磁场课后作业
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[课后作业(十三)] (建议用时:40分钟)一、选择题1.(2018·浙江选考4月)在城市建设施工中,经常需要确定地下金属管线的位置,如图所示.有一种探测方法是,首先给金属长直管线通上电流,再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作:①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场最强的某点,记为a ;②在a 点附近的地面上,找到与a 点磁感应强度相同的若干点,将这些点连成直线EF ;③在地面上过a 点垂直于EF 的直线上,找到磁场方向与地面夹角为45°的b 、c 两点,测得b 、c 两点距离为L .由此可确定金属管线( )A .平行于EF ,深度为L 2B .平行于EF ,深度为LC .垂直于EF ,深度为L 2D .垂直于EF ,深度为L解析:选A.由图可知磁场最强点为a 点,在导线的正上方,所以导线平行于EF ,且h =L 2. 2.如图所示,两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I 1与I 2.且I 1>I 2,与两根导线垂直的同一平面内有a 、b 、c 、d 四点,a 、b 、c 在两根导线的水平连线上且间距相等,b 是两根导线连线的中点,b 、d 连线与两根导线连线垂直.则( )A .I 2受到的安培力水平向左B .b 点磁感应强度为零C .d 点磁感应强度的方向必定竖直向下D .a 点和c 点的磁感应强度不可能都为零解析:选D.电流I 1在I 2处的磁场方向竖直向下,根据左手定则可知,I 2受到的安培力的方向水平向右,故A 错误;电流I 1与I 2在b 处产生的磁场方向相同,所以合磁场方向向下,磁感应强度不等于零,故B 错误;两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反、大小相等的电流I 1与I 2时,d 点的磁感应强度的方向是竖直向下,当两电流的大小不相等时,d 点的合磁场方向不是竖直向下,故C 错误;电流I 1的大小比电流I 2的大,则c 点的磁感应强度可能等于零,a 点的磁感应强度不可能等于零,故D 正确.3.如图所示,一带电塑料小球质量为m ,用丝线悬挂于O 点,并在竖直平面内摆动,最大摆角为60°,水平磁场垂直于小球摆动的平面.当小球自左方最大摆角处摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为( )A .0B .2mgC .4mgD .6mg解析:选C.设小球自左方最大摆角处摆到最低点时速度为v ,则12m v 2=mgL (1-cos 60°),此时q v B -mg =m v 2L,当小球自右方最大摆角处摆到最低点时,v 大小不变,洛伦兹力方向发生变化,此时有T -mg -q v B =m v 2L,解得T =4mg ,故C 正确. 4.(2019·浙江选考4月)在磁场中的同一位置放置一条直导线,导线的方向与磁场方向垂直,则下列描述导线受到的安培力F 的大小与通过导线的电流I 的关系图象正确的是( )答案:A5.(多选)两个质量相同,所带电荷量相等的带电粒子a 、b ,以不同的速率对准圆心O 沿着AO 方向射入圆形匀强磁场区域,其运动轨迹如图所示,若不计粒子的重力,则下列说法正确的是( )A .a 粒子带负电,b 粒子带正电B .a 粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C .b 粒子动能较大D .b 粒子在磁场中运动时间较长解析:选AC.粒子向右运动,根据左手定则可知,b 向上偏转,带正电;a 向下偏转,带负电,故A 正确.洛伦兹力提供向心力,即q v B =m v 2r ,得r =m v qB,故半径较大的b 粒子速度大,受洛伦兹力较大,动能也大,故B 错误,C 正确.T =2πm Bq,则两粒子运动周期相等,磁场中偏转角大的运动的时间长;a 粒子的偏转角大,因此运动的时间较长,故D 错误.6.如图所示,边长为L 的正方形有界匀强磁场ABCD ,带电粒子从A 点沿AB 方向射入磁场,恰好从C 点飞出磁场;若带电粒子以相同的速度从AD 的中点P 垂直AD 射入磁场,从DC 边的M 点飞出磁场(M 点未画出).设粒子从A 点运动到C 点所用时间为t 1,由P 点运动到M 点所用时间为t 2(带电粒子重力不计),则t 1∶t 2为( )A .2∶1B .2∶3C .3∶2 D.3∶ 2 解析:选C.如图所示为粒子两次运动轨迹图,由几何关系知,粒子由A 点进入C 点飞出时轨迹所对圆心角θ1=90°,粒子由P点进入M 点飞出时轨迹所对圆心角θ2=60°,则t 1t 2=θ1θ2=90°60°=32,故选项C 正确. 7.如图,半径为R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面向外.一电荷量为q (q >0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域,射入点与ab 的距离为R 2.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,则粒子的速率为(不计重力)( )A.qBR 2mB.qBR mC.3qBR 2mD.2qBR m解析:选B.作出粒子运动轨迹如图中实线所示.因P 到ab 距离为R 2,可知α=30°.因粒子速度方向改变60°,可知转过的圆心角2θ=60°.由图中几何关系有⎝⎛⎭⎫r +R 2tan θ=R cos α,解得r =R .