2015高考物理(选修3-1)一轮精品复习之磁感应强度Word版含答案

2磁感应强度[学习目标] 1.认识磁感应强度的概念及物理意义． 2.理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位．(重点) 3.进一步体会如何通过比值定义法定义物理量．(难点)[先填空1．物理意义：描述磁场强弱和方向的物理量．2．方向：小磁针北极所受力的方向或小磁针静止时北极的指向方向，简称磁场方向．3．标矢性：磁感应强度是矢量．[再思考]磁场对通电导体也有力的作用，该力的方向是否为磁场方向？【提示】不是磁感应强度方向，二者垂直．[后判断](1)小磁针在磁场中静止时S极所指的方向与该点磁感应强度的方向相反．(√)(2)某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向．(×)(3)垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向．(×)[先填空1．电流元：很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积．2．影响通电导线在磁场中受力大小的因素：通电导线与磁场方向垂直时：(1)导线受力既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积IL成正比．(2)同样的I、L，在不同的磁场中，或在非匀强磁场的不同位置，导线受力一般不同(A.不同B．相同)．3．磁感应强度的大小：(1)大小：等于一个电流元垂直放入磁场中的某点，电流元受到的磁场力F与电流元IL的比值，B＝FIL.(2)单位：特斯拉，简称特，符号是T,1 T＝1NA·m.[再思考]“一个电流元垂直放入磁场中的某点，磁感应强度与电流元受到的磁场力成正比，与电流元成反比．”这种说法是否正确，为什么？【提示】这种说法不正确．磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，不随电流元大小及电流元所受磁场力的大小的变化而变化．[后判断](1)磁感应强度B ＝F IL 与电场强度E ＝Fq都是用比值定义法定义的．(√)(2)电流为I ，长度为L 的通电导线放入磁感应强度为B 的磁场中受力的大小一定是F ＝ILB .(×)(3)磁场中某处的磁感应强度大小与有无小磁针无关，与有无通电导线也无关．(√)(4)公式B ＝FIL适用于任何磁场．(√)预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中学生分组探究一 对磁感应强度的理解(深化理解)第1步 探究——分层设问，破解疑难1．磁感应强度的大小取决于什么？ 2．磁感应强度的合成遵循什么法则？ 第2步 结论——自我总结，素能培养 1．磁感应强度的决定因素磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关．即使不放入载流导线，磁感应强度也照样存在，故不能说B 与F 成正比或B 与IL 成反比．2．定义式B ＝F IL 的理解：B ＝FIL 是磁感应强度的定义式，其成立的条件是通电导线必须垂直于磁场方向放置．因为在磁场中某点通电导线受力的大小除和磁场强弱、电流I 和导线长度L 有关以外，还和导线的放置方向有关．导线在磁场中的放置方向不同，所受磁场力也不相同．当通电导线与磁场方向平行时，通电导线受力为零，所以我们不能根据通电导线受力为零来判定磁感应强度B 的大小为零．3．磁感应强度B 的方向：磁感应强度B 是一个矢量，它的方向可以有以下几种表述方式：(1)小磁针静止时N 极所指的方向，即N 极受力的方向．(2)小磁针静止时S 极所指的反方向，即S 极受力的反方向． (3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向．4．两点说明：(1)某点磁感应强度的方向不是放在该处的通电导线的受力方向．(2)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L 应很短，IL 称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．第3步 例证——典例印证，思维深化(多选)把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是 ( )【思路点拨】 (1)对于B ＝FIL 为比值定义法，即B 与F 、IL 无关．(2)对于F ＝BIL ，F 与B 成正比，与I 、L 成正比．【解析】 磁感应强度的大小和方向由磁场自身决定，不随F 或IL 的变化而变化，故B 正确，D 错误；当导线垂直于磁场放置时，有B ＝FIL ，即F ＝ILB .所以B 不变的情况下F与IL 成正比，故A 错误，C 正确．【答案】 BC正确理解比值定义法1．定义B ＝FIL 是比值定义法，这种定义物理量的方法实质就是一种测量方法，被测量点的磁感应强度与测量方法无关．2．定义a ＝Δv Δt 、E ＝Fq 也是比值定义法，被测量的物理量也与测量方法无关，不是由定义式中的两个物理量决定的．第4步 巧练——精选习题，落实强化1．(多选)如图3－2－1所示，可自由转动的小磁针上方有一根长直导线，开始时两者在纸面内平行放置．当导线中通过如图所示的电流I 时，发现小磁针的N 极向里，S 极向外，停留在与纸面垂直的位置上，这一现象说明( )图3－2－1A ．小磁针感知到了电流的磁场B ．小磁针处的磁场方向垂直纸面向里C ．小磁针处的磁场方向垂直纸面向外D．