高三物理一轮复习磁场磁感线磁感应强度和磁通量教学案无答案(新)
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课题:磁场类型:复习课目的要求:重点难点:教具:过程及内容:磁场基本性质一、磁场1、磁场:磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质.它的基本特性是:对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用.2、磁现象的电本质:所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用.二、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有方向的曲线.1.疏密表示磁场的强弱.2.每一点切线方向表示该点磁场的方向,也就是磁感应强度的方向.3.是闭合的曲线,在磁体外部由N极至S极,在磁体的内部由S极至N极.磁线不相切不相交。
4.匀强磁场的磁感线平行且距离相等.没有画出磁感线的地方不一定没有磁场.5.安培定则:姆指指向电流方向,四指指向磁场的方向.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:【例1】根据安培假说的物理思想:磁场来源于运动电荷.如果用这种思想解释地球磁场的形成,根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实.那么由此推断,地球总体上应该是:(A)A.带负电;B.带正电;C.不带电;D.不能确定解析:因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极,根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西,而地球是从西向东自转,所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流,故选A. 三、磁感应强度1.磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用,电流垂直于磁场时受磁场力最大,电流与磁场方向平行时,磁场力为零。
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磁感应强度.①表示磁场强弱的物理量.是矢量.②大小:B=F/Il(电流方向与磁感线垂直时的公式).③方向:左手定则:是磁感线的切线方向;是小磁针N极受力方向;是小磁针静止时N极的指向.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:牛/安米,也叫特斯拉,国际单位制单位符号T.第1课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处处相等.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矢量和,满足矢量运算法则.【例2】如图所示,正四棱柱abed 一a'b'c'd'的中心轴线00'处有一无限长的载流直导线,对该电流的磁场,下列说法中正确的是(AC )A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等B.四条侧棱上的磁感应强度都相同C.在直线ab 上,从a 到b ,磁感应强度是先增大后减小D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大解析:因通电直导线的磁场分布规律是B ∝1/r ,故A,C 正确,D 错误.四条侧棱上的磁感应强度大小相等,但不同侧棱上的点的磁感应强度方向不同,故B 错误.【例3】如图所示,两根导线a 、b 中电流强度相同.方向如图所示,则离两导线等距离的P 点,磁场方向如何?解析:由P 点分别向a 、b 作连线Pa 、Pb .然后过P 点分别做Pa 、Pb 垂线,根据安培定则知这两条垂线用PM 、PN 就是两导线中电流在P 点产生磁感应强度的方向,两导线中的电流在P 处产生的磁感应强度大小相同,然后按照矢量的合成法则就可知道合磁感应强度的方向竖直向上,如图所示,这也就是该处磁场的方向. 答案:竖直向上【例4】六根导线互相绝缘,所通电流都是I ,排成如图10一5所示的形状,区域A 、B 、C 、D 均为相等的正方形,则平均磁感应强度最大的区域是哪些区域?该区域的磁场方向如何?解析:由于电流相同,方格对称,从每方格中心处的磁场来定性比较即可,如I 1在任方格中产生的磁感应强度均为B ,方向由安培定则可知是向里,在A 、D 方格内产生的磁感应强度均为B /,方向仍向里,把各自导线产生的磁感应强度及方向均画在四个方格中,可以看出在B 、D 区域内方向向里的磁场与方向向外的磁场等同,叠加后磁场削弱.答案:在A 、C 区域平均磁感应强度最大,在A 区磁场方向向里.C 区磁场方向向外.【例5】一小段通电直导线长1cm ,电流强度为5A ,把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0.1N ,则该点的磁感强度为( )A .B =2T ; B .B ≥2T ;C 、B ≤2T ;D .以上三种情况均有可能解析:由B =F/IL 可知F/IL =2(T )当小段直导线垂直于磁场B 时,受力最大,因而此时可能导线与B 不垂直, 即Bsin θ=2T ,因而B ≥2T 。