再由Bq v =m v 2r 可得v =qBR m,故B 正确. 8.如图所示,在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q 、质量为m 的带电球体,管道半径略大于球体半径.整个管道处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直.现给带电球体一个水平速度v 0,则在整个运动过程中,带电球体克服摩擦力所做的功不可能为( )A .0B.12m ⎝⎛⎭⎫mg qB 2C.12m v 20D.12m ⎣⎡⎦⎤v 20-⎝⎛⎭⎫mg qB 2 解析:选B.当q v 0B =mg 时,球不受摩擦力,摩擦力做功为零,故A 可能.当q v 0B <mg时,球做减速运动到静止,只有摩擦力做功,根据动能定理得-W =0-12m v 20,解得W =12m v 20,故C 可能.当q v 0B >mg 时,球先做减速运动,当q v B =mg ,即当v =mg qB时,不受摩擦力,做匀速直线运动.根据动能定理得-W =12m v 2-12m v 20,解得W =12m ⎣⎡⎦⎤v 20-⎝⎛⎭⎫mg qB 2,故D 可能.选不可能的,故选B.9.如图所示,三根长为L 的通电直导线在空间构成等边三角形,电流的方向垂直纸面向里,电流大小为I ,其中A 、B 电流在C 处产生的磁感应强度的大小均为B 0,导线C 位于水平面处于静止状态,则( )A .导线C 受到的静摩擦力为0B .导线C 受到的静摩擦力为3B 0IL ,水平向右C .若将导线A 中电流反向,则导线C 受到的支持力不变D .若同时将导线A 与B 中电流反向,则导线C 受到的支持力变小解析:选B.根据安培定则,导线AB 在C 点处产生的磁感应强度方向如图甲所示,总的磁感应强度竖直向下,大小为3B 0,根据左手定则,导线C 受到的安培力水平向左,静摩擦力向右,A 错误;静摩擦力大小与安培力相等,为3B 0IL ,B 正确;将导线A 中电流反向,磁感应强度如图乙所示,磁场的矢量和向右,导线C 受到的安培力向下,支持力变大,C 错误;若同时改变A 、B 的电流方向,磁感应强度如图丙所示,磁场矢量和向上,竖直方向上力未发生变化,支持力都等于重力,D 错误.10.如图所示,R 1和R 2是同种材料、厚度相同、上下表面为正方形的金属导体,但R 1的尺寸比R 2的尺寸大.将两导体同时放置在同一匀强磁场B 中,磁场方向垂直于两导体正方形表面,在两导体上加相同的电压,形成图示方向的电流;电子由于定向移动,会在垂直于电流方向受到洛伦兹力作用,从而产生霍尔电压,当电流和霍尔电压达到稳定时,下列说法中正确的是( )A .R 1中的电流大于R 2中的电流B .R 1 中的电流小于R 2中的电流C .R 1 中产生的霍尔电压小于R 2中产生的霍尔电压D .R 1中产生的霍尔电压等于R 2中产生的霍尔电压解析:选D.电阻R =ρLS ,设正方形金属导体边长为a ,厚度为b ,则R =ρa ab =ρb,则R 1=R 2,在两导体上加上相同电压,则R 1中的电流等于R 2中的电流,故A 、B 错误.根据电场力与洛伦兹力平衡,则有e v B =eU H a ,解得:U H =Ba v =Ba ·I neab =1ne ·BI b,则有R 1中产生的霍尔电压等于R 2中产生的霍尔电压,故C 错误,D 正确.二、非选择题11.如图,在0≤x ≤d 的空间,存在垂直xOy 平面的匀强磁场,方向垂直xOy 平面向里.y 轴上P 点有一小孔,可以向y 轴右侧垂直于磁场方向不断发射速率均为v 、与y 轴所成夹角θ可在0~180°范围内变化的带负电的粒子.已知θ=45°时,粒子恰好从磁场右边界与P 点等高的Q 点射出磁场,不计重力及粒子间的相互作用.求:(1)磁场的磁感应强度;(2)若θ=30°,粒子射出磁场时与磁场边界的夹角(可用三角函数、根式表示);(3)能够从磁场右边界射出的粒子在磁场中经过的区域的面积(可用根式表示).解析:(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,设粒子的轨道半径为R ,磁场的磁感应强度为B ,则:q v B =m v 2R如图甲所示,由几何关系得:d =2R cos 45°解得:B =2m v qd . (2)如图乙所示,由几何关系d =R cos 30°+R cos α解得:α=arccos 22-32. (3)能够从磁场右边界射出的粒子在磁场中经过的区域,如图丙中两圆弧间斜线部分所示, 由几何关系得:R 2-(d -R )2=PM 2由割补法得该区域面积为:S =d ·PM解得:S =d 22-1.答案:(1)2m v qd(2)arccos 22-32 (3)d 22-112.如图甲所示,M 、N 为竖直放置彼此平行的两块平板,板间距离为d ,两板中央各有一个小孔O 、O ′正对,在两板间有垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示,设垂直纸面向里的磁场方向为正方向.有一群正离子在t =0时垂直于M 板从小孔O 射入磁场.已知正离子质量为m 、带电荷量为q ,正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T 0,不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响.求:(1)磁感应强度B 0的大小;(2)要使正离子从O ′孔垂直于N 板射出磁场,正离子射入磁场时的速度v 0的可能值. 解析:(1)正离子射入磁场,由洛伦兹力提供向心力,即q v 0B 0=m v 20r① 做匀速圆周运动的周期T 0=2πr v 0② 联立两式得磁感应强度B 0=2πm qT 0. ③ (2)要使正离子从O ′孔垂直于N 板射出磁场,两板之间正离子只运动一个周期即T 0时,v 0的方向应如图所示,有r =d 4 ④当在两板之间正离子共运动n 个周期,即nT 0时,有r =d 4n (n =1,2,3,…) ⑤联立①③⑤求解,得正离子的速度的可能值为v 0=B 0qr m =πd 2nT 0(n =1,2,3,…). 答案:(1)2πm qT 0 (2)πd 2nT 0(n =1,2,3,…)。
