磁场
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文档简介
一、空间立体感问题
1、十九世纪二十年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流的方向是( )
A.由西向东垂直磁子午线 B.由东向西垂直磁子午线；
C.由南向北沿磁子午线方向 D.由赤道向两极沿磁子午线方向
错解原因：学生空间立体弱，对于什么是自西向东也没弄清楚。
配套练习：
来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子流在进入地球周围的空间时，将
A竖直向下沿直线射向地面
B相对于预定地点向东偏转
C相对于预定点，稍向西偏转
D相对于预定点，稍向北偏
2电阻不计的U形导轨MN、PQ固定在同一水平面内，它们之间的宽度为L,M和P间接入电动势为E的电源，不计电阻，现垂直于导轨放置一根质量为m，电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ角且右斜上，如图所示，问
1当ab棒静止时，ab受到的支持力和摩擦力各为多少？
2若B的大小和方向均能改变，则要使棒所受的支持力为零B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
错解原因：1认为I与B不垂直
2不能确定安培力的方向，不能正解地画出受力分析图
二、过程分析不清
3如图所示通有恒定电流的螺线管竖直放置，铜环R沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中，环面始终保持水平铜环先后经过轴线上1、2、3三个位置时加速度为别为a1a2a3,则
Aa1＜a2=g B a3＜a1＜g
Ca1=a3＜a2 D a3＜a1＜a2
4 如图所示，长通电螺线管中通以正弦式交流电，一个电子（重力不计）沿着螺线管的中心轴线飞入，则电子在螺线管内的运动是（ ）
A 螺线运动 B 沿着轴线振动
C 匀速直线运动 D 加速直线运动
5如图所示，一个矩形线圈，从如图位置，匀速向右，穿过一个有界磁场，已知磁场的宽度大于线圈的边长，请画出线圈中的感应电流随时间变化的示意图
对这类问题的解决方法不是一天所能解决的，平时要注重对学生的过程分析能力的培养，养成良好的思维习惯，不要想当然，按一定的程序思考问题
三概念理解不清，知识上存在着漏洞
6左右手定则不会用
7磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原理示意图。图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为、、，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻相连。整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图所示。发电导管内有电阻率为的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差维持恒定，求：
（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大；
（2）磁流体发电机的电动势E的大小；
（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P。
错解原因之一：搞不清电源电动势还是路端电压
配套练习：例3如图所示，金属导体棒长为0.5米，匀强磁场的磁感强度B为0.2T,导体棒电阻为1Ω ,电阻R=9 Ω.当ab以v=10m/s的速度向右作匀速直线运动，求，棒ab两端的电势差为多少？通过R的电流为多大？
8如图环形金属弹簧套在条形磁铁的中心位置，若将弹簧的半径向外拉，使面积增大，则穿过弱簧的包围的面积的磁通量将（ ）
A变大B变小C不变D无法确定
错解原因：学生只考虑，了磁体外部的磁场没考虑到磁体内部的磁场
解决方法：在黑板上把条形磁铁的磁感线给画出来，而不是仅仅说几句就行。
9如图所示，一个矩形线框面积为S，线框的总电阻为R,放在匀强磁场中，磁感强度为B,现绕垂直于磁感线的轴mn以角速度ω匀速转动求
1、当线圈转过π/2时线圈中的感应电动势的大小？
2、从如图所示的位置开始计时，线圈在0－ π/ ω时间内的平均感应电动势
3、在0－ π/ ω时间内线圈的发热量为多少
10单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图所示，则（ ）
A 线圈中t=0时刻感应电动势最大
B 线圈中D时刻感应电动势为零
C 线圈中D时刻感应电动势最大
D 线圈中t=0至D时间内的平均感应电动势为0.４V
四多种可能性问题
11如图长为L的水平极板间有垂直于纸面向内的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离为L，板不带电，现有质量为m电量为q的带正电粒子，从左边极板间中点处垂直于磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子打在极板上，可采用的方法是
A使粒子的速度v＜Bql/4m
B 使粒子的速度v＜5Bql/4m
C使粒子的速度v＜Bql/m D使粒子的速度Bql/4m＜v＜5Bql/4m
12如图所示，电源电动势E＝2v,r=0.5欧，竖直导轨电阻可忽略，金属棒的质量为0.1千克，R=0.5欧，它与导轨的动摩擦因数为0.4,有效长度为0.2米，靠在导轨的外面，为使金属棒静止，施一与纸面夹角为30度与导线垂直且斜指向纸里的磁场，求B的取值范围是多少？
错解原因：错解：总认为摩擦力是向上，其实摩擦力有两种可能
解决方法：极限化去思考
配套练习：
如图金属棒的质量为m=0.1kg放在两条金属导轨上，导轨之间的距离L=0.4m,导轨平面与水平面间的夹角θ=30度，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感强度的大小B=0.4T,金属棒与导轨的最大静摩擦力为重力的0.4倍，回路中的电源电动势为18V，金属棒和导轨的电阻以及电源内阻忽略不计，当滑动变阻器的电阻R为多少时，金属棒可以静止在导轨上？