把小磁针移走，该处就没有磁场了【解析】小磁针可以检验磁场的存在，当导线中通入电流时，在导线的周围就产生了磁场，在小磁针处的磁场方向为N极的受力方向，即垂直纸面向里，选项A、B正确，C 错误；电流的磁场是客观存在的特殊物质，不会随小磁针的移走而消失，只要导线中有电流存在，磁场就会存在，选项D错误．【答案】AB2．在磁场中有一小段长为L、通有电流I的导线，关于导线所在处的磁感应强度，以下说法中正确的是()A．若该导线所受磁场力为零，则该处磁感应强度一定为零B．若该导线所受磁场力不为零，则该处磁感应强度一定为FILC．若该导线所受磁场力不为零，则磁场力方向即为该处的磁感应强度方向D．若该导线与磁感应强度方向垂直，则用FIL来定义该处的磁感应强度【解析】通电导线和磁场方向平行时，通电导体不受磁场力，故磁场力为零，磁感应强度不一定为零，A错误；用B＝FIL定义磁感应强度，通电导体一定要和磁场方向垂直，故B错误，D正确．通电导线受磁场力的方向不代表磁感应强度的方向，C错误．【答案】 D学生分组探究二磁感应强度与电场强度的比较(对比分析)第1步探究——分层设问，破解疑难1．磁感应强度与电场强度在研究方法上有什么相同点？2．磁场方向与新入磁场的导线方向有何关系？第2步结论——自我总结，素能培养磁场与电场有很多相似之处，磁感应强度与电场强度也有很多相似之处，将它们相类比如下表．(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，则该处的电场强度为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受到的磁场力与该段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱【思路点拨】(1)电流元受到的磁场力与电流元的方位有关，当B⊥IL时力最大，当B ∥IL时力为零．(2)电荷在电场中一定受电场力作用．【解析】电荷在电场中一定受到电场力的作用，但通电导线在磁场中不一定受到磁场力的作用，当导线与磁场方向平行时，导线所受磁场力总为零，A正确、B错误．对于电场强度，它等于试探电荷受到的电场力与所带电荷量的比值；对于磁感应强度，它等于垂直磁场方向放置的通电导线所受的磁场力与该段通电导线的长度和电流的乘积的比值，C正确、D错误．【答案】AC关于磁场力与磁场，电场力与电场的关系：电流元受到磁场力作用时一定有磁场，电流元不受磁场力时也不一定没磁场，但是电荷不受电场力时，一定没有电场．第4步巧练——精选习题，落实强化3．(多选)把长度L、电流I都相同的一小段电流元放入某磁场中的A、B两点，电流元在A点受到的磁场力较大，则()A．A点的磁感应强度一定大于B点的磁感应强度B．A、B两点磁感应强度可能相等C．A、B两点磁感应强度一定不相等D．A点磁感应强度可能小于B点磁感应强度【解析】由于电流元方向和磁场方向关系不确定，所以无法比较A、B两点的磁感应强度，故B、D正确．【答案】BD4．有一小段通电导线，长为1 cm，通过的电流为5 A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B一定是()A．B＝2 T B．B≤2 TC．B≥2 T D．以上情况都有可能【解析】磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流．如果通电导线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大，F＝0.1 N，则该点的磁感应强度为：B＝F＝IL0.1T＝2 T．如果通电导线不是垂直磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置时5×0.01受到的磁场力，垂直放置时受到的磁场力将大于0.1 N，由定义式可知，磁感应强度B将大于2 T，故选项C正确．【答案】 C跳出磁感应强度理解的误区磁感应强度是本节课的一个重点，也是易错点，在学习的过程中一定要注意以下几点：(1)磁感应强度是矢量，既有大小，又有方向，合成遵循平行四边形定则．(2)磁感应强度的方向与磁场的方向一致，由磁场决定，与导线的受力方向无关，与放入其中的通电导线的电流的方向无关．(3)磁感应强度的大小是由磁场本身的性质决定的，与是否放入通电导线、导线的位置以及电流的大小无关；其大小通常用公式B＝FIL来计算，此公式成立的条件是一小段通电导线垂直磁场方向放入磁场．长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度() A．等于4 TB．大于或等于4 TC．小于或等于4 TD．方向与其所受到的磁场力方向一致【思路点拨】电流元与磁场垂直时，磁感应强度最大．【解析】题目中没有说明导线如何放置，若导线与磁场垂直，则由磁感应强度的定义式得B＝FIL＝4 T．若导线没有与磁场垂直放置，此时所受安培力为0.4 N，若把此导线与磁场垂直放置时，受到的安培力将大于0.4 N，根据磁感应强度的定义式B＝FIL可知，此时磁感应强度将大于4 T，故B正确，A、C错误；磁感应强度的方向与磁场的方向一致，与导线的受力方向无关，故D错误．【答案】 B——[先看名师指津]——————————————本题易错选项及错误原因分析如下：(多选)如图3－2－2所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成θ＝30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取的办法是() A．增大电流IB．增加直导线的长度C．使导线在纸面内顺时针转30°D．使导线在纸面内逆时针转60 °图3－2－2【解析】当通电导线垂直于磁场方向放入磁场时，F＝BIL，故A、B、D正确．【答案】ABD。