第1节电磁感应现象楞次定律一、磁通量1.概念: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与B的乘积。
2.公式:Φ=BS。
3.适用条件:(1)匀强磁场。
(2)S为垂直磁场的有效面积。
4.磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)。
5.物理意义:相当于穿过某一面积的磁感线的条数。
如图所示,矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3,匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直,则:(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cos θ或BS3。
(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3。
(3)通过矩形abb′a′的磁通量为0。
6.磁通量变化:ΔΦ=Φ2-Φ1。
二、电磁感应现象1.定义:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。
2.条件(1)条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(2)例如:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
3.实质产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流。
如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。
三、感应电流方向的判定1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)适用X围:一切电磁感应现象。
2.右手定则(1)内容:如图所示,伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一平面内:让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
(2)适用情况:导线切割磁感线产生感应电流。
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
(√)(2)闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生。
(×)(3)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。
(√)(4)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生。
(√)(5)当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势。
磁场知识网络:本章在介绍了磁现象的电本质的基础上,主要讨论了磁场的描述方法(定义了磁感应强度、磁通量等概念,引入了磁感线这个工具)和磁场产生的作用(对电流的安培力作用,对通电线圈的磁力矩作用和对运动电荷的洛仑兹力作用)及相关问题。
其中磁感应强度、磁通量是电磁学的基本概念,应认真理解;载流导体在磁场中的平衡、加速运动,带电粒子在洛仑兹力作用下的圆周运动等内容应熟练掌握;常见磁体周围磁感线的空间分布观念的建立,常是解决有关问题的关键,应注意这方面的训练。
单元切块:按照考纲的要求,本章内容可以分成三部分,即:基本概念安培力;洛伦兹力带电粒子在磁场中的运动;带电粒子在复合场中的运动。
其中重点是对安培力、洛伦兹力的理解、熟练解决通电直导线在复合场中的平衡和运动问题、带电粒子在复合场中的运动问题。
难点是带电粒子在复合场中的运动问题。
知识点、能力点提示1.通过有关磁场知识的归纳,使学生对磁场有较全面的认识,并在此基础上理解磁现象电本质;2.介绍磁性材料及其运用,扩大学生的知识面,培养联系实际的能力;3.磁感应强度B的引入,体会科学探究方法;通过安培力的知识,理解电流表的工作原理;通过安培力的公式F=IlB sinθ的分析推理,开阔学生思路,培养学生思维能力;通过安培力在电流表中的应用,培养学生运用所学知识解决实际问题的意识和能力;4.通过洛仑兹力的引入,培养学生的逻辑推理能力;5.通过带电粒子在磁场中运动及回旋加速器的介绍,调动学生思考的积极性及思维习惯的培养,并开阔思路。
基本概念安培力教学目标:1.掌握电流的磁场、安培定则;了解磁性材料,分子电流假说2.掌握磁感应强度,磁感线,知道地磁场的特点3.掌握磁场对通电直导线的作用,安培力,左手定则4.了解磁电式电表的工作原理5.能够分析计算通电直导线在复合场中的平衡和运动问题。
教学重点:磁场对通电直导线的作用,安培力教学难点:通电直导线在复合场中的平衡和运动问题教学方法:讲练结合,计算机辅助教学教学过程:一、基本概念1.磁场的产生⑴磁极周围有磁场。
课题:电磁感应现象应用知识梳理:1.电磁感应中常涉及磁感应强度B 、磁通量、感应电动势和感应电流I 等随时间变化的图线,即B —t图线、φ—t 图线、E —t 图线和I —t 图线。
对于切割产生的感应电动势和感应电流的情况,有时还常涉及感应电动势和感应电流I 等随位移x 变化的图线,即E —x 图线和I —x 图线等。
