其定义式B=,下列说法中正确的是()A.在同一磁场中,磁感线越密集处的磁感应强度越大B.磁场中某点的磁感应强度方向与垂直放在该点的试探电流元所受到的磁场力方向相同C.磁场中某点的磁感应强度大小与垂直放在该点的试探电流元所受到的磁场力大小成正比D.在磁场中的某点,试探电流元不受磁场力作用时,该点的磁感应强度大小一定为零考点探究考点探究[答案]A[解析]磁感应强度的大小与放在该点的试探电流元无关,磁感线越密集处的磁感应强度越大,A正确,C错误;磁感应强度的方向与垂直放在该点的试探电流元所受到的磁场力方向垂直,B错误;若试探电流元平行于磁场方向,则该电流元受到的磁场力为零,所以试探电流元不受磁场力作用时,并不表示该点的磁感应强度大小为零,D错误.考点探究变式[2019·嘉兴模拟]当螺线管导线中通有如图18-2所示的电流时,其右端附近的小磁针保持静止状态.图中a、b是螺线管上相邻的两匝线圈,c、d是小磁针的两端,则()A.线圈a、b相互吸引,c端为小磁针的N极B.线圈a、b相互吸引,c端为小磁针的S极C.线圈a、b相互排斥,c端为小磁针的N极D.线圈a、b相互排斥,c端为小磁针的S极图18-2考点探究[答案]B[解析]根据右手螺旋定则可知,螺线管产生的磁场右侧为N极,小磁针c端为S极.由于方向相同的电流要互相吸引,所以a、b两匝线圈要相互吸引,选项B正确.考点探究例3如图18-3所示为某磁场的一条磁感线,其上有A、B两点,则()图18-3A.A点的磁感应强度一定较大B.B点的磁感应强度一定较大C.因为磁感线是直线,所以A、B两点的磁感应强度一样大D.条件不足,无法判断A、B两点磁感应强度的大小关系[答案]D[解析]由磁场中一条磁感线无法判断A、B两点磁感应强度的大小关系.考点探究[要点总结]磁感线的特点(1)磁感线是为形象描述磁场而引入的假想曲线,实际并不存在.(2)在没画磁感线的地方,并不表示没有磁场存在.(3)在磁体外部,磁感线从N极指向S极,在磁体内部,磁感线从S极指向N极,即磁感线是闭合的曲线,它不相交,不相切,也不中断.(4)若多个磁体或电流的磁场在空间某区域叠加,则磁感线描述的是叠加后的磁场的磁感线分布情况,不能认为该区域有多条磁感线相交.考点探究考点3磁通量(b)条目解析(1)定义:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S和B的乘积.(2)公式:Φ=BS.适用条件:①匀强磁场.②S为垂直于磁场的有效面积.(3)磁通量是标量.(4)定性描述:可用穿过该面积的磁感线条数形象描述.考点探究典型例题例4下列关于磁通量的说法错误的是()A.磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量B.某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数C.穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零D.磁通量的变化可能是由磁感应强度的变化引起的,也可能是由线圈面积的变化引起的,还可能是由线圈与磁场方向间夹角的变化引起的考点探究[答案]A[解析]磁感应强度是反映磁场强弱和方向的物理量,磁通量是反映穿过磁场中某一面积的磁感线条数多少的物理量,A错误,B正确;因为磁感线是闭合曲线,所以磁感线以一定的方向从一侧进入封闭曲面,则一定会从另一侧面穿出封闭曲面,磁通量为零,C正确;若磁场的方向与线圈的夹角为θ,则穿过线圈的磁通量为Φ=BSsinθ,所以磁通量的变化可能是由磁感应强度的变化引起的,也可能是由线圈面积的变化引起的,还可能是由线圈与磁场方向间夹角的变化引起的,D正确.考点探究变式如图18-4所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则关于穿过框架平面的磁通量的情况,下列说法错误的是()A.在图示位置时磁通量为BSB.若使框架绕OO'从初始位置转过60°角,则磁通量为BSC.若使框架绕OO'从初始位置转过90°角,则磁通量为零D.若使框架绕OO'从初始位置转过180°角,则磁通量变化量大小为2BS图18-4考点探究[答案]B[解析]在图示位置时,磁感线与框架平面垂直,Φ=BS,选项A正确.当框架绕OO'轴从初始位置转过60°角时,可以将图改画成侧视图如图所示,Φ=BS⊥=BS·cos60°=BS,选项B错误.当框架绕OO'轴从初始位置转过90°角时,框架与磁感线平行,Φ=0,选项C正确.当框架绕OO'轴从初始位置转过180°角时,磁感线仍然垂直穿过框架平面,只不过穿过方向改变了,Φ1=BS,Φ2=-BS,故ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BS,选项D正确.考点探究[要点总结]一个面积为S的线框垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中,当线框翻转180°角时,这个过程前后的磁通量变化量大小为2BS.考点探究考点4几种常见的磁场(b)典型例题例5如图18-5所示,甲、乙是直线电流的磁场,丙、丁是环形电流的磁场,戊、己是通电螺线管的磁场,试在各图中补画出电流方向或磁感线方向.图18-5考点探究[答案]考点探究变式图18-6中已标出电流及电流磁场的方向,其中正确的是()图18-6[答案]D[解析]判断电流与电流磁场的方向利用的是安培定则,大拇指指向直导线电流方向,四指指向磁感线方向,选项A、B错误;对于螺线管和环形电流,四指弯曲方向为电流方向,大拇指指向内部磁场方向,故选项C错误,选项D正确.