通用版2021版高考物理大一轮复习教学案：第9章磁场(3课时)

通用版2021版高考物理大一轮复习教学案

第9章 磁场

第1节 磁场的描述 磁场对电流的作用

[高考导航] 考点内容 磁场、磁感应强度、磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力 洛伦兹力、洛伦兹力的方向 洛伦兹力的公式 带电粒子在匀强磁场中的运动 质谱仪和回旋加速器 Ⅰ Ⅰ 要求 高考(全国卷)三年命题情况对照分析 2017 卷Ⅰ·T16：带电粒子在复合场卷2018 2019 卷Ⅰ·T17：磁场及其对电流的作用 卷Ⅱ·T17：1.高考对本章内容考查命题频率极高，常以选择题和计算题两种形式命题。 2．选择题一般考查磁场的基础知识和基本规律，难度不大；计算题主要是考查安培力、带电粒子在磁场中的运动与力学、电学、能量知识的综合应用，难度较大，较多的是高考的压轴题。 命题分析 Ⅰ 中的运动 Ⅰ·T25：卷Ⅰ·T19：磁场的叠Ⅱ 加，磁场对电流的Ⅰ Ⅱ Ⅱ 作用 卷Ⅱ·T18：带电粒子在匀强磁Ⅰ 场中的圆周运动 带电粒子在组合场中的运动 磁场对运卷Ⅱ·T20：磁场的叠加 卷Ⅱ·T25：带电粒子在组合场动电荷的作用 卷Ⅲ·T18：磁场对运动电荷的作用 卷中的运动 Ⅱ·T17：卷Ⅲ·T24：带电粒子在组合场中的运动 带电粒子在匀强磁场中的运动 卷Ⅰ·T24：带电粒子在复合场说明：(1)安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形。 (2)洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形。 卷Ⅲ·T18：磁场的叠加 卷Ⅲ·T24：带电粒子在复合场 1

中的运动 中的运动 物理观念：磁场、磁感应强度、磁感线、安培力、洛伦兹力(如2019卷Ⅰ·T17)。 科学思维：左手定则、安培定则、右手定则、“电流元法”、“比核心素养 值定义法”、“图象法”、“控制变量法”、“临界法”(如2019卷Ⅱ·T17)。 科学探究：探究影响磁感应强度的因素。 科学态度与责任：磁与现代科技应用。

一、磁场、磁感应强度 1．磁场

(1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。 (2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向。 2．磁感应强度

(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。 (2)大小：B＝(通电导线垂直于磁场)。 (3)方向：小磁针静止时N极的指向。 (4)单位：特斯拉(T)。 3．匀强磁场

(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。 (2)特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线。 4．地磁场

(1)地磁的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示。

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(2)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北。

2

5．磁场的叠加

磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解。

二、磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 1．磁感线及特点

(1)磁感线：在磁场中画出一些曲线，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)特点

①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。 ②磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。 ③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。 ④磁感线是假想的曲线，客观上不存在。 2．电流的磁场

安培 定则 通电直导线 通电螺线管 环形电流 三、安培力及其方向 1．安培力的大小

(1)磁场和电流垂直时：F＝BIL。 (2)磁场和电流平行时：F＝0。 2．安培力的方向

左手定则判断：

(1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。 (2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向。

(3)拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)

3

(1)磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流元的情况无关。 (√) (2)小磁针N极所指的方向就是该处磁场的方向。 (3)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强。

(4)将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零。

(×) (√) (×)

(5)1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应。

(6)安培力可能做正功，也可能做负功。

(√) (√)

2．(粤教版选修3－1P84T1)把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用。关于安培力的方向，下列说法中正确的是( )

A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同

B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直 C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直 D．安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直

D [根据左手定则可知，安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直，故D正确。]

3．(教科版选修3－1P83T3)(多选)如图为通电螺线管。A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是( )

A．磁感线最密处为A处，最疏处为B处 B．磁感线最密处为B处，最疏处为C处 C．小磁针在B处和A处N极都指向左方 D．小磁针在B处和C处N极都指向右方

BC [根据安培定则可知，A、B两处磁场方向向左，C处磁场方向向右；根据通电螺线管周围的磁感线分布情况可知，B处磁感线最密，C处磁感线最疏。]

4．(人教版选修3－1P83“演示”实验改编)如图是“探究影响通电导体在磁场中受力的因素”的实验示意图。三块相同的蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，导体棒用图中1、2、3、4轻而柔软的细导线悬挂起来，它们之中的任意两根与导体棒和电源构成回路。认为导体棒所在位置附近为匀强磁场，最初导线1、4接在直流电源上，电源没有在图中画出。关于接通电源时可能出现的实验现象，下列叙述正确的是( )

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