2018-2019学年高中物理鲁科版选修3-1 第5章 磁场章末复习学案

章末分层突破
[自我校对]
①安培定则
②N
③S
④S
⑤N
⑥磁场
⑦疏密程度
⑧方向
⑨单位
⑩N
?正负
?BS
?
　_______________________________________________________________
　_______________________________________________________________
　_______________________________________________________________
　_______________________________________________________________

1．安培定则描述了电流方向与磁场方向之间的关系，应用它可以判断直线电流、环形电流及通电螺线管周围磁感线的分布及方向，在应用时，应注意分清“因”和“果”：
(1)直线电流的磁场：拇指指向“原因”即电流方向；四指指向“结果”即磁感线的环绕方向．
(2)环形电流的磁场：四指指向“原因”即电流方向；拇指指向“结果”即中心轴线的磁感线方向．
(3)通电螺线管的磁场：四指指向“原因”即电流方向；拇指指向“结果”即螺线管内部沿中心轴线的磁感线方向，亦即指向螺线管的N极．
2．一个其他形状的电流(如矩形、三角形等)的磁场，从整体效果上可等效为环形电流的磁场，采用安培定则判定．也可以分成几段直线电流判定，然后利用磁场叠加思想处理．
3．磁场的叠加：磁感应强度是矢量，合成时遵从平行四边形定则．
如图5-1所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是(　　)
图5-1
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
【解析】　由安培定则画出a、b、c、d的磁感线的分布图，由图可知电流I1、I2在a、c两点的磁场方向相反，这两点处的磁感应强度可能为零，又I1>I2，故磁感应强度为零的点距I1的距离应比I2大，故C正确，A、B、D均错误．
【答案】　C

1.磁通量是指穿过某一面积的磁感线的条数．在匀强磁场B中，有一面积为S的面，S与磁场之间的夹角为α，S与垂直于磁场方向之间的夹角为θ，如图5-2所示，则其磁通量为Φ＝BS⊥＝BScos θ＝BSsin α，当θ＝0°(α＝90°)时，Φ最大，为BS，当θ＝90°(α＝0°)时，Φ最小，为零．
图5-2
2．磁通量是标量，但磁通量可以有正、负，因为对一个面来说，磁感线可以从两个方向穿过该面，如图5-3中(甲)、(乙)所示，如果将从左穿入该面的磁通量规定为正，则从右边穿入该面的磁通量就为负；反过来也一样，如果穿过某个面有方向相反的磁场，那么实际磁通量应为合磁通量，即正、负磁通量的代数和，也可以理解为两方向上穿过平面的磁感线条数之差．
图5-3
如图5-4所示，平面的面积S＝0.6 m2，它与匀强磁场方向的夹角α＝30°，若该磁场磁感应强度B＝0.4 T，求：
图5-4
(1)通过S的磁通量Φ1；
(2)若线圈再顺时针转过120°时，求磁通量Φ2；
(3)求这个过程中磁通量的变化量ΔΦ.
【解析】　(1)如图位置通过线圈的磁通量为
Φ1＝BSsin α＝0.4×0.6× Wb＝0.12 Wb.
(2)再转过120°，线圈平面与磁场方向垂直，只不过磁感线穿过线圈的方向改变了．
Φ2＝－BS＝－0.4×0.6 Wb＝－0.24 Wb.
(3)转过120°过程磁通量变化为
ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|(－0.24－0.12)|Wb＝0.36 Wb.
【答案】　(1)0.12 Wb　(2)－0.24 Wb(3)0.36 Wb

1．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图5-5.结合上述材料，下列说法不正确的是(　　)
图5-5
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
【解析】　由“常微偏东，不全南也”和题图知，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，由题图可看出地磁的南极在地理北极附近，地球是一个巨大的磁体，因此地球内部也存在磁场，故选项A、B的说法正确．从题图中磁感线的分布可以看出，在地球表面某些位置(如南极、北极附近)磁感线不与地面平行，故选项C的说法不正确．宇宙射线粒子带有电荷，在射向地球赤道时，运动方向与地磁场方向不平行，因此会受到磁场力的作用，故选项D的说法正确．
【答案】　C
2．(多选)指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法正确的是(　　)
A．指南针可以仅具有一个磁极
B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场
C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转
【解析】　指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确．因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确．在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转．正确选项为B、C.
【答案】　BC
3．(多选)如图5-6所示，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流，a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l.关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是(　　)
图5-6
A．a处的磁感应强度大小比c处的大
B．b、c两处的磁感应强度大小相等
C．a、c两处的磁感应强度方向相同
D．b处的磁感应强度为零
【解析】　根据通电直导线的磁场，利用右手螺旋定则，可知b处场强为零，再由两导线与三点的位置关系知a、c两处的场强叠加都是同向叠加但方向相反，选项A、D正确．
【答案】　AD
4．如图5-7所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量，则有(　　)
图5-7
A．Φ1＞Φ2 B．Φ1＝Φ2
C．Φ1＜Φ2 D．无法判断
【解析】　磁通量定义式中的S应理解为处于磁场中有效的面积，由于环1和环2处在磁场中的面积相同，所以穿过这两个圆环的磁通量是相等的，即Φ1＝Φ2，故B选项正确．此题的关键是明确Φ＝BS中的S是指处于磁场中有效的面积．
【答案】　B
我还有这些不足：
(1)　
(2)　
我的课下提升方案：
(1)　
(2)