第八章學案

第八章磁場

學案39 磁場及其描述

一、概念規律題組

1．地球是乙個大磁體：①在地面上放置乙個小磁針，小磁針的南極指向地磁場的南極；②地磁場的北極在地理南極附近；③赤道附近地磁場的方向和地面平行；④北半球地磁場方向相對地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁場方向都是和地面平行的．以上關於地磁場的描述正確的是(　　)

abcd．②③

2．(2010·蘇北高二教學質量聯合調研)關於通電直導線周圍磁場的磁感線分布，下圖中正確的是(　　)

3．下列關於磁感應強度的方向的說法中，正確的是(　　)

a．某處磁感應強度的方向就是一小段通電導體放在該處時所受磁場力的方向

b．小磁針n極受磁場力的方向就是該處磁感應強度的方向

c．垂直於磁場放置的通電導線的受力方向就是磁感應強度的方向

d．磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向

4．有關磁感應強度的下列說法中，正確的是(　　)

a．磁感應強度是用來表示磁場強弱的物理量

b．若有一小段通電導體在某點不受磁場力的作用，則該點的磁感應強度一定為零

c．若有一小段長為l，通以電流為i的導體，在磁場中某處受到的磁場力為f，則該處磁感應強度的大小一定是

d．由定義式b＝可知，電流強度i越大，導線l越長，某點的磁感應強度就越小

二、思想方法題組

圖15．當接通電源後，小磁針a的指向如圖1所示，則(　　)

a．小磁針b的n極向紙外轉

b．小磁針b的n極向紙裡轉

c．小磁針b不轉動

d．因電流未標出，所以無法判斷小磁針b如何轉動

圖26．如圖2所示，框架面積為s，框架平面與磁感應強度為b的勻強磁場方向垂直，則穿過平面的磁通量的情況是(　　)

a．如圖所示位置時等於bs

b．若使框架繞oo′轉過60°角，磁通量為bs

c．若從初始位置轉過90°角，磁通量為零

d．若從初始位置轉過180°角，磁通量變化為2bs

一、磁感線的特點

【例1】 (廣東高考)磁體之間的相互作用是通過磁場發生的．對磁場認識正確的是(　　)

a．磁感線有可能出現相交的情況

b．磁感線總是由n極出發指向s極

c．某點磁場的方向與放在該點小磁針靜止時n極所指方向一致

d．若在某區域內通電導線不受磁場力的作用，則該區域的磁感應強度一定為零

[規範思維]

二、對磁感應強度b的理解及磁感應強度b的疊加

1．磁感應強度由磁場本身決定，就像電場強度由電場本身決定一樣，跟該位置放不放通電導線無關，因此不能根據公式b＝說b與f成正比，與il成反比．

2．磁感應強度b的定義式也是其度量式，但用來測量的小段通電導線必須垂直放入磁場，如果小段通電導線平行放入磁場，則所受安培力為零，但不能說該點的磁感應強度為零．

3．磁感應強度是向量，其方向為放入其中的小磁針靜止時n極的指向．

4．磁感應強度b與電場強度e的比較

電場強度e是描述電場強弱的物理量，磁感應強度b是描述磁場強弱的物理量．這兩個物理量比較如下表所示：

【例2】下列關於磁感應強度大小的說法，正確的是(　　)

a．通電導線受磁場力大的地方磁感應強度一定大

b．通電導線在磁感應強度大的地方受力一定大

c．放在勻強磁場中各處的通電導線，受力大小和方向處處相同

d．磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線受力的大小和方向無關

[規範思維]

[針對訓練1]　關於磁感應強度b，下列說法中正確的是(　　)

a．磁場中某點b的大小，跟放在該點的試探電流元的情況有關

b．磁場中某點b的方向，跟放在該點的試探電流元所受磁場力方向一致

c．在磁場中某點的試探電流元不受磁場力作用時，該點b值大小為零

d．在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應強度越大

【例3】

圖3 (2011·大綱全國·15)如圖3所示，兩根相互平行的長直導線分別通有方向相反的電流i1和i2，且i1>i2；a、b、c、d為導線某一橫截面所在平面內的四點且a、b、c與兩導線共面；b點在兩導線之間，b、d的連線與導線所在平面垂直．磁感應強度可能為零的點是(　　)

a．a點b．b點c．c點d．d點

[規範思維]

圖4[針對訓練2]　(2009·荊州模擬)如圖4所示，一根通電直導線垂直放在磁感應強度為1 t的勻強磁場中，在以導線截面的中心為圓心，r為半徑的圓周上有a、b、c、d四個點．已知a點的實際磁感應強度為0，則下列敘述正確的是(　　)

a．直導線中的電流方向垂直紙面向裡

b．b點的實際磁感應強度為t，方向斜向上，與b的夾角為45°

c．c點的實際磁感應強度也為0

d．d點的實際磁感應強度與b點相同

三、安培定則的應用及磁場方向的確定

【例4】如圖5所示，直導線ab、螺線管c、電磁鐵d三者相距較遠，它們的磁場互不影響，當開關s閉合後，則小磁針的北極n(黑色一端)指示出磁場方向正確的是(　　)

