2019_2020学年高中物理第2章磁及其应用本章优化总结课件+试卷含答案+学案(3份打包)鲁科版选修1_1

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名称 2019_2020学年高中物理第2章磁及其应用本章优化总结课件+试卷含答案+学案(3份打包)鲁科版选修1_1
格式 zip
文件大小 1.9MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 物理
更新时间 2020-05-22 17:02:17

文档简介

(共12张PPT)
第2章 磁及其应用
分类:(1)N极;(2)S极
磁极
磁体
作用:(1)同名磁极相斥;(2)异名磁极相吸
中性区:没有磁性的区域
磁场:实际存在的物质
地磁南、北极与地理南、北极相反
地磁场
地磁南、北极与地理南、北极不重合
磁场
切线方向表示磁场的方向,密疏表示磁场的强弱
磁感线
假想线,定性描述磁场
常见磁场的磁感线分布
磁场的描述
定义:穿过垂直于磁感线的单位面积的磁
感线条数等于该处的磁感应强度
磁及其应用
磁感应
符号:B
强度
单位:特斯拉,T
公式:B=要,磁通密度
方向:磁场方向
定义:物理学中把在磁场中穿过某一面积S的磁感线条数
定义为穿过该面积的磁通量
磁通量
公式:①= SCosθ,θ为磁感线与平面S的法线成的夹角
单位:Wb,韦伯
发现者:奥斯特
电流的磁效应
几种常见磁场:(1)直线电流;
(2)环形电流;(3)螺线管电流
安培定则
磁现象的电本质:安培分子电流假说
磁的应用及其意义
知识体系网络构建
宏观把握·理清脉络
专题归纳,整合提升
归纳整合·深度升华本章优化总结
 磁感线
1.用磁感线描述磁场,将抽象事物形象化,将不可思议的问题直观化.
2.永磁体、电流在其周围空间激发磁场
实验时利用被磁化的铁屑来显示磁感线的分布情况,只是研究磁感线的一种方法,使得看不见、摸不着的磁场变得具体形象,给研究者带来方便.但是,决不能认为磁感线是由铁屑排列而成的,另外,被磁化的铁屑所显示的磁感线分布仅是一个平面上的磁感线分布情况,而磁铁周围的磁感线应分布在长、宽、高组成的三维空间内.
 关于磁场和磁感线,下列说法正确的是(  )
A.磁铁是磁场的唯一来源
B.磁感线是从磁体的北极发出而到南极终止
C.自由转动的小磁针放在通电螺线管内部,其N极指向通电螺线管的北极
D.两磁感线空隙处不存在磁场
[解析] 解答本题的关键是知道磁场的产生和磁感线的性质及通电螺线管内部的磁感线方向.
磁铁周围存在磁场,电流周围也存在磁场,选项A错误;磁感线是闭合曲线,磁体外部磁场的磁感线是从北极出来进入南极,内部磁场的磁感线是从南极到北极,选项B错误;通电螺线管内部磁场的方向是从南极指向北极,故当小磁针静止在通电螺线管内部时,小磁针N极所指的方向应跟它内部的磁场方向相同,即小磁针N极指向通电螺线管的北极,选项C正确;磁感线是为了形象地描述磁场而假想出来的,磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,故两磁感线间的空隙处也存在磁场,选项D错误.
[答案] C
 磁通量与磁感应强度
1.磁通量是针对一个面而言的,与线圈匝数无关.
2.磁通量公式Φ=BS只适用于匀强磁场,其中S是与磁场方向垂直的有效面积.
3.磁感应强度越强,穿过某一面积磁感线的条数越多,磁通量就越大;反之就越小.判断磁通量的变化,一般是根据穿过某一面积的磁感线的多少去判断的.
 如图所示,一夹角为45°的三角形,以水平向右、大小为 1 m/s 的速度进入一个匀强磁场,磁感应强度为B=0.1 T,求4 s后通过三角形的磁通量.(设三角形足够大)
[解析] 计算磁通量时磁感应强度应乘以有磁场通过的有效面积S=(v·t)2,所以Φ=B·(vt)2= Wb=0.8 Wb.
[答案] 0.8 Wb
 电流的磁效应
在通电导体的周围存在着磁场,可以用安培定则来判断其周围的磁场的分布情况.
1.通电导体的周围存在着磁场.通电的电流越强,其周围的磁场就越强;通电的电流越弱,其周围的磁场就越弱.距离通电导体越近磁场就越强,距离通电导体越远磁场就越弱.
2.几种常见磁场的磁感线的注意事项
(1)直线电流的磁场,周围的磁感线是一簇以电流为轴的不等间距的同心圆.
(2)环形电流的磁场,两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱.
(3)通电螺线管的磁场分布:外部跟条形磁铁外部的磁场分布情况相同,两端分别为N极和S极,管内是匀强磁场,磁场方向由S极指向N极.
(4)环形电流的磁场,在宏观上可看做单匝螺线管的磁场,在微观上可看成无数段很短的直线电流的磁场的叠加.
(5)电流是电荷的定向移动形成的,电流的磁场实际上是因为电荷的定向移动而形成,所以运动电荷也产生磁场.
 下图中已标出电流I和该电流产生的磁感线的方向,其中符合安培定则的是(  )
[解析] 根据安培定则可知选项C正确.
[答案] C

