第2011届高中物理一轮复习精品资料：选修3-1部分九章 - 磁场

第九章 磁场

【知识建构】

条形磁铁磁场场

磁场的产生磁铁的磁场

第一节 磁场及其描述 一、 考情分析

蹄形磁铁磁场直线电流的磁场

电流的磁场

环形电流的磁场通电螺线管的磁场

磁场的描述 磁感线 磁感应强度 对磁极 的作用

B?FIL磁感应强度方向 匀强磁场

N极受力方向沿磁场方向 S极受力方向与磁场方向相反 大小 F?BIL(B?L)方向：左手定则， F洛?v，F洛?BF=0(当v//B时) 大小 F?qvB(当q?B时）方向：左手定则 带电粒子在匀强 磁场中的运动

磁场磁场的作用对电流 的作用

荷对运动电荷的作用mvBq2?m当v?B时匀速圆周运动T?Bqr? 重要仪器质谱仪 回旋加速器 速度选择器 磁流体发电机 磁电式电表

考试大纲 当v不垂直B时，将v分解到B和与B垂直的方向上

1.磁场、磁感应强度、磁感线 I 2.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 I 二、 考点知识梳理 （一）、磁场的基本概念

考纲解读 1.重视并加强对基本概念、基本规律的学习，注意将磁场与电场对比，注意它们的区别。 2.熟练掌握几种常见磁体（电流）周围磁感线的空间分布特点，会用有关图形表示，善于画俯视图、仰视图、侧视图等。 3.安培定则的使用属于基础知识，基本上是定性分析，题型多见于选择题。 4.考查磁场中的基本概念，如磁感线、磁感应强度、磁通量等，一般以选择题的形式出现。 1. 磁体的周围存在磁场。 2. 电流的周围也存在磁场

3. 变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。 4. 磁场和电场一样，也是一种___________。

5. 磁场不仅对磁极产生力的作用， 对电流也产生力的作用．

6. 磁场的方向——在磁场中的任一点，小磁针________的方向，亦即小磁针静止时_____所指的方向，就是那

一点的磁场方向．

磁现象的电本质:_________________________________________________________． （二）、磁场的基本性质

磁场对放入其中的磁极或电流有________的作用．（对磁极一定有力的作用;对电流只是可能有力的作用,当电流和磁感线平行时____________磁场力作用）。 1. 磁极和磁极之间有磁场力的作用

2. 两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互______，当通以相反方向的电流时，它们相互________。 3. 电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过________发生相互作用．

4. 磁体或电流在其周围空间里产生磁场，而磁场对处在它里面的磁极或电流有__________的作用． 5. 磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过________来传递的 （三）、磁感线

为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组____________．

1．疏密表示磁场的_________．

2．每一点__________表示该点磁场的方向，也就是__________的方向．

3．是闭合的曲线，在磁体外部由___极至______极，在磁体的内部由_____极至_______极．磁线不相切不相交。

4．匀强磁场的磁感线______________．没有画出磁感线的地方________没有磁场．

5．安培定则：姆指指向_______，四指指向__________．注意这里的磁感线是一个个同心圆，每点磁场方向是在该点切线方向。

*熟记常用的几种磁场的磁感线： （四）、磁感应强度

1．磁场的最基本的性质是

___________________________________，电流垂直于

磁场时受磁场力______，电流与磁场方向平行时，_____________。

2．在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度l的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的______________．

①表示磁场强弱的物理量．是_______．

②大小：则有__________，（电流方向与磁感线_________时的公式）．

B只由磁场本身决定，与放不放通电导线无关；与导线中电流的大小无关。因此不与F成正比，也不与IL成反比，B=

F是比值定义式。 IL③方向：左手定则：是磁感线的_______方向；是小磁针_______受力方向；是小磁针静止时_______的指向．不是导线受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向．

④单位：________，也叫________，国际单位制单位符号_____．

⑤点定B定：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． ⑥匀强磁场的磁感应强度________．

⑦磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的_________,满足_________. （五）、磁通量

1．磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的________叫做穿过这个面的磁通量Φ ①S与B垂直：Φ=BS ②S与B平行：Φ=0

③S与B夹角为θ：Φ=BS⊥=BSsinθ

2． 磁通量的单位:_____，符号是_______．1Wb=1Tm 3．磁通量的意义:________________________________。

4. 磁通密度: 从Φ=BS可以得出B=Φ/S ，这表示磁感应强度等于________________，因此常把磁感应强叫做磁通密度，并且用Wb/m作单位．1T=1 Wb/m=1N/A?m

5.磁通量是_______,但是有正负.如果将从平面某一侧穿入的磁通量为正, 则从平面反一侧穿入的磁通量为负.

（六）、用类比法记忆电场和磁场的基本性质 概 念 的 建 立 电场强度（E） 磁感应强度（B） 描述磁场的力的性质的物理量 意义 描述电场的力的性质的物理量 2

2

2

①电场对电荷q有作用力； ①磁场对直线电流有作用力 ②对电场中的不同点，E的值一般不②对磁场中的不同点，B的值一般不同 同 ③B 由磁场本身决定 ③E由电场本身决定 F公式 E= q单位 1N/C=1V/m 方向 正电荷受到电场力方向

三、考点知识解读

B=F IL1T=1N/A·m 静止小磁针N极受到的磁场力方向 考点1. 磁感应强度的理解

剖析：

1．磁感应强度由磁场本身决定，就好像电场强度由电场本身决定，与所在空间放不放通电导线无关.

2．不能根据公式B?F就说B与F成正比，与I l成反比. Il 3．磁感应应强度B的定义式也是其度量式，但用来测量的小段通电导线必须垂直放入磁场.如果将小段通电直导线平行放入磁场，其所受安培力为零，但不能说该点磁感应强度为零.

4．磁感应强度是矢量，其方向是放入其中的小磁针静止时N极的指向，不是磁场中电流所受磁场力的方向，而是与受到的磁场力方向垂直. [例题1]根据磁感应强度的定义式B=

F，下列说法中正确的是（ ） IL A．在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比

B．一小段能通电直导线在空间某处受磁场力F=0，那么该处的B一定为零 C．磁场中某处的B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同

D．一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到磁场力F也一定为零

解析：磁感应强度是表征磁场强弱的物理量，确定的磁场中的确定点的磁感应强度是一个确定的值，它由磁场本身决定的，与磁场中是否有通电导体，及导体的长度，电流强度的大小，以及磁场作用力的大小无关.A错误.若电流方向与磁场方向在一条直线上，通电导体将不受到磁场力的作用，因此在某处磁场力为零，并不能说明该处的磁感应强度为零.B错误.通电导体受到磁场力的方向垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面.C错误.通电导体处在一个没有磁场的空间，当然不受磁场力的作用. 答案： D

【变式训练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

考点2.安培定则的应用

剖析：

1．判断直线电流的磁场方向的安培定则与判断环形电流的磁场方向的安培定则两种情况下四指、大拇指指向的意义正好相反.

2．注意等效电流的磁场，如电子流可以可以看作和电子流运动方向相反的电流，然后根据安培定则判断出电子流的磁场方向.

3．其他形式的电流（如矩形、三角形等）的磁场，从整体效果上可等效为环形电流的磁场，优先采用环形

电流的安培定则判定.

[例题2]如图9-1.1所示，a、b、c三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内和右侧。当这些小磁针静止时，小磁针N极的指向是（ ） Ａ．a、b、c均向左 Ｂ．a、b、c均向右

Ｃ．a向左，b向右，c向右 Ｄ．a向右，b向左，c向右

解析：首先搞清电流的方向，再根据安培定则判断，螺线管右侧相当于N极，左侧相当于S极，在外部磁感线由N极指向S极，在内部磁感线由S极指向N极，所以小磁针的N极a向左，b向右，c向右，故选C

答案：C

【变式训练2】如图9-1.2所示，带负电的金属环绕轴OO'以角速度?匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（ ） Ａ．N极竖直向上 Ｂ．N极竖直向下 Ｃ．N极沿轴线向左 Ｄ．N极沿轴线向右

解析：带负电的金属环旋转，可形成环形电流，而产生磁场，负电荷匀速旋转，会产生与旋转方向相反的环形电流，由右手定则可知在磁针所处磁场的方向沿OO'轴向左，由于磁针N极指向为磁场方向，所以应选C

答案：C

考点3. 对磁通量Φ=BS的理解

剖析：

1．Φ＝BS只适用于磁感应强度B与平面S垂直的情况.当S与垂直于B的平面间的夹角为θ时，则有Φ＝O S N b ac 9-1.1 O'

9-1.2

BScosθ.可理解为Φ＝B（S cosθ）,即Φ等于B与S在垂直于B方向上分量的乘积.也可理解为Φ＝（Bcosθ）S，即Φ等于B垂直于S方向上的分量与S的乘积.

2．S不一定是某个线圈的真正面积，而是线圈在磁场范围内的面积，S为线圈面积的一半. 3．多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关.

[例题3] 如图9-1.3所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为??1和??2，则（ ） A. ??1＞??2 B. ??1=??2 C. ??1＜??2 D. 不能判断

解析：导体MN周围的磁场并非匀强磁场，靠近MN处的磁场强些，磁感线密一些，远离MN处的磁感线疏一

9-1.3

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