2.这些图像问题大体上可分为两类:⑴由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像;⑵由给定的有关图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量。
注意点: ①画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达。
②在图象中E 、I 、B 等物理量的方向是通过正负值来反映;3.互感现象:当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为 。
如 就是利用互感现象制成。
4.自感现象:导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫 现象。
5.自感系数:自感电动势的大小与线圈中电流的变化率△I /△t 成正比,与线圈的自感系数L 成正比.写成公式为E =L tI ∆∆,L 叫自感系数是用来表示线圈的自感特性的物理量。
实验表明,自感系数与 、 、 有关,另外,带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时 。
自感系数的单位:亨利。
符号H ,更小的单位有 、 。
1H = mH 1H = μH例题分析:例1.如图所示,电路甲、乙中,电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小,接通S ,使电路达到稳定,灯泡D 发光。
则( )A.在电路甲中,断开S ,D 将逐渐变暗B.在电路甲中,断开S ,D 将先变得更亮,然后渐渐变暗C.在电路乙中,断开S ,D 将渐渐变暗D.在电路乙中,断开S ,D 将变得更亮,然后渐渐变暗例2.如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻为零。
电键K 原来是合上的,在K 断开后,分析: ⑴若R 1>R 2,请分析灯泡的亮度怎样变化?并画出灯泡中的电流随时间变化的图像.⑵若R 1<R 2,请分析灯泡的亮度怎样变化?并画出灯泡中的电流随时间变化的图像.⑴ ⑵例3.在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B 随时间t 如图2变化时,图3中正确表示线圈感应电动势E 变化的是 ( )例4.水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为l ,一端通过导线与阻值为R 的电阻连接;导轨上放一质量为m 的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计;匀强磁场竖直向下。
高中物理-高三磁场磁感线教案
一、教学目标:
1.了解磁场及其特性;
2.掌握磁场的定义、表示、测量方法和相关规律;
3.掌握磁感线的概念、性质和应用;
4.了解电流、磁场及其相互作用。
二、教学重点和难点:
1.磁感线的概念、性质和应用;
2.电流、磁场及其相互作用。
三、教学方法:
理论讲解、实验演示、示意图解析、问题引导、小组讨论等。
四、教学内容:
1.磁场及其特性
(1)磁场的定义和表示
(2)磁场强度的测量方法
(3)磁场的方向和大小
2.磁感线
(1)磁感线的概念和性质
(2)磁感线的作用和应用
(3)磁感线的特点和规律
3.电流、磁场及其相互作用
(1)安培环路定理
(2)比奥-萨伐尔定律
(3)电流的磁场和外磁场对电流的影响
五、教学手段:
黑板、多媒体、实验仪器。
电磁感应现象 楞次定律一.考点整理 基本概念1.磁通量: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 与B 的乘积,即φ = .磁通量单位是 ,用Wb 表示,1 Wb = T·m 2.公式的适用条件:① 磁场;② 磁感线的方向与平面 ,即B S .2.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生的现象.⑴ 产生感应电流的条件:穿过 电路的磁通量发生 .特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动.⑵ 产生电磁感应现象的实质:电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合则产生感应电流;如果回路不闭合,则只有感应 ,而无 . 3.楞次定律:感应电流的磁场总是要 引起感应电流的磁通量的 .右手定则:拇指、掌心、四指在 内,让右手大拇与其他余四指 ,让磁感线穿过手心,拇指指向 方向,其余四指指向感应电流方向,如图所示. 二.思考与练习 思维启动1.如图所示,在条形磁铁外套有A 、B 两个大小不同的圆环,穿过A 环的磁通量φA 与穿过B 环的磁通量φB 相比较 ( ) A .φA >φB B .φ A < φB C .φA = φB D .不能确定2.如图所示,一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下,进入匀强磁场中,然后再从磁场中穿出.已知匀强磁场区域的宽度L 大于线框的高度h ,下列说法正确的是 ( ) A .线框只在进入和穿出磁场的过程中,才有感应电流产生 B .线框从进入到穿出磁场的整个过程中,都有感应电流产生 C .线框在进入和穿出磁场的过程中,都是机械能转化成电能 D .整个线框都在磁场中运动时,机械能转化成电能3.如图所示,甲是闭合铜线框,乙是有缺口的铜线框,丙是闭合的塑料线框,它们的正下方都放置一薄强磁铁,现将甲、乙、丙拿至相同高度H 处同时释放(各线框下落过程中不翻转),则以下说法正确的是 ( ) A .