课时作业21 几种常见的磁场 时间:45分钟 分值:100分一、选择题(每小题6分,共48分)1.对于通有恒定电流的长直螺线管,下列说法中正确的是( )A .放在通电螺线管外部的小磁针静止时,它的N 极总是指向螺线管的S 极B .放在通电螺线管外部的小磁针静止时,它的N 极总是指向螺线管的N 极C .放在通电螺线管内部的小磁针静止时,它的N 极总是指向螺线管的S 极D .放在通电螺线管内部的小磁针静止时,它的N 极总是指向螺线管的N 极 2.如上图所示ab 、cd 是两根在同一竖直平面内的直导线,在两导线中央悬挂一个小磁针,静止时在同一竖直平面内,当两导线中通以大小相等的电流时,小磁针N 极向纸面里转动,则两导线中的电流方向( )A .一定都是向上B .一定都是向下C .ab 中电流向下,cd 中电流向上D .ab 中电流向上,cd 中电流向下3.如上图所示,矩形线圈abcd 放置在水平面内,磁场方向与水平方向成α角,已知sin α=45,线圈面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B ,则通过线圈的磁通量为( )A .BS B.4BS 5 C.3BS 5 D.3BS44.如下图所示,a 、b 是两根垂直纸面的直导体通有等值的电流,两导线外有一点P ,P 点到a 、b 距离相等,要使P 点的磁场方向向右,则a 、b 中电流的方向为( )A .都向纸里B .都向纸外C .a 中电流方向向纸外,b 中向纸里D .a 中电流方向向纸里,b 中向纸外5.(2011·全国卷)如图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1>I2;a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点,且a、b、c与两导线共面;b点在两导线之间,b、d的连线与导线所在平面垂直.磁感应强度可能为零的点是()A.a点B.b点C.c点D.d点6.如上图所示,环中电流的方向由左向右,且I1=I2,则环中心O处的磁场()A.最强,垂直穿出纸面B.最强,垂直穿入纸面C.为零D.不能确定7.如下图所示,一个用毛皮摩擦过的硬橡胶环,当环绕其轴OO′匀速转动时,放置在环的右侧轴线上的小磁针的最后指向是()A.N极竖直向上B.N极竖直向下C.N极水平向左D.N极水平向右8.实验室有一旧的学生直流电源,输出端的符号模糊不清,无法辨认正、负极,某同学设计了下面的判断电源极性的方法:在桌面上放一个小磁针,在磁针东面放一螺线管,如上图所示,闭合开关后,磁针指南的一端向东偏转,下列判断中正确的是()A.电源的A端是正极,在电源内电流由A流向BB.电源的A端是正极,在电源内电流由B流向AC.电源的B端是正极,在电源内电流由A流向BD.电源的B端是正极,在电源内电流由B流向A二、解答题(共52分)9.(16分)如上图所示,大圆导线环A中通有电流I,方向如图所示,另在导线环所在的平面画一个圆B,它的一半面积在A环内,一半面积在A环外,试判断圆B内的磁通量是否为零,若是为零,为什么?若不为零,则磁通量是穿出去还是穿进去?10.(16分)完成下列两题.(1)已知螺线管内部的小磁针的N极指向如下图所示,请在图中画出螺线管上线圈的绕向.(2)已知电磁铁的两个极性如下图所示,请在电磁铁上画出线圈的绕向.11.(20分)如下图所示,匀强磁场的磁感应强度B=2.0 T,并指向x轴正方向,若ab=40cm,bc=30cm,ae=50cm,试求通过面积S1(abcd)、S2(befc)和S3(aefd)的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3分别是多少?。
《磁场磁场感应强度》作业设计方案(第一课时)一、作业目标本作业旨在帮助学生进一步理解磁场的基本概念,掌握磁场感应强度的定义、单位、方向及求法,提高他们解决相关问题的能力。
二、作业内容1. 理论题:(1) 简述磁场的概念,并解释其在生活和工业中的应用。
(2) 描述磁场感应强度的定义、单位及符号。
(3) 解释磁场方向和磁感线概念,并画出几种常见磁场的磁感线示意图。
(4) 简述如何求磁场感应强度。
2. 实践题:(1) 制作一个指南针,并解释其工作原理。
(2) 分析一个电动机的工作过程,尝试解释其如何利用磁场。
(3) 搜集不同材料的金属在磁场中的反应,分析其磁性差异的原因。
三、作业要求1. 按时提交作业,并确保答案正确。
2. 理论题部分需认真阅读教材和相关资料,确保回答准确。
3. 实践题部分需动手操作或搜集相关资料,深入理解磁场在实际中的应用。
4. 作业应独立完成,禁止抄袭。
5. 请在回答问题时,附上相关的问题背景和知识链接。
四、作业评价1. 评价标准:(1) 答案是否符合逻辑,表述是否清晰。
(2) 是否能够应用所学知识解决实际问题。
(3) 实践题部分是否认真操作或搜集相关资料。
2. 评价方式:(1) 学生自评:学生根据作业目标,对自己的完成情况进行评价。
(2) 小组互评:同一班级的学生可组成小组,对彼此的作业进行评分和讨论。
(3) 教师评价:教师根据作业目标和标准,对所有提交的作业进行评分和反馈。
五、作业反馈1. 对于普遍存在的问题和疑问,将在下次课堂上进行集中解答和讲解。
