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专题十二 磁场与电磁感应
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1.磁场、磁感线、磁感应强度、磁通量(Ⅰ) 了解磁场的特点和磁通量的概念;知道磁感线,会判断磁场方向以及比较磁感应强度的大小
2.安培力、洛伦兹力(Ⅰ) 认识安培力和洛伦兹力,会判断二者的方向
[考纲研读]
3.电磁感应现象,电磁感应定律及其应用(Ⅱ) 知道电磁感应现象,理解电磁感应定律并能进行简单运算
4.麦克斯韦电磁场理论(Ⅰ) 了解麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点
考点一 磁场、磁感线、磁感应强度、磁通量
单项选择题Ⅰ
1.(2015年6月·广东学考)如图所示,与磁场方向垂直的线圈以OO′为轴旋转90°的过程中,穿过线圈的磁通量( )
A.变大
B.变小
C.先变大后变小
D.先变小后变大
答案:B
2.(2014年6月·广东学考)如图所示,竖直放置的长直导线通有恒定电流,侧旁小磁针N极的最终指向应为( )
A.平行纸面向右
B.平行纸面向左
C.垂直纸面向里
D.垂直纸面向外
答案:D
3.(2013年6月·广东学考)如图所示为通电长直导线的磁感线图,等面积线圈S1、S2与导线处于同一平面.关于通过线圈S1、S2的磁通量Φ1、Φ2,下列分析正确的是( )
A.Φ1>Φ2
B.Φ1<Φ2
C.Φ1=Φ2≠0
D.Φ1=Φ2=0
答案:A
单项选择题Ⅱ
4.(2015年6月·广东学考)如图是电磁铁工作原理的示意图,由线圈、电源、开关和滑动变阻器等器材组成,P为滑动变阻器的滑片.闭合S,铁钉被吸附起来.下列分析正确的是( )
A.增加线圈匝数,被吸附的铁钉减少
B.调换电源正负极,铁钉不能被吸附
C.P向a端移动,被吸附的铁钉增多
D.P向b端移动,被吸附的铁钉增多
解析:在电流一定的情况下,线圈匝数越多,磁场越强,吸附的铁钉越多,A错误;
仅调换电源正负极,同样能吸附铁钉,B错误;P向a移动,整个闭合电路的电阻变小,电流变大,磁场变强,吸附的铁钉越多,选项C正确,D错误.
答案:C
一、磁场
1.磁场的产生.
磁场是磁体、运动电荷(或电流)周围存在的一种特殊物质,磁极与磁极、电流与磁极、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用.
2.磁场的方向.
在磁场中的某一点,小磁针N极受力的方向,也就是小磁针静止时N极指示的方向,就是那一点的磁场方向.
二、磁感应强度
描述磁场强弱和方向的物理量叫磁感应强度.它的符号是B,单位是T,它是一个矢量.大小表示磁场的强弱,方向就是该点磁场的方向.
三、磁感线
1.定义:在磁场中画出的一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致.
2.磁感线的疏密程度表示磁场强弱,磁场强的地方磁感线密,磁场弱的地方磁感线疏.
3.意义:引入磁感线是为了形象地描述磁场,磁感线并不存在.
4.安培定则.
(1)直线电流的磁场.
①磁感线是围绕电流的一圈圈的同心圆.
②判断方法:磁场的方向可以用安培定则确定.
③安培定则:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向.
(2)环形电流和通电螺线管的磁场.
①环形电流安培定则:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.
②环形电流和通电螺线管的关系:环形电流是只有一匝的通电螺线管,通电螺线管则是许多匝环形电流串联而成的,其磁场是这些环形电流磁场的叠加.因此,环形电流的安培定则可以用来判定通电螺线管的磁场.
四、磁通量
1.定义.
在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个面积为S且与磁场垂直的平面,B与S的乘积叫做穿过这一面积的磁通量.
2.定义式:Φ=BS.
3.单位.
韦伯,简称韦,符号为Wb,1 Wb=1 T·m2.
【例1】 (2016·东莞模拟)以下说法中正确的是( )
A.磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B.电流与电流间的相互作用是通过电场产生的
C.磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的
D.磁场和电场是同一种物质
解析:无论是磁极与磁极间、电流与电流间,还是磁极与电流间都有相互作用的力,它们之间的相互作用的物质都是磁场,所以选项A正确.
答案:A
【例2】 (2016·佛山模拟)取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图甲所示的螺线管,当该螺线管中通以电流大小为I的电流时,测得的螺线管内中部的磁感应强度大小为B.若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管,并通以电流大小也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度的大小为( )
甲 乙
A.0 B.0.5B C.B D.2B
解析:用双线绕成的螺线管,双线中的电流方向刚好相反,其在周围空间产生的磁场相互抵消,所以螺线管内中部的磁通量为0,磁感应强度也为0.
答案: