1、湖南省普通高中物理學(xué)業(yè)水平考試要點(diǎn)解讀選修1-1第二章 磁場學(xué)習(xí)目標(biāo)節(jié) 次學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)1 指南針與遠(yuǎn)洋航海了解指南針及其在航海中的作用；認(rèn)識磁場，知道磁感線；了解地球的磁場。2電流的磁場了解奧斯特、安培等科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)研究對人們認(rèn)識電磁現(xiàn)象所起的重要作用；了解直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場并能用安培定則判斷磁場的方向。3 磁場對通電導(dǎo)線的作用認(rèn)識勻強(qiáng)磁場中影響通電導(dǎo)線所受安培力大小和方向的因素；了解磁感應(yīng)強(qiáng)度；會判斷安培力的方向；初步了解電動機(jī)。4磁場對運(yùn)動電荷的作用認(rèn)識洛倫茲力；認(rèn)識影響洛倫茲力方向的因素；了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理及顯像管的工作原理。5磁性材料了解磁化與退磁、磁記錄及磁性

2、材料的發(fā)展。要點(diǎn)解讀一、磁場的性質(zhì)1磁場是存在于磁極或電流周圍的特殊物質(zhì)。磁極與磁極之間、磁極與電流之間、電流與電流之間等一切磁作用都是通過磁場來實(shí)現(xiàn)的。2磁感線（1）磁感線是用來形象描述磁場的假想的曲線，磁感線的疏密反映了磁場的強(qiáng)弱，磁感線上每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場方向 。（2）磁鐵外部磁場的磁感線從N極到S極，內(nèi)部則從S極回到N極，形成閉合且不相交的曲線。直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管的磁感線的方向用安培定則判定，通電螺線管相當(dāng)一條形磁鐵。地球是個大磁體，地磁的南極在地理的北極附近，但并不完全重合，存在磁偏角。3磁感應(yīng)強(qiáng)度B（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場中某點(diǎn)磁場的強(qiáng)弱和方向的物理量，是

3、矢量。（2）在磁場同一地方，電流受到的安培力F與IL的比值是一個常量；在磁場中不同地方F與IL的比值一般不同，因此可用來描述某處磁場的強(qiáng)弱。定義磁感應(yīng)強(qiáng)度，但B與F、IL無關(guān)，由磁場本身決定。（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小反映了磁場強(qiáng)弱；磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向就是磁場的方向，即小磁針北極所受磁場力的方向。二、磁場的作用1安培力F：通電導(dǎo)體在磁場中受到的作用力。（1）大小：當(dāng)B與I垂直時(shí)F=BIL，式中L是導(dǎo)體在磁場中的有效長度，I為流過導(dǎo)體的電流；當(dāng)B與I不垂直時(shí)，F(xiàn)BIL；當(dāng)B與I平行時(shí)，F(xiàn)=0。（2）方向：F垂直于B與I、L所決定的平面，既與B垂直，又與I、L垂直，方向用左手定則判定。（3）應(yīng)用：電

4、動機(jī)就是利用通電線圈在磁場中受到安培力的作用發(fā)生轉(zhuǎn)動的原理。2洛倫茲力F洛：運(yùn)動電荷在磁場中受到的作用力。（1）大?。寒?dāng)v與B垂直時(shí)，F(xiàn)洛最大；當(dāng)v與B平行時(shí)F洛=0。v是電荷在磁場中運(yùn)動的速度。（2）方向：安倍力是洛倫茲力的宏觀體現(xiàn)，所以也可以用左手定則判定洛倫茲力的方向。判定方法是，先根據(jù)電荷運(yùn)動方向判斷其形成的等效電流方向，然后運(yùn)用左手定則判定其受力方向。（3）應(yīng)用：電視機(jī)顯像管利用了電子束在磁場中受到洛倫茲力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理。三、磁性材料1物體磁性的變化(1)磁化：物體與磁鐵接觸后顯示出磁性的現(xiàn)象。(2)退磁：由于高溫或受到劇烈的震動使有磁性的物體失去磁性的現(xiàn)象。2磁性材料的應(yīng)用(1

5、)根據(jù)鐵磁性材料被磁化后撤去外磁場時(shí)剩磁的強(qiáng)弱，把鐵磁性材料分為硬磁性材料和軟磁性材料。(2)根據(jù)實(shí)際需要可選擇不同材料：永磁鐵要有很強(qiáng)的剩磁，所以要用硬磁性材料制造；電磁鐵需要通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)失去磁性，所以要用軟磁性材料制造。學(xué)法指導(dǎo)一、磁場與電場的比較1磁場與電場一樣都是客觀存在的物質(zhì)。電荷周圍一定存在電場，但電荷只有運(yùn)動時(shí)才能產(chǎn)生磁場。磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場強(qiáng)度都利用了比值定義法，其大小和方向都是由場本身的性質(zhì)決定的，與用來定義的物理量無關(guān)。3電荷所受的電場力與電場方向相同（或相反），安培力和洛倫茲力則與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直。在電場中，靜止和運(yùn)動的電荷都受到電場力的作用；在磁場中，只有運(yùn)動的

6、電荷才受到洛倫茲力作用。二、分析在安培力作用下物體的運(yùn)動問題的一般步驟 1確定研究對象，并根據(jù)立體圖，畫出投影平面圖； 2進(jìn)行受力分析：先分析“場力”，如安培力、重力，再分析其它力，如彈力、摩擦力； 3綜合平衡條件和牛頓定律列式求解。三、學(xué)習(xí)建議 1通過跟場強(qiáng)、電阻、密度等物理量進(jìn)行類比，認(rèn)識磁感應(yīng)強(qiáng)度用比值定義的方法及其特點(diǎn)。 2安培定則和左手定則是從實(shí)驗(yàn)中概括出來的，要通過一定量的練習(xí)熟練應(yīng)用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管的磁場方向；以及用左手定則判定安培力、洛倫茲力的方向。【例1】關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法正確的是A磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，也

7、是一種客觀存在的物質(zhì)。B磁感線可以形象地描述各處磁場的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都跟小磁針放在該點(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致。C磁感線總是從磁鐵的N極發(fā)出，到S極終止。D磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示，因而是真實(shí)存在的。解析：磁場是客觀存在的物質(zhì)，但磁感線是為了形象地描述磁場而假設(shè)的一簇有方向的曲線，實(shí)際并不存在。在磁體外部，磁感線由N極到S極，在磁體內(nèi)部磁感線由S極回到N極，是一簇閉合曲線。磁感線上每一點(diǎn)的切線方向表示磁場方向，磁場方向即磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，規(guī)定為小磁針北極在磁場中所受力的方向，即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向。故選項(xiàng)A、B正確。點(diǎn)評：（1）本題屬“了解”層次；（2）要了解磁感線的特點(diǎn)以

8、及它是如何描述磁場的強(qiáng)弱和方向的；知道磁場的方向是如何規(guī)定的。xyzPO【例2】如圖所示，有一束電子流沿x軸正方向高速運(yùn)動，電子流在z軸上的P點(diǎn)處所產(chǎn)生的磁場方向是Ay軸正方向By軸負(fù)方向Cz軸正方向Dz軸負(fù)方向解析：沿x軸正方向的電子流形成沿x軸負(fù)方向的等效電流。根據(jù)安培定則可以判定電流在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向?yàn)閥軸正方向。故選項(xiàng)A正確。點(diǎn)評：（1）本題屬于“認(rèn)識”層次；（2）本題首先要根據(jù)電子運(yùn)動方向判斷出等效電流方向，然后根據(jù)安培定則判斷P點(diǎn)磁場方向，注意磁感線是空間分布的，書上畫出的磁感線往往是平面圖?！纠?】勻強(qiáng)磁場中有一段長為0.2m的直導(dǎo)線，它與磁場方向垂直，當(dāng)通過2.0A的電流時(shí)，

9、受到0.8N的安培力，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度是 T；當(dāng)通過的電流加倍時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度是 T，導(dǎo)線的受安培力大小為 N。解析：根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度定義，代入數(shù)據(jù)得B = 2.0T，當(dāng)電流加倍時(shí)，根據(jù)F = BIL，導(dǎo)線所受的安培力大小也加倍，應(yīng)為1.6N，但磁感應(yīng)強(qiáng)度不變?nèi)詾?.0T，點(diǎn)評：（1）本題屬“理解”中的“簡單運(yùn)用”層次；（2），是磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，但B與F、IL無關(guān)，由磁場本身決定。【例4】如圖所示ab、cd為兩根相距L = 2m的平行金屬導(dǎo)軌 ，水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，MN是質(zhì)量m = 3kg的金屬棒，當(dāng)通過I1 = 5A的電流時(shí)，棒沿導(dǎo)軌作勻速運(yùn)動；當(dāng)棒中電流增加到I2 = 8A時(shí)，棒