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3章末过关检测(二)
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)
1.把小磁针N极向东置于地磁场中,放手后小磁针将(从上往下看)(  )
A.顺时针转       B.逆时针转
C.不动 D.不能确定
解析:选B.放手后,小磁针将自由转动,在地磁场的作用下,N极指北S极指南,因此小磁针将逆时针转动.
2.磁性材料已经在现代生活和科学技术中广泛使用,下列元器件中,不是应用磁性材料的是(  )
A.录音带         B.存储软盘
C.VCD光盘 D.录像带
解析:选C.录音带、软盘、录像带都是以磁性材料记录信息的,VCD光盘不是.
3.图中实线表示磁场的磁感线.依图分析,磁场中a点的磁感应强度与b点的磁感应强度相等的是(  )
解析:选D.磁感线的分布疏密反映磁场的强弱,越密的地方表示磁感应强度越大,D项中磁场为匀强磁场.磁感应强度大小处处相等,故D正确.
4.下列说法中正确的是(  )
A.磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量
B.自由小磁针仅在磁场力作用下运动,其轨迹一定与磁感线重合
C.穿过线圈的磁通量大小可用穿过线圈的磁感线的条数来衡量
D.分子电流实际上是不存在的,是人为引进的
解析:选C.磁感应强度反映磁场强弱和方向,故A错误,磁感线是为了形象描述磁场而假想的线,不一定与小磁针运动轨迹重合,故B错.物质都是由原子(分子)组成,等效分子电流客观存在,故D错.
5.面积为S的单匝矩形导线框,放在一磁感应强度为B 的匀强磁场中,当线框平面与磁场方向平行时,穿过导线框的磁通量为(  )
A.B/S            B.S/B
C.BS D.0
解析:选D.磁通量的计算式为Φ=BScos θ,其中θ为磁感应强度与线框平面法线的夹角,题中线框平面与磁场方向平行,即θ=90°,代入公式可得,Φ=0.
6.关于磁感应强度和磁通量,以下说法中正确的是(  )
A.磁感应强度越大,穿过某个面的磁通量也越大
B.磁感应强度越大,面积越大,穿过该面积的磁通量也越大
C.穿过某一面积的磁通量为零时,磁感应强度不一定为零
D.磁通量发生变化时,磁感应强度也一定发生变化
解析:选C.根据Φ=BS·cos θ可知,B大的地方Φ不一定大;B大、S大若平行时Φ=0,B错;Φ变化时B不一定变化,D错;Φ=0时,B不一定等于0,C对.
7.如图所示,下列关于电流的磁场正确的是(  )
解析:选A.由安培定则可以判断选项A正确.
8.如图所示,两根无限长的平行导线水平放置,两导线中均通以向右的、大小相等的恒定电流I,图中的A点与这两导线共面,且到两导线的距离相等,则这两根导线在该点产生的磁场的磁感应强度的合矢量(  )
A.方向水平向右 B.方向水平向左
C.大小一定为零 D.大小一定不为零
解析:选C.两电流在A点产生的磁场方向相反、强弱相同,即磁场相互抵消,磁感应强度的矢量和为零,故C正确.
9.如图为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图.其工作原理类似打点计时器.当电流从电磁铁的接线柱a流入,吸引小磁铁向下运动时,以下选项中正确的是(  )
A.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为N极
B.电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为S极
C.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为S极
D.电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为N极
解析:选D.当电流从a端流向电磁铁时,据右手螺旋定则,测出电磁铁的上端为S极,此时能吸引小磁铁向下运动,故说明小磁铁的下端为N极.
10.下列装置中,没有应用到电磁铁的是(  )
A.电磁起重机 B.电热毯
C.电铃 D.电磁继电器
解析:选B.电磁起重机、电铃、电磁继电器都需要电磁铁,电热毯的工作原理是电流的热效应,不需要电磁铁.