三者同时落地B .甲、乙同时落地,丙后落地C .甲、丙同时落地,乙后落地D .乙、丙同时落地,甲后落地 三.考点分类探讨 典型问题〖考点1〗电磁感应现象是否发生的判断【例1】如图所示,一通电螺线管b 放在闭合金属线圈a 内,螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合.要使线圈a 中产生感应电流,可采用的方法有 ( ) A .使通电螺线管中的电流发生变化B .使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动C .使线圈a 以MN 为轴转动D .使线圈绕垂直于MN 的直径转动【变式跟踪1】如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A ,下列各种情况中铜环A 中没有感应电流的是 ( )A .线圈中通以恒定的电流B .通电时,使滑动变阻器的滑片P 匀速移动C .通电时,使滑动变阻器的滑片P 加速移动D .将电键突然断开的瞬间 〖考点2〗楞次定律的理解及应用【例2】某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流方向是 ( ) A .a → G → b B .先a → G → b ,后b → G → aC .b → G→ aD .先b → G → a ,后a → G → b【变式跟踪2】如图所示,通电螺线管左侧和内部分别静止吊一导体环a 和b ,当滑动变阻器R 的滑动触头c 向左滑动时 ( ) A .a 向左摆,b 向右摆 B .a 向右摆,b 向左摆 C .a 向左摆,b 不动 D .a 向右摆,b 不动〖考点3〗楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用【例3】如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ,MN 的左边有一闭合电路,当PQ 在外力的作用下运动时,MN 向右运动.则PQ 所做的运动可能是 ( )A .向右加速运动B .向左加速运动C .向右减速运动D .向左减速运动 【变式跟踪3】如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导线MN 在导轨上向右加速滑动时,正对电磁铁A 的圆形金属环B 中 ( ) A .有感应电流,且B 被A 吸引 B .无感应电流C .可能有,也可能没有感应电流D .有感应电流,且B 被A 排斥 四.考题再练 高考试题 1.【2012·江苏】某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L 1由火线和零线并行绕成.当右侧线圈L 2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K ,从而切断家庭电路.仅考虑L 1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有( ) A .家庭电路正常工作时,L 2中的磁通量为零B .家庭电路中使用的电器增多时,L 2中的磁通量不变C .家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起D .地面上的人接触火线发生触电时,开关K 将被电磁铁吸起 【预测1】现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A 、线圈B 、电流计及开关,如图连接.在开关闭合、线圈A 放在线圈B 中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P 向左加速滑动时,电流计指针向右偏转.由此可以推断( ) A .线圈A 向上移动或滑动变阻器的滑动端P 向右加速滑动,都能引起电流计指针向左偏转B .线圈A 中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转C .滑动变阻器的滑动端P 匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央D .因为线圈A 、线圈B 的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向 2.【2012·北京】物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图,她把一个带铁芯的线圈L 、开关S 和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环.闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动.对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是() A .线圈接在了直流电源上 B .电源电压过高C .所选线圈的匝数过多D .所用套环的材料与老师的不同【预测2】如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁,从离地面高h 处,由静止开始下落,最后落在水平地面上.磁铁下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触.若不计空气阻力,重力加速度为g ,下列说法中正确的是 ( ) A .