2. 对于个别学生的特殊问题,将进行单独辅导和帮助。
3. 请同学们在课后积极与老师和同学交流,共同提高物理学习的水平。
通过本次作业,希望同学们能够更好地理解和掌握磁场感应强度这一重要概念,为后续的电磁学学习打下坚实的基础。
同时,也希望同学们能够积极参与作业反馈环节,提出宝贵的意见和建议,帮助我们不断改进教学方案,提高教学质量。
作业设计方案(第二课时)一、作业目标:1. 进一步理解和掌握磁场的概念及磁场强度;2. 练习磁场强度的计算与应用;3. 通过作业实践,提高学生对物理知识的应用能力。
1、如图所示,半圆形线圈半径为R ,通有电流I ,在磁场B 的作用下从图示位置转过30°时,它所受磁力矩的大小和方向分别为( (4))(1)214R IB π,沿图面垂直向下;(2)214R IB π,沿图面垂直向上; (3)234R IB π,沿图面垂直向下;(4)234R IB π。
沿图面垂直向上。
2、如图所示,载流为I 2的线圈与载流为I 1的长直导线共面,设长直导线固定,则圆线圈在磁场力作用下将( (1))(1)向左平移;(2)向右平移;(3)向上平移;(4)向下平移。
3、质子和α粒子质量之比为1:4,电量之比为1:2,它们的动能相同,若将它们引进同一均匀磁场,且在垂直于磁场的平面内作圆周运动,则它们的回转半径之比为((2) )(1)1:4; (2)1:1; (3)1:2; (4)124、如图所示,a 、c 处分别放置无限长直载流导线,P 为环路L 上任一点,若把a 处的载流导线移至b 处,则((4) )(1)L B dl •⎰变,p B 变; (2)L B dl •⎰变,p B 不变; (3)L B dl •⎰不变,p B 不变; (4)LB dl •⎰不变,p B 变5、如图所示,ab 导线与无限长直导线GE 共面,ab 延长线与GE 交于O 点成45°,若分别通以电流I 1=20 A ,I 2=10 A ,ab 长92L = cm ,a 端距GE 为d=1 cm ,求ab 在图示位置时所受GE 产生的磁场作用力F 。
解答:此题直接运用无限长直导线磁场公式以及通电直导线和磁场作用公式即可。
2F I dl B =⨯⎰,其方向为垂直于ab 向左上,其大小如下计算:设ab 上dl 长度距GE 为r ,则有2()]2dl d r d dr =-=,r 的取值范围很明显是[0.01,0.1]。
于是有 0.10122224I F BI dl I dr r μπ==⎰⎰,代入相关数值并且积分得到, 41.310F N -=⨯。
11-1 求图中各种情况下O 点处的磁感应强度B 。
解:图a 的电流可以看成是由1、2两个电流合成的。
故合场强为 直线电流,和矩形电流产生的磁感应强度的矢量和。
直线电流1在O 点产生的磁感应强度)2/(20a I πμ,方向垂直纸面向外。
矩形电流2由两条长度为a 、两条长度为b 的直线电流组成在O 点产生的磁感应强度为:)]2/sin()2/[sin()2/(42)]2/sin()2/[sin()2/(4200ααπμϕϕπμ--+--b Ia I2202200022)2/sin(2)2/sin(2ba a bI ba b a Ib I a I +++=+=πμπμαπμϕπμ)(2220b aa b b a I++=πμ方向垂直纸面向内。
O 点的磁感应强度为:220022002)(2b a abI a I b aa b b a I a I B +-=++-=πμπμπμπμ 这里利用了载流直导线外的磁感应强度公式:]sin )[sin 4120ββπμ-=rIB电流b 由两条直线电流,和一个圆弧组成:)0sin 90(sin 42360135200-︒+=RIR I B πμμ RIR I R I 00035.02163μπμμ=+=电流c 中两条直线电流的延长线都过圆心,由毕-萨定律知道在圆心处产生的磁感应强度为0,圆弧产生的磁感应强度为RlR I R l R I B πμπμ2222220110-=由于两端的电压相同有2211I SlI S l V ρρ==带入上式得到B=0 11-2.如图所示,一扇形薄片,半径为R ,张角为θ,其上均匀分布正电荷,电荷密度为σ,薄片绕过角顶O 点且垂直于薄片的轴转动,角速度为ω,求O 点处的磁感应强度。
解答1:将扇形薄片分割成半径为r 的圆弧形面积元,电荷量为:dr r dq θσ=转动时相当于园电流,对应的电流强度为: rdr dr r T dq dI σωπθωπθσ2/2===产生的磁场为 dr rdIdB σωμπθμ0042==圆心处的磁场为R dr B Rσωμπθσωμπθ00044==⎰ 解答2:以o 为圆心,采用极坐标系将扇形薄片分割成小的面积元 dr rd ds dq θσσ==利用运动电荷产生磁场的公式 dr d rdrr rd r dqv dB θσωπμωθσπμπμ44402020===对上式积分得:πσωθμθσωπμθσωπμθ4440000Rdr d dr d B R===⎰⎰⎰⎰ 11-3 在半径cm 0.1=R 的无限长半圆柱形金属薄片中,自下而上地通有电流A I 0.5=,求圆柱轴线上任一点P 处的磁感应强度。
13.1 磁场磁感线Ⅰ. 基础达标1.关于磁场,下列说法正确的是()A.磁场是一种为研究物理问题而假想的物质B.所有磁场都是电流产生的C.磁场只有强弱没有方向D.地球是一个磁体【答案】D【详解】A.磁场看不见,摸不着,但却真实存在,故A错误;B.磁体也能产生磁场,故B错误;C.磁场不仅有强弱,而且也有方向,故C错误;D.地球周围存在地磁场,故地球是一个磁体,故D正确。
故选D。