11.如图所示,一个面积为S的矩形线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线框平面与磁感线平行,线框可绕OO′轴转动,则以下判断正确的是(  )
A.从图示位置旋转π/6,通过线框平面的磁通量从0变为BS/2
B.从图示位置旋转π/3,通过线框平面的磁通量从0变为BS/2
C.从图示位置旋转π/2,通过线框平面的磁通量从0变为BS/2
D.从图示位置旋转π/2,通过线框平面的磁通量从0变为2BS
解析:选A.现在磁感线与线框平面平行,转过时,Φ由0变成Φ=BS·sin=BS;
转过时,Φ=BSsin=BS;
转过时,Φ=BSsin=BS.
故选项A正确.
12.如图所示,通电螺线管ab外部的小磁针N极指向右方,若在螺线管内部的c点也放进一个小磁针,则以下判断正确的是(  )
A.a端接电源正极,c点处小磁针N极指向左方
B.a端接电源负极,c点处小磁针N极指向右方
C.a端接电源正极,c点处小磁针N极指向右方
D.a端接电源负极,c点处小磁针N极指向左方
解析:选D.从螺线管外部放置的小磁针的指向可知,小磁针处的磁场方向由左向右,螺线管左端是N极右端是S极,c处的磁场方向为从右向左,c点处的小磁针N极指向左方.根据安培定则,螺线管中的电流由b端流向a端,所以b端接电源正极,a端接电源负极,D正确.
二、计算题(本题共4小题,共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(8分)一个轻质弹簧,上端悬挂,下端与水银槽中的水银面接触,将上述装置接在电路中,如图所示,当闭合开关后会出现什么现象?如何解释?
解析:小灯泡忽明忽暗.当开关闭合后,由于水银导电,所以轻质弹簧上有电流通过,每一匝线圈都可以看成一个单独的螺线管,相邻部分为异名磁极,各线圈间相互吸引.因为弹簧上端固定,弹簧长度缩短,A点离开水银面,电路断开,线圈失去磁性,弹簧恢复原长,又和水银面接触,于是又重复上述过程.这样由于弹簧不断上下振动,使A点时而接触水银面,时而离开水银面,所以看到灯泡忽明忽暗.(8分)
答案:见解析
14.(10分)一个面积是40 cm2的导线框,垂直地放在匀强磁场中,穿过它的磁通量为0.8 Wb,则匀强磁场的磁感应强度多大?若放入一个面积为100 cm2的导线框于该磁场中,并使线框的平面与磁场方向成30°,则穿过该线框的磁通量多大?
解析:由Φ=BS,所以B== T=0.2×103 T=200 T,(4分)
若放入一与磁场方向成30°角的平面,Φ=BS′·sin 30°,
(4分)
所以Φ=200×100×10-4× Wb=1 Wb.(2分)
答案:200 T 1 Wb
15.(10分)在50周年国庆盛典上我FBC?1“飞豹”新型超声速歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向以1.7倍的声速自东向西飞过,该机两翼面积分别为15 m2,设北京上空地磁场的竖直分量为0.42×10-4 T,试回答下列问题:
(1)该机两翼的磁通量为多少?
(2)若该机花样表演翻转180°飞行,此过程中两机翼磁通量变化量为多少?
解析:(1)据磁通量公式得
Φ=0.42×10-4×2×15 Wb=1.26×10-3 Wb.
(5分)
(2)磁通量的变化量
ΔΦ=2Φ=2.52×10-3 Wb.(5分)
答案:(1)1.26×10-3 Wb (2)2.52×10-3 Wb
16.(12分)如图所示,一矩形线圈abdc有50匝,有一半放在具有理想边界的匀强磁场中,磁感应强度B=0.1 T,线圈可绕ab边或cd边转动,已知ac=20 cm,cd=10 cm,求:
(1)在图中位置处的磁通量;
(2)由图位置绕ab边转过60°位置处的磁通量;
(3)由图中位置绕cd边转过60°位置处的磁通量.
解析:(1)由磁通量的公式得
Φ1=BS=0.1×0.1×0.1 Wb=10-3 Wb.(4分)
(2)线圈转过了60°后,虽然与磁场的夹角变了,但其投影面积没有变,或者说穿过线圈的磁感线的条数没有变,所以Φ2=Φ1=10-3 Wb.(4分)
(3)线圈绕cd转过60°后,ab的投影恰好在图中虚线位置,穿过线圈的磁通量为零,即Φ3=0.(4分)
答案:见解析

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