10、能獲得a = 2m/s2的加速度，求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。解析：當(dāng)金屬棒通過I1的電流時(shí)，受到的安培力大小F1 = BI1La M b c N d因金屬棒勻速運(yùn)動，所以受到導(dǎo)軌的摩擦阻力Ff = F1當(dāng)金屬棒通過I2的電流時(shí)，受到的安培力大小F2 = BI2L金屬棒獲得加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律F2Ff = ma聯(lián)立式可解得B = = 1T 點(diǎn)評：（1）本題屬于“綜合應(yīng)用”層次；（2）在安培力作用下物體運(yùn)動的分析方法是：首先進(jìn)行受力分析，先分析物體受到的“場力”，如重力和安培力，再分析物體受到的其它力，如彈力和摩擦力等，然后根據(jù)平衡條件和牛頓運(yùn)動定律列式求解。梯度練習(xí)A組1關(guān)于磁感線

11、，下列說法中錯誤的是（ ）A磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場方向,即該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向B磁感線越密的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大C磁感線始于磁鐵的N極，終止于磁鐵的S極D磁感線是閉合的曲線2關(guān)于地磁場，下列說法正確的是（ ）A地理位置的南北極即為地磁場的南北極B小磁針靜止時(shí)N極指向地理位置的南極C小磁針靜止時(shí)N極指向地理位置的北極D地磁場只存在于地球外部，地球內(nèi)部沒有地磁場3丹麥物理學(xué)家奧斯特用實(shí)驗(yàn)證明了（ ）A電荷周圍存在磁揚(yáng)B電流周圍存在磁場C電流在磁場中受到力的作用D運(yùn)動電荷在磁場中受到力的作用IBab4如圖所示，磁場方向水平向右，ab是閉合電路中一段導(dǎo)體，則ab受到的安培力方向是（ ）A

12、水平向左B水平向右C垂直紙面向里D垂直紙面向外5如圖所示，一束電子沿水平方向從從a運(yùn)動到b。要使電子束向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可以在電子通過的區(qū)域加一勻強(qiáng)磁場，則下列所加勻強(qiáng)磁場的方向正確的是（ ）a bA水平向右B水平向左 C垂直紙面向里D垂直紙面向外6電磁鐵用軟鐵做鐵芯，這是因?yàn)檐涜F（ ）A密度較小 B.硬度較小C退磁迅速 D能長久保持磁性7在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場中，有一段與磁極垂直的長為10cm的導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線通過0.5A的電流時(shí)，導(dǎo)線受到的安培力大小為 N。B組8在一根長為0.4m的直導(dǎo)線中通過2A的電流，將導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場中，則導(dǎo)線受到的安培力大小不可能的是（ ）A0

13、.8NB0.4NC0.2ND09如圖所示，一束電子向右沿水平虛線方向飛過小磁針上方，并與磁針方向平行，下列說法正確的是（ ）A小磁針N極將向外偏轉(zhuǎn)B小磁針N極將向內(nèi)偏轉(zhuǎn)C小磁針N極將受到水平向右的磁場力D小磁針N極將受到水平向左的磁場力10如圖所示，是通電直導(dǎo)線受到的安培力示意圖，正確的是（ ）BF FIFIBIFI BBA B C D11環(huán)形導(dǎo)線中心有一只小磁針，靜止時(shí)如圖所示，當(dāng)閉合開關(guān)S后，小磁針北極所受磁場力的方向是（ ）A向里 B向外 C向左 D向右BMNab12如圖所示，一根金屬棒MN兩端用細(xì)軟導(dǎo)線連接后懸掛于a、b兩點(diǎn)棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，棒中通有電流，方向從

14、M流向N，此時(shí)細(xì)軟導(dǎo)線受豎直向下的拉力為使拉力等于零，下列做法可行的是 （ ）A適當(dāng)增大電流強(qiáng)度B使磁場反向 C適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度D使電流反向C組13如圖所示，相互平行的兩根通電直導(dǎo)線，通過方向相同的電流時(shí)，它們將（ ）I1 I2A相互吸引B相互排斥C一會兒吸引，一會兒排斥D彼此不發(fā)生相互作用OOa db c14如圖是直流電動機(jī)工作原理，一矩形線圈abcd通過如圖所示電流時(shí)，矩形線圈會（ ）A從上往下看沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動 B從上往下看沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動C向右平動 D向左平動baB15如圖所示，光滑平行導(dǎo)軌寬為L，軌道傾角為，放在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