2.(多选)关于磁感线,下列说法中正确的是()A.磁感线的疏密程度反映磁场的强弱B.磁感线是磁场中实际存在的线C.两条磁感线不可能相交D.磁感线总是不闭合的【答案】AC【详解】A.磁感线的疏密程度反映磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强,故A正确;B.磁感线是磁场中不存在的线,是假设出来描述磁场的,故B错误;C.如果两条磁感线相交,那么交点的磁场就有两个方向,不符合实际,所以两条磁感线不可能相交,故C正确;D.磁感线总是闭合的,故D错误。
故选AC。
3.磁场中某区域的磁感线如图所示,则()A.a处磁场比b处磁场强B.b处磁场和a处磁场强度一样C.小磁针N极在a处受力比b处受力大D.小磁针N极在a处受力比b处受力小【答案】D【详解】AB.根据磁感线越密的地方,磁感应强度越大,所以a处的磁感应强度小于b处的磁感应强度,故A B错误;CD.小磁针在磁感应强度大的地方受到的力大,所以小磁针N极在a处受力比b处受力小,故C 错误,D正确。
故选D。
4.关于电场线和磁感线,下列说法正确的是()A.运动的带电粒子在电场、磁场中的受力方向均和场线在一直线上B.带电粒子顺着电场线的方向运动,其电势能一定减小C.带电粒子垂直于磁感线的方向射入匀强磁场中,其速度大小不会改变D.电场线和磁感线均不相交且均为不封闭曲线【答案】C【详解】A.运动的带电粒子在电场中的受力方向和电场线的切线方向一致,运动的带电粒子在磁场中的受力方向和磁感线的方向垂直,A错误;B.带电粒子顺着电场线的方向运动,电场力做正功电势能减小,电场力做负功电势能增加,B错误;C.带电粒子垂直于磁感线的方向射入匀强磁场中,其速度大小不会改变,C正确;D.电场线为不封闭的曲线,磁感线为封闭曲线,D错误。
《磁现象磁场》作业设计方案(第一课时)一、作业目标本作业旨在通过磁现象和磁场的基础知识学习,使学生能够:1. 理解磁现象的基本概念,掌握磁铁的磁性和磁场方向。
2. 掌握磁场的基本性质,理解磁感线、磁通量等概念。
3. 培养学生的观察能力、实验能力和分析问题的能力。
二、作业内容本课时作业内容主要围绕《磁现象磁场》章节的重点知识展开,具体包括:1. 基础知识巩固:要求学生复习磁铁的磁性、磁场方向等基本概念,并完成相关填空题和选择题。
2. 实验操作:设计一个简单的磁铁实验,让学生观察并记录磁铁的磁场分布情况,加深对磁场方向和磁感线的理解。
3. 拓展应用:引导学生分析生活中的磁现象,如电磁铁的应用、指南针的原理等,并完成一篇小论文,阐述自己对磁现象的理解和感悟。
三、作业要求为确保学生能够高效完成本课时作业,特提出以下要求:1. 基础知识巩固部分:要求学生认真复习课堂所学,准确填写答案,不得抄袭他人作业。
2. 实验操作部分:学生需按照教师指导进行实验操作,认真观察并记录实验现象和数据,分析实验结果。
3. 拓展应用部分:学生需结合生活实际,分析身边的磁现象,并撰写一篇条理清晰、观点明确的论文,字数不少于500字。
论文中应包含对磁现象的基本理解、对电磁铁和指南针原理的阐述以及个人感悟等。
4. 作业提交:学生需在规定时间内将作业纸质版和电子版一并提交给教师。
纸质版需字迹工整,电子版请发送至教师指定的邮箱。
四、作业评价教师将根据以下标准对学生的作业进行评价:1. 基础知识巩固部分:评价学生是否准确掌握了磁现象的基本概念和磁场方向等知识。
2. 实验操作部分:评价学生是否按照教师指导进行了实验操作,是否认真观察并记录了实验现象和数据。
3. 拓展应用部分:评价学生的论文是否条理清晰、观点明确,是否能够结合生活实际分析身边的磁现象,并表达出自己的感悟。
4. 作业整体质量:综合学生的完成情况、准确性和规范性进行评价,给出相应的分数和评语。
第21讲电与磁信息的传递磁现象磁性物体能够吸引__________类物体的性质磁体定义具有磁性的物体分类按获取方式分:_______磁体和_______磁体按磁性保持时间分:_______磁体和_______磁体性质磁体具有磁性磁极定义磁体上磁性最强的位置名称_______极和______极作用同名磁极相互_______,异名磁极相互_________磁化定义原来没有磁性的物体在或的作用下获得磁性的现象【提示】(1)一个磁体有且只有两个磁极.(2)物体与磁体相互排斥,其一定具有磁性;物体与磁体相互吸引,其不一定具有磁性.磁场基本性质对放入其中的磁体产生______的作用,磁极间的相互作用是通过磁场发生的方向规定在磁场中某点的小磁针静止时________所指的方向规定为该点的磁场方向磁感线作用用来描述磁场的分布情况,实际并不存在特征在磁体周围,磁感线从____极出发回到_____极在磁体内部,磁感线从_____极出发回到______极几种磁体分布图地磁场定义地球周围存在的磁场分布地磁南极在地理_______极附近,地磁北极在地理________极附近磁偏角最早由我国宋代学者____________记述【提示】(1)磁感线上任何一点的切线方向都与置于该点的小磁针静止时N极所指的方向一致. (2)磁感线是封闭曲线,它不会相交.(3)磁感线有疏密,磁感线的疏密程度表示磁场的强弱.电生磁奥期特实验现象结论_________周围存在磁场,磁场方向跟_______有关通电螺线管的磁场分布通电螺线管周围的磁场跟_________磁体的磁场相似判定安培定则:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中_______________,则大拇指所指的那端就是螺线管的_____极2.