内容正文:
第九章
磁 场
全国卷五年考情分析
考查热点
年份
试题取样
命题分析
磁场和磁场的叠加
2022
乙卷·T18
命题特点:高考对本章内容考查频率很高,对磁场的描述、基本规律、现代电磁场技术等知识常以选择题的形式考查,试题难度中等或偏易。对带电粒子在磁场和复合场中的运动等知识以选择题和计算题命题的几率都存在,且以计算题命题时难度在中等以上,重点考查对物理过程的分析和分析综合能力。
⦾五年未考重点:1.回旋加速器的原理和应用;2.磁流体发电机、电磁流量计、霍尔效应;3.带电粒子在磁场中运动的多解问题;4.带电粒子在交变电磁场中的运动。
2021
甲卷·T16
2018
Ⅰ卷·T19、Ⅱ卷·T20
安培力及安培力作用下的平衡和运动问题
2022
甲卷·T25
2019
Ⅰ卷·T17
带电粒子在磁场中的运动
2021
乙卷·T16
2020
Ⅰ卷·T18、Ⅱ卷·T24、Ⅲ卷·T18
2019
Ⅱ卷·T17、Ⅲ卷·T18
带电粒子在叠加场中的运动
2022
甲卷·T18
带电粒子在组合场中的运动
2021
甲卷·T25
2019
Ⅰ卷·T24
2018
Ⅰ卷·T25、Ⅱ卷·T25、Ⅲ卷·T24
现代电磁场技术
2020
Ⅱ卷·T17
命题趋势:本章内容在高考中的命题载体较新颖,每年都有新的情境出现,2024年高考中有以下几种可能:(1)重视磁场知识在生产、生活中的应用,重视用手机、实验室中常用的仪器或现代化的手段研究磁场的方法;(2)以某种新科技产品为载体考查带电粒子在磁场或复合场中的运动;(3)现代电磁技术的应用。
第1讲 磁场及其对电流的作用
基础情境落实
知识梳理·情境辨析
一、磁场、磁感应强度
1.磁场。
(1)基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。
(2)方向:小磁针的N极所受磁场力的方向。
2.磁感应强度。
(1)物理意义:描述磁场的强弱和方向。
(2)大小:B=❶(通电导线垂直于磁场)。
(注❶:B的大小和方向由磁场本身决定,与该处是否放入通电导线无关)
(3)方向:小磁针静止时N极的指向。
(4)单位:特斯拉(T)。
3.匀强磁场。
(1)定义:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。
(2)特点:匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同且方向相同的平行直线。
二、磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向
1.磁感线。
(1)磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致。
(2)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布(如图所示)。
条形磁铁
蹄形磁铁
2.电流的磁场。
通电直导线
通电螺线管
环形电流
安培定则
立体图
横截面图
纵截面图
三、安培力
1.安培力的大小。
当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时,F=BILsin θ,这是一般情况下的安培力的表达式,以下是两种特殊情况:
(1)磁场和电流垂直时:F=BIL。
(2)磁场和电流平行时:F=0。
2.安培力的方向。
(1)用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内。让磁感线从掌心穿入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
(2)安培力的方向特点:F⊥B,F⊥I,即F垂直于B和I决定的平面。
地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。地球可视为一个磁偶极(magnetic dipole),其中一极位在地理北极附近,另一极位在地理南极附近,如图所示。通过这两个磁极的假想直线(磁轴)与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。地球的磁场向太空伸出数万公里形成地球磁圈引(magnetosphere)。地球磁圈对地球而言有屏障太阳风所挟带的带电粒子的作用,所以说地磁场就是地球的“保护伞”。
(1)地磁场的N极在地理南极附近,S极在地理北极附近。(√)
(2)磁场的方向为小磁针N极受力方向或小磁针静止时N极所指的方向。(√)
(3)磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线上某点的切线方向表示该处的磁场方向。(√)
(4)把一段长为l、通有电流为I的导线放入磁场中,受到的磁场力为F,则该处的磁感应强度B=。(×)
(5)通电导线受到的磁场力方向为该处的磁场方向。(×)
考点深度研析
核心考点·分层突破
考点1 安培定则的应用和磁场的叠加
1.安培定则的应用:在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”。
原因(电流方向)
结果(磁场方向)
直线电流的磁场
大拇指
四指