在磁铁下落的整个过程中,圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)B .磁铁在整个下落过程中,所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下C .磁铁在整个下落过程中,它的机械能不变D .磁铁落地时的速率一定等于2gh 五.课堂演练 自我提升1.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A 、线圈B 、电流计及电键如图所示连接.下列说法中正确的是( )A .电键闭合后,线圈A 插入或拔出都会引起电流计指针偏转B .线圈A 插入线圈B 中后,电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C .电键闭合后,滑动变阻器的滑片P 匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度D .电键闭合后,只有滑动变阻器的滑片P 加速滑动,电流计指针才能偏转2.如图所示,一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中,下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是 ( ) A .圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动 B .圆盘以某一水平直径为轴匀速转动 C .圆盘在磁场中向右匀速平移 D .匀强磁场均匀增加3.如图所示,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大小分别为Δφ1和Δφ2,则 ( ) A .Δφ 1 > Δφ2,两次运动中线框中均有沿adcba 方向电流出现 B .Δφ1 = Δφ2,两次运动中线框中均有沿abcda 方向电流出现 C .Δφ 1 < Δφ2,两次运动中线框中均有沿adcba 方向电流出现 D .Δφ 1 < Δφ2,两次运动中线框中均有沿abcda 方向电流出现4.如图所示,一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,环中的感应电流(自左向右看) ( ) A .沿顺时针方向 B .先沿顺时针方向后沿逆时针方向 C .沿逆时针方向 D .先沿逆时针方向后沿顺时针方向5.如图所示,一质量为m 的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T 1和T 2,重力加速度大小为g ,则 ( ) A .T 1 > mg ,T 2 > mg B .T 1 < mg ,T 2 < mg C .T 1 > mg ,T 2 < mg D .T 1 < mg ,T 2 > mg6.1931年,英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子,即“磁单极子”.1982年,美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验.他设想:如果一个只有N 极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈,那么,从上向下看这个线圈中将出现( ) A .先是逆时针方向,然后是顺时针方向的感应电流 B .先是顺时针方向,然后是逆时针方向的感应电流 C .顺时针方向的持续流动的感应电流 D .逆时针方向的持续流动的感应电流.7.北半球地磁场的竖直分量向下.如下图所示,在北京某中学实验室的水平桌面上,放置边长为L 的正方形闭合导体线圈abcd ,线圈的ab 边沿南北方向,ad 边沿东西方向.下列说法中正确的是 ( ) A .若使线圈向东平动,则b 点的电势比a 点的电势低 B .若使线圈向北平动,则a 点的电势比b 点的电势低 C .若以ab 为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a →b →c →d →a D .若以ab 为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a →d →c →b →a 8.如图所示,虚线abcd 为矩形匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,圆形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动.如右图所示给出的是圆形闭合金属线框的四个可能到达的位置,则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位置是9.如图a 所示,圆形线圈P 静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管Q ,P 和Q 共轴,Q 中通有变化电流i ,电流随时间变化的规律如图b 所示,P 所受的重力为G ,桌面对P 的支持力为N ,则在下列时刻 ( ) A .t 1时刻N >G ,P 有收缩的趋势B .t 2时刻N =G ,此时穿过P 的磁通量最大C .t 3时刻N =G ,此时P 中无感应电流D .t 4时刻N <G ,此时穿过P 的磁通量最小10.如图为一种早期发电机原理示意图,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称,在磁极绕转轴匀速转动过程中,磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY 运动(O 是线圈中心),则 ( ) A .