高中物理专题复习选修3-1磁场单元过关检测考试范围：单元测试；满分：100分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明评卷人得分一、单选题1．如图所示，真空中直角坐标系XOY，在第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，在第四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B，在第二象限内有沿x轴正向的匀强电场，第三象限内有一对平行金属板M、N，两板间距为d。

所加电压为U，两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场。

一个正离子沿平行于金属板的轴线射入两板间并做直线运动，从A点（﹣L，0）垂直于x轴进入第二象限，从P（0，2L）进入第一象限，然后离子垂直于x轴离开第一象限，不计离子的重力，求：（1）离子在金属板间运动速度V0的大小（2）离子的比荷q/m（3）从离子进入第一象限开始计时，离子穿越x轴的时刻2．如所示，半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场右侧有一对竖直放置的平行金属板M和N，两板间距离为L，在MN板中央各有一个小孔O2、O3，O1、O2、O3在同一水平直线上，与平行金属板相接的是两条竖直放置间距也为L的足够长光滑金属导轨，导体棒PQ与导轨接触良好，与阻值为R的电阻形成闭合回路（导轨与导体棒的电阻不计），该回路处在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中．整个装置处在真空室中．有一束电荷量为+q、质量为m的粒子流（重力不计），以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射人圆形磁场区域，最后从小孔O3射出．现释放导体棒PQ，其下滑h后开始匀速运动，此后粒子恰好不能从O3射出，而从圆形磁场的最高点F射出．求：（1）圆形磁场的磁感应强度B'．（2）粒子从E点到F点所用的时间．（3）棒下落h的整个过程中，电阻上产生的电热．3．如图所示，在空间存在水平方向的匀强磁场和竖直方向的匀强电场，电场强度为E，磁感应强度为B，在场区某点由静止释放一个带电液滴a，它运动到最低点处恰与一个原来处于静止的液滴b相碰，碰后两液滴合为一体，沿水平方向做直线运动，已知液滴a质量是液滴b质量的2倍，液滴a所带的电量是液滴b所带电量的4倍。

高考物理-选修3-1-磁场专题练习（含答案）（一）一、单选题1.如图所示，平行边界MN、PQ之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两边界间距为d，边界MN上有一粒子源A，可沿纸面内各个方向向磁场中输入质量均为m，电荷量均为+q的粒子，粒子射入磁场的速度大小v= 不计粒子的重力，则粒子能从PQ 边界射出的区域长度与能从MN边界射出的区域长度之比为（）A. 1：1B. 2：3C. ：2D. ：32.如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个置于匀强磁场中的D形金属盒，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在加速时，其动能E k随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是（）A. 在E k﹣t图象中应有（t4﹣t3）＜（t3﹣t2）＜（t2﹣t1）B. 减小磁场的磁感应强度可增大带电粒子射出时的动能C. 要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径D. 加速电场的电压越大，则粒子获得的最大动能一定越大3.如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m，长为l的金属棒ab悬挂在c．d两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的最小磁场的磁感应强度的大小．方向是（）A. tanθ，竖直向上B. tanθ，竖直向下C. sinθ，平行悬线向下D. sinθ，平行悬线向上4.环型对撞机是研究高能粒子的重要装置。

正、负离子由静止经过电压U的直线加速度加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞。

为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A. 对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大B. 对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小C. 对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越大D. 对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变5.如图所示，带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点A时（）A. 摆球受到的磁场力相同B. 摆球的动能相同C. 摆球受到的丝线的张力相同D. 向右摆动通过A点时悬线的拉力等于向左摆动通过A点时悬线的拉力6.在你身边，若有一束电子从上而下运动，在地磁场的作用下，它将（）A. 向东偏转B. 向西偏转C. 向北偏转D. 向南偏转7.如图所示，OM的左侧存在范围足够大、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，ON（在纸面内）与磁场方向垂直且∠NOM=60°，ON上有一点P，OP=L．P点有一粒子源，可沿纸面内各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电的粒子（不计重力），速率为，则粒子在磁场中运动的最短时间为（）A. B. C. D.8.钳型表的工作原理如图所示。

高中物理学习讲义
导线沿南北方向放置在小磁针的上方．
意义：说明通电导体周围存在着磁场，发现了电流的磁效应，首先揭示了电与磁之间是有联系
．磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的．与电场强度E的比较
．若是正电荷飞过，小磁针会发生偏转
．逐渐减小
．先增大后减小
对铁球的吸引力最大，所以铁球自左向右移动时，
．甲图中前、后面的同名磁极间距较小，同名磁极相互斥力大，容易脱落
．甲图中前、后面的异名磁极间距较小，异名磁极相互引力大，不容易脱落．乙图中前、后面的同名磁极间距较大，同名磁极相互斥力小，不容易脱落
)
．磁场的方向性
小于4 T
当通电导线垂直于磁场方向时，可用F
IL表示B.故选A、C.
（多选）将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图象能正确反映各物理量
＝F
IL或F＝BIL知：匀强磁场中B恒定不变，故B正确，D错误．B、L一定时，
两条相同的导线通入不同的电流先后放在磁场中的同一点，并且电流方向都与磁场方向垂故导线所在处的磁感应强度B是确定的．。