专题08 磁场和电磁感应-【学考复习】2024年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试（上海专用）

电磁学（三） 磁场和电磁感应 ◎目标导航 一、磁场 二、常见磁场 三、磁感应强度 四、磁通量 五、电磁感应现象 六、电磁波 ◎知识精讲 一、磁场 1、磁场 （1）磁场和电场一样，是物质存在的另一种形式，是客观存在。 （2）磁体周围空间存在磁场；电流周围空间也存在磁场。 （3）电流周围空间存在磁场，电流是大量运动电荷形成的，所以运动电荷周围空间也有磁场。 静止电荷周围空间没有磁场。 （4）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引是通过磁场产生的。 2、磁场的方向 规定：在磁场中的任意一点小磁针北极（N极）受力的方向就是该点的磁场方向。 3、磁感线 在磁场中画出有方向的曲线表示磁感线，是理想模型，用来描述磁场并非真实存在。 （1）磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越强。 （2）磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。 （3）磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由N极到S极，在磁体内部由S极到N极。 【例1】．下列关于磁感线的说法正确的是(　　) A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向 B．磁感线总是从磁铁的N极发出，到S极终止 C．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 D．沿磁感线的方向磁场逐渐减弱 二、常见磁场 1．地磁场 （1）地球周围存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极附近，地磁的北极在地球的南极附近。 （2）磁偏角：地磁场的磁极和地理南北极的夹角。 2．通电直导线周围的磁场 （1）电流周围磁场方法都是用安培定则判断，也叫右手螺旋定则。 （2）种类：通电直导线；环形电流；通电螺线管。如下表： 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线电流 以导线上任意点为圆心垂直于导线的同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱 环形 电流 内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 通电螺 线管 内部方向由S极指向N极，外部由N极指向S极 3．匀强磁场 （1）定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同 （2）磁感线分布特点：间距相同的平行直线。通电螺线管的内部近似认为是匀强磁场。 【例2】．(多选) 如图所示，小磁针的指向正确的是(　　) 　　 A　 　 　　B　 　　 　　 　C　　 　　D 【例3】．(多选)如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞过磁针上方时，磁针的N极向纸内偏转，则这束带电离子可能是（ ） A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束 C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束 三、磁感应强度 1、定义：在磁场中某处垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。 （1）定义式： （条件是匀强磁场中，或ΔL很小，并且L⊥B ）。 （2）单位是特斯拉,国际符号T，1T=1N/A·m （3）性质：磁感应强度是矢量。方向与该点磁场的方向一致。不是小段通电导线在该点的受力F方向。 （4）定义式，表示磁场强弱和方向的物理量，与F和IL无关，只由产生场源及空间位置决定。 【例4】．（多选）将一小段通电直导线垂直于磁场方向放入一个匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是（　） （A）（B）（C）（D） 【例5】．如图所示，一根长为L=1m的直导线放在水平方向的匀强磁场中，导线水平且与磁场方向垂直，导线中通有向右的电流。 （1）若匀强磁场的磁感应强度大小B=0.5T，导线中电流I=0.5A，试计算导线所受安培力的大小； （2）将该通电导线旋转到与磁感线平行的位置，此时导线受安培力又是多大。 四、磁通量 1.定义：穿过某一面积的磁感线的条数，叫做穿过这个面积的磁通量，用符号Ф表示。 2.公式：Φ＝BScos （适用于计算匀强磁场中磁通量，Scos为面积S在垂直于磁场方向上的投影大小）。 3.Φ是标量，只有大小无方向，但是有正负（进该面或出该面）。单位为韦伯，符号为Wb。 【例6】．如图，正方形线圈abcd的一半处于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直。在线圈以ab为轴转动90°的过程中，穿过线圈的磁通量大小（ ） （A）一直减小 （B）先增大后减小 （C）先减小后增大 （D）先不变后减小 五、电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象。 1．产生感应电流的条件 条件：①闭合电路 ②磁通量发生变化。 特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。 2．产生电磁感应现象的实质 电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流； 如果回路不闭合，则只有感应电动势，而无感应电流。 3、右手定则 （1）当闭合电路中的部分导体切割磁感线产生