12.1磁场的描述-2024年高考物理一轮复习100考点100讲

2024年高考一轮复习100考点100讲 第12章 磁场 第12.1 讲 磁场的描述 【知识点精讲】 一、磁场、磁感应强度 1．磁场的基本性质 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．磁感应强度 (1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。 (2)大小：B＝。 (3)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向，也就是小磁针静止时N极的指向。 (4)单位：特斯拉(T)。 【特别提醒】B的大小和方向由磁场本身决定，与该处放不放通电导线无关，在定义式中一定要强调通电导线垂直于磁场方向。 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：磁感线疏密程度相同、方向相同。 4．地磁场 (1)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。 【特别提醒】 地磁场的地磁“两极”与地球的地理“两极”位置相反。 (2)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点的磁感应强度大小相等，且方向水平向北。 （3）在南半球上方某处，磁感应强度B的方向斜着向上，其水平分量Bx方向向北。 在北半球上方某处，磁感应强度B的方向斜着向下，其水平分量Bx方向向北。 二、磁感线　电流周围磁场的方向 1．磁感线及其特点 (1)磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度的方向一致。 (2)特点 ①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。 ②磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。 ③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。 ④磁感线是假想的曲线，客观上不存在。 2．电流的磁场 通电直导线 通电螺线管 环形电流 安 培 定 则 3．常见电流的磁场的比较 安培定则 横截面图 纵截面图 直线电流 磁感线分布特点：以导线上任意点为圆心，垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱 环形电流 磁感线分布特点：内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 通电螺线管 磁感线分布特点：内部为匀强磁场且磁感应强度比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极 三、磁场叠加问题的一般解题思路 (1)确定磁场场源，如通电导线。 (2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向。如图所示，BM、BN为M、N处的通电直导线在c点产生的磁场。 (3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的c点合磁场的磁感应强度为B。 四、磁通量 1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的平面，其面积S与B的乘积叫做穿过这个面积的磁通量。 2．公式：Φ＝BS，单位符号是Wb。 3．适用条件 (1)匀强磁场。 (2)S为垂直于磁场的有效面积。 4．物理意义：相当于穿过某一面积的磁感线的条数。 5．标矢性：磁通量是标量，但有正负。 6．磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1。 【特别提醒】磁通量是标量，但有正负，计算磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1时，需要规定的磁通量的正负。若磁感线从这个面进入规定磁通量为正，则磁感线从这个面出则磁通量为负值。 【最新高考题精练】 1. （2023高考选择性考试辽宁卷）安培通过实验研究，发现了电流之间相互作用力的规律。若两段长度分别为和、电流大小分别为I1和I2的平行直导线间距为r时，相互作用力的大小可以表示为。比例系数k的单位是（　　） A. kg·m/（s²·A） B. kg·m/（s²·A²） C. kg·m²/（s³·A） D. kg·m²/（s³·A³） 2. （2023新高考福建卷）奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针放在白金丝导线正下方，导线两端与一伏打电池相连。接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。奥斯特采用控制变量法，继续研究了导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的影响。他能得到的实验结果有（　　） A. 减小白金丝直径，小磁针仍能偏转 B. 用铜导线替换白金丝，小磁针仍能偏转 C. 减小电源电动势，小磁针一定不能偏转 D. 小磁针的偏转情况与其放置位置无关 3. （2022高考上海） 四根电阻均匀分布的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框，Q为正方形线框的中点。当强度为I的电流从a点流入d点流出时，ad边在O点产生的磁场方向为 （选填：“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”）。已知直导线在O点产生的磁场大小与流经导线的电流大小成正比，若ad边在O点产生的磁场磁感应强度为B，则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为 。 4. （2022·全国理综乙卷·18）安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如