从X 到O ,电流由E 经G 流向F ,先增大再减小 B .从X 到O ,电流由F 经G 流向E ,先减小再增大 C .从O 到Y ,电流由F 经G 流向E ,先减小再增大 D .从O 到Y ,电流由E 经G 流向F ,先增大再减小 11.如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈均与传送带以相同的速度匀速运动.为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带,线圈进入磁场前等距离排列,根据穿过磁场后线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈,通过观察图形,判断下列说法正确的是( ) A .若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动 B .若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动 C .从图中可以看出,第2个线圈是不合格线圈 D .从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈12.如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)()A .向右匀速运动B .向左加速运动C .向右减速运动D .向右加速运动参考答案:一.考点整理基本概念1.BS韦伯 1 匀强垂直⊥2.闭合变化电动势感应电流3.阻碍变化同一平面垂直导体运动二.思考与练习思维启动1.A;磁通量φ = φ内–φ外.对A、B两环,φ内相同;而对于φ外,B的大于A的,所以φA > φB,故正确答案为A.2.AC;产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化,线框全部在磁场中时,磁通量不变,不产生感应电流,故选项B、D错误.线框进入和穿出磁场的过程中磁通量发生变化,产生了感应电流,故选项A正确.在产生感应电流的过程中线框消耗了机械能,故选项C正确.3.D;甲是铜线框,在下落过程中产生感应电流,所受的安培力阻碍它的下落,故所需的时间长;乙没有闭合回路,丙是塑料线框,故都不会产生感应电流,它们做自由落体运动,故D正确.三.考点分类探讨典型问题例1 D;题中图示位置无论螺线管中的电流怎样发生变化,均无磁感线穿过线圈平面,磁通量始终为零,故无感应电流产生,选项A错误.若螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动,穿过线圈的磁通量始终为零,故无感应电流产生,选项B错误.若线圈a以MN为轴转动,穿过线圈的磁通量始终为零,故无感应电流产生,选项C错误.若线圈绕垂直于MN的直径转动,穿过线圈的磁通量会发生变化,故有感应电流产生,选项D正确.变式1 A;当线圈中通恒定电流时,产生的磁场为稳恒磁场,通过铜环A的磁通量不发生变化,不会产生感应电流.例2 D;①确定原磁场的方向:条形磁铁在穿入线圈的过程中,磁场方向向下.②明确回路中磁通量的变化情况:线圈中向下的磁通量增加.③由楞次定律的“增反减同”可知:线圈中感应电流产生的磁场方向向上.④应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)即:b→G→a.同理可以判断:条形磁铁穿出线圈的过程中,向下的磁通量减小,由楞次定律可得线圈中将产生顺时针方向的感应电流(俯视),电流从a→G→b.变式2 C;当滑动变阻器R的滑动触头c向左滑动时,电路中的电流变大,螺线管产生的磁场逐渐增强,穿过a的磁通量变大,根据楞次定律可知,a向左摆动;b处于螺线管内部,其周围的磁场为匀强磁场,方向水平向左,圆环中虽然也产生感应电流,但根据左手定则可判断出,安培力与b在同一个平面内,产生的效果是使圆环面积缩小,并不使其摆动,所以C项正确.例3 BC变式3 D;MN向右加速滑动,根据右手定则,MN中的电流方向从N→M,且大小在逐渐变大,根据安培定则知,电磁铁A的左端为N极,且磁场强度逐渐增强,根据楞次定律知,B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右,B被A排斥.故D正确.四.考题再练高考试题1.ABD;电路正常或短路时,火线和零线中通过的电流大小相等、方向相反,故L1中火线与零线中电流产生的磁场相抵消,铁芯中的磁通量为零,L2中无感应电流产生,电磁铁中也就无电流,开关K不会被吸起.由上述分析可知,A、B项正确,C项错误.当地面上的人接触火线发生触电时,火线与零线中的电流大小不再相等,则L2中产生感应电流,电磁铁也就能把开关K吸起,即D正确.预测1 B;电流计指针是否发生偏转取决于穿过线圈B的磁通量是否发生变化,而电流计中指针的偏转方向取决于穿过线圈B的磁通量是变大还是变小.由题意知当P向左滑动时,线圈A中的电流变小,导致穿过线圈B的磁通量减小,电流计中指针向右偏转.依此推理,若穿过线圈B的磁通量增大时,电流计指针向左偏转.线圈A上移时,线圈A中线芯向上拔出或断开开关,穿过线圈B的磁通量减小,指针向右偏,A错、B对;P匀速向左滑动时穿过线圈B的磁通量减小,指针向右偏转,P匀速右滑时穿过线圈B的磁通量增大,指针向左偏转,故C错.2.D;开关闭合的瞬间,电流迅速增大,线圈产生的磁场由0开始迅速增大,穿过套环的磁通量增加,为阻碍磁通量的增加,金属套环产生感应电流,并向着使磁通量减少的方向运动,故会立刻跳起,若选用非金属材质的套环,则套环中不会产生感应电流,不会受磁场力的作用,当然也不会跳起,D正确.