2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 電流與磁場章末復(fù)習(xí)課學(xué)案 教科版選修1 -1.doc

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第二章 電流與磁場 [鞏固層知識整合] [自我校對] ①閉合 ② ③BS ④左手 ⑤垂直 ⑥BIl ⑦0 ⑧左手 ⑨v ⑩磁通量 ?n ?Blv [學(xué)思心得] [提升層能力強(qiáng)化] 磁感線與安培定則 1．對磁感線的理解要點(diǎn) (1)磁感線是假想的，用來對磁場進(jìn)行直觀描述的曲線．它并不是客觀存在的． (2)磁感線是封閉曲線．在磁體的外部由N極到S極．在磁體的內(nèi)部由S極到N極． (3)磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱．某點(diǎn)附近磁感線較密，表示該點(diǎn)的磁場較強(qiáng)，反之較弱． (4)磁感線的切線方向(曲線上某點(diǎn)的切線方向)表示該點(diǎn)的磁場方向．亦即靜止的小磁針的N極在該點(diǎn)所指的方向．任何兩條磁感線不會相交． (5)磁感線不是帶電粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡． 2．安培定則 在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”的關(guān)系，在判定直線電流的磁場方向時(shí)，大拇指指“原因”——電流方向，四指指“結(jié)果”——磁感線繞向；在判定環(huán)形電流磁場方向時(shí)，四指指“原因”——電流繞向，大拇指指“結(jié)果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向． 　根據(jù)圖21中標(biāo)出的磁場方向，指出通電導(dǎo)線中電流的方向． 圖21 【解析】　由安培定則可判定：甲圖中電流方向由b到a，乙圖中電流方向由a到b，丙圖中電流方向由a到b. 【答案】　見解析 [針對訓(xùn)練] 1．如圖22所示，當(dāng)環(huán)形導(dǎo)線通以逆時(shí)針方向電流后，位于環(huán)形導(dǎo)線中央的小磁針N極的受力方向(　　) 圖22 A．水平向左　 B．水平向右 C．垂直向外 D．垂直向里 C　[當(dāng)環(huán)形導(dǎo)線通以逆時(shí)針方向電流時(shí)，據(jù)安培定則得出環(huán)形線圈內(nèi)部磁感線的方向垂直于紙面向外，而小磁針靜止時(shí)的N極指向與線圈的磁感線的方向是一致的，所以垂直環(huán)形電流所在平面向外，故C正確，ABD錯誤；故選C.] 磁通量 1．磁通量是針對一個面而言的，與線圈匝數(shù)無關(guān)． 2．磁通量表示穿過某一面積的磁感線條數(shù)．對于勻強(qiáng)磁場Φ＝BS，其中S是垂直于磁場方向上的面積，若平面不與磁場方向垂直，則要求出它在垂直于磁場方向上的投影面積，不能用上式計(jì)算． 3．磁通量是標(biāo)量，其正負(fù)不表示大小，只表示與規(guī)定正方向相同或相反．若磁感線沿相反方向通過同一平面，且正向磁感線條數(shù)為Φ1，反向磁感線條數(shù)為Φ2，則磁通量等于穿過該平面的磁感線的凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和)，即Φ＝Φ1－Φ2. 4．磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)，穿過某一面積磁感線的條數(shù)越多，磁通量就越大；反之就越?。袛啻磐康淖兓?，一般是根據(jù)穿過某一面積的磁感線的多少去判斷的． 　如圖23所示，一夾角為45的三角形，以水平向右、大小為1 m/s的速度進(jìn)入一個勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.1 T，求4 s后通過三角形的磁通量．(設(shè)三角形足夠大) 圖23 【解析】　計(jì)算磁通量時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)乘以有磁場通過的有效面積S＝(vt)2. 所以Φ＝B(vt)2＝＝0.11242 Wb ＝0.8 Wb. 【答案】　0.8 Wb [針對訓(xùn)練] 2．如圖24所示，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.半徑為r的圓環(huán)垂直于磁場，把圓環(huán)的一半置于勻強(qiáng)磁場中，則穿過圓環(huán)的磁通量為(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：37032057】 圖24 A．2πBr B．πBr C．πBr2 D.πBr2 D　[由圖可知，線圈的一半在磁場中，所以線圈的磁通量大小為Φ＝BS＝πBr2，故ABC錯誤，D正確．] 