圖5a．a、cb．b、cc．c、dd．a、d

[規範思維]

[針對訓練3]　(2011·新課標·14)為了解釋地球的磁性，19世紀安培假設：地球的磁場是由繞過地心的軸的環形電流i引起的．在下列四個圖中，正確表示安培假設中環形電流方向的是(　　)

四、對磁通量的理解

1．如圖6甲、乙所示，如何計算下面兩圖中磁通量的大小，你是怎樣理解面積s的含義的？

圖62．如果圖6中的線圈都是n匝線圈，那麼通過線圈的磁通量又應該如何計算？

3．如何計算圖7中穿過線圈的磁通量的大小？

圖7總結　為線圈在磁場中的有效面積，即線圈在磁場中沿垂直磁場方向投影面的面積．

2．與上一問的情況相同，線圈的磁通量等於通過某一匝的磁通量．

3．用向裡的磁通量減向外的磁通量．

圖8【例5】如圖8所示，矩形線圈有n匝，面積大小為s，放在水平面內，加乙個豎直向下的範圍較大的勻強磁場，磁感應強度為b，則穿過平面的磁通量是多少？若使線圈繞ab邊轉過60°，則穿過線圈平面的磁通量是多少？若線圈繞ab邊轉過180°，則穿過線圈的磁通量改變了多少？

[規範思維]

【基礎演練】

1．(2011·泉州模擬)關於磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是(　　)

a．磁感線從磁體的n極出發，終止於s極

b．磁場的方向就是通電導體在磁場中某點受磁場作用力的方向

c．沿磁感線方向，磁場逐漸減弱

d．在磁場強的地方同一通電導體受的安培力可能比在磁場弱的地方受的安培力小

2．關於磁感應強度的概念，以下說法中正確的是(　　)

a．電流元il在磁場中受力為f，則磁感應強度b一定等於

b．電流元il在磁場中受力為f，則磁感應強度b可能大於或等於

c．磁場中電流元受力大的地方，磁感應強度一定大

d．磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線，受力的大小和方向無關

3．如圖9所示為通電螺線管的縱剖面圖，「」和「⊙」分別表示導線中的電流垂直紙面流進和流出，圖中四個小磁針(塗黑的一端為n極)靜止時的指向一定畫錯了的是(　　)

圖9a．ab．bc．cd．d

圖104．(2011·深圳模擬)如圖10所示為某種用來束縛原子的磁場的磁感線分布情況，以o點為座標原點，沿z軸正方向磁感應強度b大小的變化最有可能為(　　)

5.圖11

(2011·安慶模擬)如圖11所示，在豎直向上的勻強磁場中，水平放置著一根長直導線，電流方向垂直紙面向外，a、b、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點，在這四點中(　　)

a．a、b兩點磁感應強度相同

b．c、d兩點磁感應強度大小相等

c．a點磁感應強度最大

d．b點磁感應強度最大

6.兩根通電的長直導線平行放置，電流分別為i1和i2，電流的方向如圖12所示．在與導線垂直的平面上有a、b、c、d四點，其中a、b在導線橫截面連線的延長線上，c、d在導線橫截面連線的垂直平分線上．則導體中的電流在這四點產生的磁場的磁感應強度可能為零的是(　　)

圖12a．a點b．b點c．c點d．d點

7．(2011·濰坊模擬)19世紀20年代，以塞貝克(數學家)為代表的科學家已認識到：溫度差會引起電流，安培考慮到地球自轉造成了太陽照射後正面與背面的溫度差，從而提出如下假設：地球磁場是由繞地球的環形電流引起的，則該假設中的電流方向是(　　)

a．由西向東垂直磁子午線

b．由東向西垂直磁子午線

c．由南向北沿子午線

d．由赤道向兩極沿子午線

(注：磁子午線是地球磁場n極與s極在地球表面的連線)

8．(上海高考)取兩個完全相同的長導線，用其中一根繞成如圖13(a)所示的螺線管，當該螺線管中通以電流強度為i的電流時，測得螺線管內中部的磁感應強度大小為b，若將另一根長導線對折後繞成如圖(b)所示的螺線管，並通以電流強度也為i的電流時，則在螺線管內中部的磁感應強度大小為(　　)

圖13a．0b．0.5bc．bd．2b

【能力提公升】

9．如圖14所示，同一平面內有兩根互相平行的長直導線1和2，通有大小相等、方向相反的電流，a、b兩點與兩導線共面，a點在兩導線的中間與兩導線的距離均為r，b點在導線2右側，與導線2的距離也為r.現測得a點磁感應強度的大小為b，則去掉導線1後，b點的磁感應強度大小為________，方向________．

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