内容正文:
第十章 磁场
考情概览(教师备用)
知识内容 近年考题
2019年 2020年 2021年 2022年 2023年
4月 1月 7月 1月 6月 1月 6月 1月
1.磁场和磁感线 8 9 5
2.磁感应强度 9 15 5
3.磁场对通电导线的作用 5 15 3,21 21
4.磁场对运动电荷的作用
5.带电粒子在匀强磁场中的运动 23 22 22 22 23 22 22 8,20
6.质谱仪与回旋加速器
课时1 磁场及其描述 安培力
基础梳理
1.丹麦物理学家 发现了电流的 ,首次揭示了电与磁的联系。
2.磁场
(1)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)方向:小磁针静止时 所指的方向或小磁针 所受磁场力的方向。
3.磁感线
(1)定义:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的 方向都跟这点磁场的方向一致。
(2)特点。
①磁感线的疏密定性地表示磁场的 ,在磁感线较密的地方磁场较 ;在磁感线较疏的地方磁场较 。
奥斯特
一、磁场 磁感线
磁效应
N极
N极
切线
强弱
强
弱
②磁感线是 曲线,没有起点和终点。在磁体外部,由N极指向S极;在磁体内部,由S极指向N极。
③同一磁场的磁感线不中断、不 、不相切。
④磁感线是假想的曲线,客观上不存在。
4.常见磁场
(1)磁体的磁场。
闭合
相交
(2)电流的磁场。
磁场 直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场
特点 无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱 与条形磁体的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场最强,管外为非匀强磁场 环形电流的两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱
安培定则
二、磁感应强度 磁通量
1.磁感应强度
(1)物理意义:表征磁场强弱和方向的物理量。
(2)定义式:B= (通电导线垂直于磁场)。
(3)方向:小磁针静止时 的指向。
(4)单位: ,符号T。
2.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 的面积S与B的 。
(2)公式:Φ= 。适用条件:①匀强磁场。②S是 磁场的有效面积。
(3)单位:韦伯(Wb),1 Wb= 。
(4)意义:穿过某一面积的磁感线的 。
(5)标矢性:磁通量是 ,但有正、负。
N极
特斯拉
垂直
乘积
BS
垂直
1 T·m2
条数
标量
三、安培力的大小和方向
1.安培力的大小
(1)磁场和电流垂直时:F= 。
(2)磁场和电流平行时:F= 。
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
内;让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向 的方向,这时 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(注意:B和I可以有任意夹角)。
IlB
0
同一个平面
电流
拇指
夯实考点
[例1] (2022·全国乙卷)(多选)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。如图,在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量,每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知( )
磁感应强度的理解与计算
BC
测量序号 Bx/μT By/μT Bz/μT
1 0 21 -45
2 0 -20 -46
3 21 0 -45
4 -21 0 -45
A.测量地点位于南半球
B.当地的地磁场大小约为50 μT
C.第2次测量时y轴正向指向南方
D.第3次测量时y轴正向指向东方
A
磁场的叠加
C
[变式2]有两根长直导线a、b互相平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图。在图中所示的平面内,O点为两根导线连线的中点,M、N为两根导线附近的两点,它们在两导线连线的中垂线上,且与O点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I,则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法正确的是 ( )
A.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反
C.在线段MN中点O处的磁感应强度最大
D.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零
B
19
解析:根据安培定则,作出两电流在M、N点的磁场方向如图所示,两根导线分别在M点和N点产生的磁感应强度大小相等,根据平行四边形定则可