电磁铁及其应用结构内部插入______的通电螺线管原理电流的______效应实验探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关因素探究方法_________法_________法(电磁铁的强弱可通过吸引铁钉的多少来判断)结论匝数一定时,通过的______越大,磁性越强;电流一定时,_______越多,磁性越强优点磁性有无可以通过__________来控制磁性强弱可以通过线圈中__________和___________来控制磁极方向可以由电流方向和线圈绕向来控制应用:电磁继电器实质利用电磁铁来控制工作电路的一种开关工作原理图作用利用_________、弱电流控制__________、强电流工作电路【提示】电磁铁的铁芯用铁而不用钢制作的原因:铁磁化后磁性容易消失,可方便地控制电磁铁磁性的有无;钢磁化后磁性不易消失,无法控制电磁铁磁性的有无.3.磁场对通电导线的作用内容通电导体在磁场中要受到______的作用产生条件(1)有磁场(2)导线有电流通过影响力的方向因素(1)__________的方向(2)__________的方向影响导体运动快慢的因素(1)__________的大小(2)__________的强弱应用电动机磁生电1.电磁感应现象内容________电路中的______导体在磁场中做运动时,导体中产生_______的现象叫做电磁感应现象产生条件(1)________电路(2)导体做______________运动影响感应电流方向因素(1)________的方向;(2)_______的方向影响感应电流大小因素(1)导体运动的_________;(2)_________的强弱应用发电机2.发电机和电动机发电机电动机原理_____________________ ____________________结构_________和__________(线圈和磁极)示意图能的转化______能转化为______能_______能转化为________能实质电源用电器区分关键电路中无电源电路中有电源(2)我国电网以交流供电,电压为220 V,频率为50 Hz.信息的传递1.电话组成话筒:_______信号变成______信号听筒:_______信号变成______信号通信方式模拟通信:使用_______信号的通信方式数字通信:使用_______信号的通信方式2.电磁波产生当导体中有________迅速变化的电流时,就会在空间激起电磁波传播电磁波_____在真空中传播真空中电磁波传播速度约为_______m/s波速c=____________分类长波、中波、短波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线应用广播、电视、移动通信微波通信靠________________转接信号卫星通信用通信卫星做微波中继站的通信方式光纤通信激光在光导纤维中传播来传递信息的方式网络通信利用因特网实现资源共享和信息传递【提示】(1)用3颗同步卫星就可以实现全球通信.(2)目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件.命题点1简单的磁现象(2015·杭州)甲铁棒能吸引小磁针,乙铁棒能排斥小磁针,若甲、乙铁棒相互靠近,则两铁棒()A.一定互相吸引B.一定互相排斥C.可能无磁力的作用D.可能互相吸引,也可能排斥点拨:用甲去靠近小磁针,甲能吸引小磁针,说明甲可能没有磁性,也可能具有的磁性和小磁针靠近的磁极的磁性相反;乙能排斥小磁针,说明乙一定有磁性,由此展开分析,得出结论.1.(2015·巴中)关于磁场,下列说法中正确的是()A.磁体周围的磁感线从磁体N极发出,回到磁体S极B.磁极间的相互作用不都是通过磁场发生的C.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线D.地磁场的N极在地理北极附近,S极在地理南极附近,与地球两极并不完全重合2.(2015·枣庄)如图所示,根据小磁针静止时的指向,标出磁体的N、S极和A点的磁场方向(用箭头表示).命题点2电流的磁效应(2015·梅州)科学家的每次重大发现,都有力地推动了人类文明的进程.丹麦物理学家________首先发现了电流周围存在着磁场,第一个揭示了电和磁之间的联系.小周同学自制了一个用开关来控制电磁铁南北极的巧妙装置,如图所示.当开关S接________(填“a”或“b”)点时,电磁铁的A端是N极.点拨:知道电磁铁的A端是N极,根据安培定则判定出线圈中的电流方向,也就是判断出导线中电流的方向,即判断出电源的正负极,最后便可以判断出开关S接哪一个点.3.(2015·临沂)下列各图中,小磁针静止时N极指向正确的是()4.(2015·通辽)图中的两个线圈,套在光滑的玻璃管上,导线柔软,可以自由滑动,开关S闭合后()A.两线圈左右分开B.两线圈向中间靠拢C.两线圈静止不动D.两线圈先左右分开,然后向中间靠拢第4题图第5题图5.(2015·滨州)如图所示,通电螺线管附近的小磁针处于静止状态,则螺线管A端是________极,电源的D 端是________极.命题点3电磁铁及其应用(多选)(2015·威海)电梯为居民上下楼带来很大的便利,出于安全考虑,电梯设置了超载自动报警系统,其工作原理如图所示,电梯厢底层装有压敏电阻R1,R2为保护电阻,K为动触点,A、B为静触点,当出现超载情况时,电铃将发出报警声,电梯停止运行,下列说法正确的是()A.电梯工作时电磁铁的上端为N极B.电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关C.电梯未超载时动触点K与静触点B接触D.电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小点拨:R1为压敏电阻,其阻值随压力增大而减小,所以知道超载时压敏电阻的阻值变化情况,根据欧姆定律判断出电流的变化.分析电磁继电器的工作原理可按如下步骤进行:控制电路工作情况→电磁铁磁性变化→衔铁动作方向→触点接触状况→工作电路工作情况.6.(2015·烟台)如图是一种水位自动报警器的原理示意图,当水位升高到金属块A处时()A.