對公式E＝n的理解 1．求的是Δt時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢，E與某段時(shí)間或某個過程相對應(yīng)． 2．求的是整個回路的感應(yīng)電動勢，整個回路的感應(yīng)電動勢為零時(shí)，其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢不一定為零． 3．由于是整個回路的感應(yīng)電動勢，因此電源部分不容易確定，一般把整個線圈當(dāng)成電源． 4．感應(yīng)電動勢大小決定于穿過回路的磁通量的變化率，而與磁通量Φ，磁通量的變化量ΔΦ的大小沒有必然的聯(lián)系． 5．磁通量的變化率，是Φ t圖像上某點(diǎn)切線的斜率． 6．若恒定，則E不變． 　如圖25所示，一個50匝的線圈的兩端跟R＝99 Ω的電阻相連接，置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，線圈的橫截面積是20 cm2，電阻為1 Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度以100 T/s的變化率均勻減小．這一過程中通過電阻R的電流是多少？ 圖25 【解析】　由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E＝n＝n S＝501002010－4 V＝10 V，根據(jù)閉合電路歐姆定律，感應(yīng)電流大小為I＝＝ A＝0.1 A． 【答案】　0.1 A [針對訓(xùn)練] 3．如圖26所示，閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間增大．則線框中的感應(yīng)電流的變化情況是(　　) 圖26 A．一定增大 B．一定減小 C．一定不變 D．可能減小 D　[根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n，知磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，磁通量可能均勻增加，可能增加的越來越快，也可能增加的越來越慢，所以感應(yīng)電動勢可能不變，可能增大，可能減?。愿袘?yīng)電流可能不變，可能增加，可能減?。瓵BC錯誤，D正確．選D.] 磁場與力學(xué)知識的綜合 磁場問題的綜合性題目往往是與力學(xué)知識的綜合．磁、力綜合題與純力學(xué)題目相比，物體只是多受到一個安培力或洛倫茲力，解決問題的程序和思維方法與力學(xué)中相同．正確解決問題的前提仍是進(jìn)行受力分析、運(yùn)動分析，在此基礎(chǔ)上再選用力學(xué)知識、規(guī)律做出判斷，或列出方程求解． 　在傾角為30的光滑斜面上垂直紙面放置一根長為L，質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，一勻強(qiáng)磁場垂直于斜面向上，如圖27所示，當(dāng)導(dǎo)體棒內(nèi)通有垂直于紙面向里的電流I時(shí)，導(dǎo)體棒恰好靜止在斜面上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為多少？ 圖27 【解析】　分析導(dǎo)體棒受力，因?qū)w棒恰好靜止在斜面上，所以有：F安＝Gsin θ，即BIL＝mgsin θ＝mg， 所以B＝. 【答案】　 磁場中的許多題目都是空間問題，所以要選擇合適的剖面畫出平面受力圖，根據(jù)研究對象所處的狀態(tài)列出方程． [針對訓(xùn)練] 4．如圖28所示，一段長為1 m、質(zhì)量為2 kg的通電導(dǎo)體棒懸掛于天花板上．現(xiàn)加一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)通入I＝2 A的電流時(shí)懸線的張力恰好為零．求： 圖28 (1)所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??； (2)如果電流方向不變，通入的電流大小變?yōu)? A時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為多少？此時(shí)懸線拉力又為多少？ 【導(dǎo)學(xué)號：37032058】 【解析】　(1)導(dǎo)體棒受力分析如圖所示． 由平衡條件得：F安＝mg 又因F安＝BIL 所以B＝＝T＝10 T. (2)因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度是由磁場本身的性質(zhì)決定的，所以電流變?yōu)? A后，磁感應(yīng)強(qiáng)度仍為10 T．導(dǎo)體棒受力分析如圖，由平衡條件得： F＝mg－BI′L＝210 N－1011 N＝10 N. 【答案】　(1)10 T　(2)10 T　10 N