1、十九世纪二十年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流的方向是( )
A.由西向东垂直磁子午线 B.由东向西垂直磁子午线；
C.由南向北沿磁子午线方向 D.由赤道向两极沿磁子午线方向
错解原因：学生空间立体弱，对于什么是自西向东也没弄清楚。
配套练习：
来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子流在进入地球周围的空间时，将
A竖直向下沿直线射向地面
B相对于预定地点向东偏转
C相对于预定点，稍向西偏转
D相对于预定点，稍向北偏
2电阻不计的U形导轨MN、PQ固定在同一水平面内，它们之间的宽度为L,M和P间接入电动势为E的电源，不计电阻，现垂直于导轨放置一根质量为m，电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ角且右斜上，如图所示，问
1当ab棒静止时，ab受到的支持力和摩擦力各为多少？
2若B的大小和方向均能改变，则要使棒所受的支持力为零B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
错解原因：1认为I与B不垂直
2不能确定安培力的方向，不能正解地画出受力分析图
二、过程分析不清
3如图所示通有恒定电流的螺线管竖直放置，铜环R沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中，环面始终保持水平铜环先后经过轴线上1、2、3三个位置时加速度为别为a1a2a3,则
Aa1＜a2=g B a3＜a1＜g
Ca1=a3＜a2 D a3＜a1＜a2
4 如图所示，长通电螺线管中通以正弦式交流电，一个电子（重力不计）沿着螺线管的中心轴线飞入，则电子在螺线管内的运动是（ ）
A 螺线运动 B 沿着轴线振动
C 匀速直线运动 D 加速直线运动
5如图所示，一个矩形线圈，从如图位置，匀速向右，穿过一个有界磁场，已知磁场的宽度大于线圈的边长，请画出线圈中的感应电流随时间变化的示意图
对这类问题的解决方法不是一天所能解决的，平时要注重对学生的过程分析能力的培养，养成良好的思维习惯，不要想当然，按一定的程序思考问题
三概念理解不清，知识上存在着漏洞
6左右手定则不会用
7磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原理示意图。图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为、、，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻相连。整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图所示。发电导管内有电阻率为的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差维持恒定，求：
（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大；
（2）磁流体发电机的电动势E的大小；
（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P。
错解原因之一：搞不清电源电动势还是路端电压
配套练习：例3如图所示，金属导体棒长为0.5米，匀强磁场的磁感强度B为0.2T,导体棒电阻为1Ω ,电阻R=9 Ω.当ab以v=10m/s的速度向右作匀速直线运动，求，棒ab两端的电势差为多少？通过R的电流为多大？
8如图环形金属弹簧套在条形磁铁的中心位置，若将弹簧的半径向外拉，使面积增大，则穿过弱簧的包围的面积的磁通量将（ ）
A变大B变小C不变D无法确定
错解原因：学生只考虑，了磁体外部的磁场没考虑到磁体内部的磁场
解决方法：在黑板上把条形磁铁的磁感线给画出来，而不是仅仅说几句就行。
9如图所示，一个矩形线框面积为S，线框的总电阻为R,放在匀强磁场中，磁感强度为B,现绕垂直于磁感线的轴mn以角速度ω匀速转动求
1、当线圈转过π/2时线圈中的感应电动势的大小？
2、从如图所示的位置开始计时，线圈在0－ π/ ω时间内的平均感应电动势
3、在0－ π/ ω时间内线圈的发热量为多少
10单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图所示，则（ ）
A 线圈中t=0时刻感应电动势最大
B 线圈中D时刻感应电动势为零
C 线圈中D时刻感应电动势最大
D 线圈中t=0至D时间内的平均感应电动势为0.４V
四多种可能性问题
11如图长为L的水平极板间有垂直于纸面向内的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离为L，板不带电，现有质量为m电量为q的带正电粒子，从左边极板间中点处垂直于磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子打在极板上，可采用的方法是
A使粒子的速度v＜Bql/4m
B 使粒子的速度v＜5Bql/4m
C使粒子的速度v＜Bql/m D使粒子的速度Bql/4m＜v＜5Bql/4m
12如图所示，电源电动势E＝2v,r=0.5欧，竖直导轨电阻可忽略，金属棒的质量为0.1千克，R=0.5欧，它与导轨的动摩擦因数为0.4,有效长度为0.2米，靠在导轨的外面，为使金属棒静止，施一与纸面夹角为30度与导线垂直且斜指向纸里的磁场，求B的取值范围是多少？
错解原因：错解：总认为摩擦力是向上，其实摩擦力有两种可能
解决方法：极限化去思考
配套练习：
如图金属棒的质量为m=0.1kg放在两条金属导轨上，导轨之间的距离L=0.4m,导轨平面与水平面间的夹角θ=30度，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感强度的大小B=0.4T,金属棒与导轨的最大静摩擦力为重力的0.4倍，回路中的电源电动势为18V，金属棒和导轨的电阻以及电源内阻忽略不计，当滑动变阻器的电阻R为多少时，金属棒可以静止在导轨上？
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