红灯亮,绿灯灭B.红灯灭,绿灯亮C.红灯亮,绿灯亮D.红灯灭,绿灯灭第6题图第7题图7.(2015·葫芦岛)如图所示为电话机原理图,当人对着话筒说话时,如果滑动变阻器的滑片向右移动,则听筒电磁铁磁性将________(填“变强”“变弱”或“不变”),通过导体AB的电流方向为________(填“A到B”或“B到A”).命题点4电动机与发电机(2015·鄂州)如图所示,闭合开关,先将导体ab水平用力向右移动,导体cd也随之运动起来.下列说法正确的是()A.实验装置中的甲装置产生的现象在生活中的应用是电动机B.实验装置中的乙装置的原理是电磁感应现象C.实验装置中的乙装置把机械能转化为电能D.如果回路均为超导材料制成,且导体ab与cd之间距离足够大,当回路中产生感应电流后,同时撤去两蹄形磁体,则回路中电流很长时间不消失点拨:利用电磁感应和通电导体在磁场中受力的有关知识逐个分析四个选择项,从而得到答案.8.(2015·菏泽)刷卡机广泛应用于银行、超市等.如图所示的POS刷卡机读出信息的原理是:当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时,刷卡机的检测头就会产生感应电流,便可读出磁条上的信息.下列装置的工作原理与刷卡机读取信息原理相同的是()9.(2015·武汉)如图是一种充电鞋.当人走动时,会驱动磁性转子旋转,使线圈中产生电流,产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池.这种充电鞋的工作原理是()A.电磁感应现象B.电流的磁效应C.磁极间的相互作用D.通电线圈在磁场中受力转动10.(2015·烟台)如图为电动机和发电机模型,其中图________(填“甲”或“乙”)为电动机模型,其工作原理是________________________;电动机工作时,能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠________实现的.命题点5信息的传递(2015·佛山)关于信息传递下列说法正确的是()A.蝙蝠是通过电磁波确定障碍物位置的B.卫星与地面通过电磁波传递信息C.电磁波和超声波可在真空中传递信息D.卫星导航是靠声呐来传递路况信息的点拨:超声波的传播需要介质.蝙蝠确定目标的方向和距离,是利用了超声波回声定位;电磁波可以在真空中传播,电磁波作为载波可以传递信息.11.(2015·娄底)WiFi无线上网是当今使用最广的一种无线网络传输技术,实际上就是把有线网络信号转换成无线信号,供支持其技术的相关电脑、手机接收.WiFi无线上网利用了()A.红外线B.紫外线C.电磁波D.超声波12.(2015·内江)在电磁波谱中,有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等,其中,波长最长的是________,频率最高的电磁波在真空中传播的速度为________m/s.命题点电与磁的探究电流的磁场、电磁铁磁性强弱的影响因素、磁场对电流的作用、电生磁的条件是电磁探究的热点内容;试题或再现课本相关实验,或以新载体进行考查.(2015·厦门)如图所示,某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件,实验时保持磁体位置不变.(1)如图甲所示,电流计指针不偏转,这是因为导体ab________________.(2)如图乙所示,电流计指针也不偏转,这是因为____________.(3)如图丙所示,电流计指针仍不偏转,这是因为导体ab虽有运动,但没有________.(4)分析比较图四个实验现象,可以初步得出产生感应电流的条件:________的部分导体,在磁场中做__________运动.点拨:根据产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,对各个图示逐一分析即可.(5)探究之余,李明出示了如图所示的一款鼠标的概念设计,设计的核心是在长时间伏案工作时,因为电池消耗较快,你必须经常起身玩一下它,这样既能恢复电力,又对你的健康大有好处.请猜想鼠标电力得以恢复是________能转化为________能,其工作原理与________(填“电动机”或“发电机”)原理相同.一、选择题1.(2015·嘉兴)爱因斯坦曾说,在一个现代的物理学家看来,磁场和他坐的椅子一样实在.如图所示的磁场与实际不相符的是()A.同名磁极间的磁场B.直线电流的磁场C.通电螺线管的磁场D.蹄形磁体的磁场2.(2015·武汉)如图,小磁针静止后指向正确的是()3.(2015·长沙)法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于巨磁电阻(GMR)效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖.如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图,实验发现,在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中,指示灯明显变暗,下列说法正确的是()A.电磁铁的左端为N极B.流过灯泡的电流增大C.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小D.巨磁电阻的阻值与磁场的强弱没有关系4.(2015·怀化)如图所示,在探究电磁铁的磁性强弱与什么因素有关实验中,下列说法中正确的是()A.把滑动片向左滑动时,磁性减弱B.把滑动片向左滑动时,磁性增强C.若增加线圈匝数,磁性将减弱D.若改变电流的方向,磁性将增强5.(2015·邵阳)如图所示的4个实验中,能说明电动机工作原理的是()6.(2015·恩施)某“迪厅”主人在地板中安装了一种“神奇”装置,给厅内炫光灯供电.当跳舞的人踩踏地板越厉害时,炫光灯就越明亮.该“神奇”装置可能利用的工作原理是()A.电磁感应现象B.电流的磁效应C.通电线圈受磁力D.摩擦起电现象7.(2015·永州)如图是关于电磁现象的四个实验,下列说法正确的是()A.图甲实验是研究同种电荷相互排斥B.图乙实验是研究通电导线周围存在磁场C.图丙实验是研究电磁感应现象D.图丁实验是研究电动机的原理8.(2015·广州)如图是电磁波家族,真空中各种电磁波的传播速度相同,某类恒星温度较低,呈暗红色;另一类恒星温度极高,呈蓝色.根据所给信息可推测()A.红外线波长比蓝光波长短B.红光与X射线都是电磁波C.恒星温度越高,发出的光频率越低 D.真空中红光比无线电波传播速度大二、填空题9.(2015·临沂)通过两年的物理学习,相信聪明的你一定学到了很多物理知识,还知道了很多物理学家及他们对物理学作出的贡献.如:奥斯特发现了________,首次揭示了电和磁的联系;法拉第发现了________现象,进一步揭示了电与磁的联系,开辟了人类的电气时代.10.(2015·德州)如图所示,电路中Rc为压敏电阻,阻值随所受压力增大而减小,开关S闭合后,螺线管的上端相当于电磁铁的________极,当压力增大时,电磁铁的磁性会________.11.(2015·莆田)如图是一种“闯红灯违规证据抓拍模拟器”的工作原理图,光控开关接收到红光时会自动闭合,压敏电阻受到压力时其阻值会变小.当红灯亮后,且车辆压到压敏电阻上时,电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变________(填“强”或“弱”),吸引衔铁与触点________(填“1”或“2”)接触,电控照相机工作,拍摄违规车辆.12.(2015·漳州)小梅把家里的小电风扇从插座上拔下,如图所示,将小灯泡与电风扇插头的两金属片相连接,用手快速拨动风扇叶片,发现灯泡发光,电风扇发电的原理是________,发电过程是把________能转化为电能.13.(2015·平凉)电磁波家族成员很多:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等.它们与人类生活息息相关,例如:电视机的遥控器就是利用________来工作的;某电台发射的电磁波波长为 3 m,其频率________MHz.三、作图题14.(2015·娄底)请在图中标出小磁针a静止时的N、S极.15.(2015·茂名)在图中,根据闭合开关后小磁针N极静止时的指向,标出电源的正负极,并用箭头标出磁感线的方向.四、实验探究题16.(2015·郴州)法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝尔由于发现巨磁电阻(GMR)效应,荣获了2007年诺贝尔物理学奖.这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度.如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图:(1)通电螺线管的右端是________极;(2)闭合开关S2,指示灯不亮,再闭合开关S1,指示灯发光,由此可知:巨磁电阻的大小与________有关;(3)若滑片P向左移动,电磁铁的磁场________(填“增强”或“减弱”),观察到指示灯变得更亮,由此实验可得出结论:________________________________________________________________________;(4)请举出一个应用巨磁电阻效应相关的实例:____________.17.(2015·济宁)如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置.闭合开关后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路.(1)要使灵敏电流计的指针发生偏转,可行的操作是________________.(2)要使灵敏电流计的指针偏转方向发生改变,可以采取两种方法.方法一:____________________;方法二:____________________.第十单元电与磁信息的传递第21讲电与磁信息的传递考点解读考点1铁、钴、镍天然人造软硬南(S) 北(N) 排斥吸引磁体电流考点2磁力北极N S S N 北南沈括考点3 1.通电导体电流的方向条形电流的方向N 2.铁芯磁控制变量转换电流线圈匝数电流的通断电流大小线圈匝数低压高压 3.力(1)电流(2)磁感线(1)电流(2)磁场考点4 1.闭合一部分切割磁感线感应电流(1)闭合(2)切割磁感线(1)磁感线(2)导体运动(1)快慢(2)磁场 2.电磁感应现象磁场对电流的作用定子转子机械电电机械(1)电流方向考点5 1.声电电声模拟数字 2.方向、大小可以3×108λf 3.微波中继站各个击破例1D题组训练1.A2.例2奥斯特 a题组训练3.A4.A5.S正例3BD题组训练6.A7.变强A到B例4D题组训练8.C9.A10.甲通电线圈在磁场中受力转动换向器例5B题组训练11.C12.无线电波3×108实验突破例(1)没有切割磁感线运动(2)没有闭合开关(3)切割磁感线(4)闭合电路切割磁感线拓展训练(5)机械电发电机整合集训1.C 2.C 3.A 4.B 5.A 6.A7.B8.B9.电生磁电磁感应10.S增强11.强 2 12.电磁感应机械13.红外线10014.15.16.(1)S(2)磁场强弱(3)增强磁场越强巨磁电阻阻值越小(4)电磁继电器17.(1)导体棒水平左右运动(2)调换N极S极位置改变导体棒运动方向。