高三物理磁场考点例析（一）知识精讲 人教版教材.doc

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高三物理磁场考点例析（一）知识精讲人教版

【本讲教育信息】
一.教学内容：
磁场考点例析（一）

本章讨论了描述磁场的两个基本物理量——磁感应强度和磁通量。引入了描述磁场的物理模型——磁感线。在此基础上重点研究了磁场对电流的作用和磁场对运动电荷的作用。其中磁感强度和磁通量是电磁学的基本概念，应深刻理解；载流导体在磁场的平衡和加速、带电粒子在磁场中的圆周运动等内容应熟练掌握；典型磁场的磁感线分布是解决有关问题的关键，应加强这方面的训练。
历年高考对本章知识的考查覆盖面大，几乎每个知识点都考查到。特别是左手定则和带电粒子在磁场中的运动更是两个命题频率最高的知识点。题目难度大，对考生的空间想象能力、物理过程和运动规律的综合分析能力都要求较高。其中不仅考查对安培力的理解，而且考查能将它和其它力放在一起，去综合分析和解决复杂问题的能力；而带电粒子在磁场中的运动考查能否正确解决包括洛仑兹力在内的复杂综合性力学问题，是考查综合能力的特点。试题题型全面，综合性试题难度为中等偏上。预计今后的题目更趋于综合能力考查。并结合力学构成综合试题来考查分析问题的能力和用数学方法解决问题的能力。
（一）夯实基础知识
1.磁场
（1）磁体和电流周围，运动电荷周围存在的一种特殊物质，叫磁场。
（2）磁场的方向：规定在磁场中任一点小磁针N极受力方向，就是该点磁场的方向（或者说自由小磁针静止时，N极的指向即为该处磁场的方向）。
（3）磁感线：在磁场中画一系列曲线，使曲线上任意点的切线方向都跟该点磁场方向一致，这一系列曲线即为磁感线。磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
要记住永久磁体——条形磁铁、蹄形磁铁的磁感线分布情况。
在磁体外部磁感线是从N极到S极，在磁体内部磁感线又从S极回到N极；因此，磁感线是不相交、不中断的闭合曲线。
（4）电流的磁场——安培定则（右手螺旋定则）
直线电流的磁场、环形电流的磁场、通电螺线管的磁场方向都是由安培定则来判定。要掌握在这三种情况下，安培定则的具体使用方法和这三种磁场磁感线的分布情况。
2.磁感应强度
（1）磁感应强度是表示磁场强弱的物理量。
（2）磁感应强度的定义：
在磁场中，垂直于磁场方向的通电导线，受到的安培力F与电流I和导线长度L的乘积的比值，叫做通电导线所在处磁场的磁感应强度。即（定义式）（不是决定式）（与E=F/q、g=GM/R2的定义类似）
磁感应强度是矢量，其方向就是该处磁场的方向（注意：磁感应强度的方向并非安培力的方向）。
（3）单位：特斯拉，简称特，代表符号是T。1T＝1N／A·m
（4）匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场。
匀强磁场的磁感线是疏密均匀、互相平行的直线。
匀强磁场是最简单但又很重要的磁场，距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为是匀强磁场。
3.安培力
（1）安培力的大小：F＝BILsinθ（θ是导线和磁场方向的夹角）。
（2）安培力的方向：左手定则。
伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把左手放入磁场中，让磁感线从手心穿入，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是安培力的方向。
4.电流表的工作原理
（1）电流表是测定电流强弱和方向的电学仪器。
（2）磁电式电流表的构造：
a.磁性很强的蹄形磁铁
b.圆柱形铁芯
c.套在铁芯上可绕轴转动的铝框
d.绕在铝框上的线圈
e.铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针。
（3）电流表的工作原理：蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的，如图所示。不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行。当电流通过线圈的时候，线圈上跟铁芯的轴平行的两边都受安培力作用，如图所示，这两个力产生的力矩使线圈发生转动，线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动角度的增大而增大。当这种阻碍线圈转动的力矩增大到同安培力产生的使线圈发生转动的力矩平衡时，线圈停止转动。即：Kθ=NBIS

安培力F∝I，所以I越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度θ就越大。当线圈中的电流方向改变时，安培力F的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
能力延伸：
=1\*GB3①安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系
=2\*GB3②用有效长度计算安培力的大小
如图所示，弯曲的导线ACD的有效长度为l，等于两端点A、D所连直线的长度，其所受的安培力为：F=Bil

=3\*GB3③安培力作用下物体运动方向的判断
（1）电流元法：即把整段电流等效成多段直线电流元用左手定则判断出每小段电流元所受安培力方向再判断合力的方向，然后