预测2 A;当条形磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量增加,根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针,当条形磁铁远离圆环时,穿过圆环的磁通量减小,根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针,A正确;根据楞次定律的推论“来拒去留”原则,可判断磁铁在整个下落过程中,所受圆环对它的作用力始终竖直向上,B错误;磁铁在整个下落过程中,由于受到磁场力的作用,磁铁的机械能不守恒,C错误;若磁铁从高度h处做自由落体运动,其落地时的速度为v= 2gh,但磁铁穿过圆环的过程中要产生一部分电热,根据能量守恒定律可知,其落地速度一定小于2gh,D错误.五.课堂演练自我提升1.A;电键闭合后,线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化,从而电流计指针偏转,选项A正确;线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间,线圈B的磁通量会发生变化,电流计指针会偏转,选项B错误;电键闭合后,滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动,都会导致线圈A的电流发生变化,线圈B的磁通量变化,电流计指针都会发生偏转,选项C、D错误.2.BD;只有当圆盘中的磁通量发生变化时,圆盘中才产生感应电流,当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动或圆盘在磁场中向右匀速平移时,圆盘中的磁通量不发生变化,不能产生感应电流,A、C错误;当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动或匀强磁场均匀增加时,圆盘中的磁通量发生变化,圆盘中将产生感应电流,B、D正确.3.C;设金属框在位置Ⅰ的磁通量为φⅠ,在位置Ⅱ的磁通量为φⅡ,由题可知:Δφ1= |φⅡ–φI|,Δφ 2 = | –φⅡ–φI |,所以金属框的磁通量变化大小Δφ 1 <Δφ2,由安培定则知两次磁通量均向里减小,所以由楞次定律知两次运动中线框中均出现沿adcb a方向的电流,C对.4.C;条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,向右的磁通量一直增加,根据楞次定律,环中的感应电流(自左向右看)为逆时针方向,C对.5.A;金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中,由楞次定律知,金属圆环在磁铁上端时受安培力向上,在磁铁下端时受安培力也向上,则金属圆环对磁铁的作用力始终向下,对磁铁受力分析可知T1 > mg,T2 > mg,A项正确.6.D;磁单极子从上向下穿过超导线圈时,磁通量先向下增加又向上减少,由楞次定律可知,感应磁场方向向上,由安培定则可知,感应电流方向始终为逆时针方向.超导线圈的电阻为零,因此,线圈一旦激起电流便持续流动下去.7.C;由右手定则知,若使线圈向东平动,线圈的ab边和cd边切割磁感线,c(b)点电势高于d(a)点电势,故A错误;同理知B错.若以ab为轴将线圈向上翻转,穿过线圈平面的磁通量将变小,由楞次定律可判断线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a,C对,D错.8.AD;因为线框在进、出磁场时,线框中的磁通量发生变化,产生感应电流,安培力阻碍线框运动,使线框的速度可能减为零,故A、D正确.9.AB;t1时刻电流i增大,穿过线圈的磁通量增大,为反抗磁通量的增大,线圈有收缩的趋势,同时有远离螺线管向下运动的趋势,N>G,A正确;t2时刻电流i不变,穿过线圈的磁通量不变,感应电流为零,N=G,B正确;同理t3时刻N<G,有感应电流,t4时刻N=G,P中无感应电流,C、D均错误.10.D;在磁极绕转轴从X到O匀速转动,穿过线圈平面的磁通量向上增大,根据楞次定律可知线圈中产生顺时针方向的感应电流,电流由F经G流向E,又导线切割磁感线产生感应电动势E感=BLv,导线处的磁感应强度先增后减可知感应电动势先增加后减小,则电流先增大再减小,A、B均错;在磁极绕转轴从O到Y匀速转动,穿过线圈平面的磁通量向上减小,根据楞次定律可知线圈中产生逆时针方向的感应电流,电流由E经G流向F,又导线切割磁感线产生感应电动势E感=BLv,导线处的磁感应强度先增后减可知感应电动势先增加后减小,则电流先增大再减小,C错、D对.11.AD;若线圈合格,则由于电磁感应现象会向左移动一定距离,且合格线圈移动的距离相等,移动后线圈的间距也等于移动前的间距,由图知线圈3与其他线圈间距不符,不合格.12.BC;欲使N产生顺时针方向的感应电流,感应电流磁场垂直纸面向里,由楞次定律可知有两种情况:一是M中有顺时针方向逐步减小的电流,使其在N中的磁场方向向里,且磁通量在减小;二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N中的磁场方向向外,且磁通量是在增大.因此对前者应使ab 减速向右运动.对于后者,则应使ab加速向左运动,故应选B、C.。
峙对市爱惜阳光实验学校第三高三物理一轮复习< 磁现象和磁场>一、教材分析磁现象和磁场是教材中磁场的第一节课,从整个的知识安排来看,本节是此章的知识预备阶段,是本章后期学习的根底,是让学生建立学习磁知识兴趣的第一课,也是让学生建立电磁相互联系这一观点很重要的一节课,为以后学习电磁感知识提供铺垫。
整节课主要侧重要学生对生活中的一些磁现象的了解如我国古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁场和其他天体的磁场〔太阳、月亮〕,故本节课首先通过学生自己总结生活中与磁有关的现象。
电流磁效现象和磁场对通电导线作用的是学生树立起事物之间存在普遍联系观点的重要教学点,是学生在以后学习物理、研究物理问题中有的一种思想和观点。
二、教学目标1、知识与技能〔1〕让学生自己总结生活中与磁有关的现象,了解现实生活中的各种磁现象和用,培养学生的总结、归纳能力。
〔2〕通过了解磁与磁、磁与电的相互作用,掌握电流磁效现象。
使学生具有普遍联系事物的能力,培养观察能力和分析、推理思维能力。
(3)通过直观的多媒体手段让学生熟悉了解地磁场和其他天体的磁场及与之有关的自然现象2、过程与方法〔1〕、让学生参与课前的准备工作,收集课外的各种磁有关的现象和用。
〔2〕、在电流磁效现象的中,本节课采用类似研究的方式,复原物理规律的发现过程,强调学生自主参与。
〔3〕、学生对物理现象进行分析、比拟、归纳,采用老师与学生双向交流感知现象下的物理规律的普遍联系。
3、情感态度价值观〔1〕、对奥斯特的电流磁效现象的中,要让学生知道奥斯特的伟大在于揭示电和磁的联系,翻开了中一个黑暗领域的大门。
也让学生懂得看似简单的物理现象在它发现的最初过程中是如何的艰难。
〔2〕、通过趣味的演示与参与激发学生的欲与创欲。
〔3〕、让学生在实际生活的用中体会知识的价值。
三、教学难点教学:1、让学生搜索日常生活中有关此现象的用品,及简单的用原理2、通过让学生进一步体会电流的磁效及磁场概念教学难点:磁场的概念〔磁场概念比拟抽象〕四、学情分析磁场的根本知识在初习中已经有所接触,学生在生活中对磁现象的了解也有一的根底。
课题:磁场、磁感线、磁感应强度和磁通量
【考纲要求】
1、磁场、磁感线、磁感应强度和磁通量Ⅰ
2、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ
知识梳理:判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.
(1)通电导线在某处所受安培力为零时,此处的磁感应强度一定为零.( )
(2)小磁针在磁场中N极的受力方向为该处磁场的方向.( )
(3)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有关.( )
(4)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.( ) [基础训练]
1.奥斯特实验说明了()
A.磁场的存在B.磁场的方向性C.电流可以产生磁场D.磁体间有相互作用
2.铁棒A能吸引小磁针,铁棒B能排斥小磁针,若将铁棒A靠近铁棒B时,则( )
A.A,B一定互相吸引B.A,B一定互相排斥
C.A,B间有可能无磁场力作用D.A,B可能互相吸引,也可能互相排斥
3.关于磁场的下列说法正确的是()
A.磁场和电场一样,是同一种物质
B.一个条形磁体被折成两段变成两个条形磁体,只有N极或S极
C.磁极与电流间的相互作用是磁极的磁场和电流的电场产生的
D.磁体与磁体之间、电流与电流之间、磁体与电流之间的相互作用都是通过磁场进行的
4.下列哪些物质之间的作用都是通过磁场发生的?( )
A.磁体与磁体
B.电流与电流
C.电流与磁体
D.电荷与电荷
5.下列说法中属于磁现象的应用的有:()
A.利用磁卡、磁带、磁盘记录信息
B.候鸟和海龟长途迁徒不会迷失方向
C.利用发电机和电动机实现电能和机械能的互相转化
D.利用电流表测量电流.
6.关于磁感线,下列说法正确的是( )
A.两条磁感线的空隙一定不存在磁场
B.两个磁场叠加的区域, 磁感线不可能相交
C.磁感线就是细铁屑连成的曲线
D.磁感线总是从磁铁的N极出发, 到S极终止
[典例精析]
活动1.如图所示,a、b是直线电流的磁场,c是环形电流的磁场,d 、e是螺线管电流的磁场,试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。
b c d
练1. 如图所示,有一束电子正在y轴上向y轴正方向移动,则
在z轴上某点A处的磁场方向应是( )
A.沿x轴的正方向
B.沿x轴的负方向
C.沿z轴的正方向
D.沿z轴的负方向
活动2.在磁场中某一点,有一根长1cm的通电导线,导线中的电流为5A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为5×10-2N,求
①磁感应强度的大小;
②将这根导线对折后并与磁场方向平行放置时,磁感应强度的大小为多少?
练2.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,是把一个试探电荷放在该点时受到的电场力与试探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体长度和电流乘积的比值
活动3.纸面有一匝数为n匝、边长为a的正方形线圈, 垂直于纸面的匀强磁场的磁感强度为B.
⑴将正方形线圈改为圆, 但导线的长度没有改变, 则穿过线圈的磁通量的如何变化? 改变多少?
⑵若将正方形线圈翻转180°,则穿过线圈的磁通量如何变化?改变了多少?。