2017高中物理 第3章 磁场（课件+试题）（打包21套）新人教版选修3-1.zip

磁现象和磁场1．(单选)(江苏淮安市 2015～2016 学年高二上学期检测)如图所示，关于奥斯特实验的意义，下列说法中正确的是 ( D )导 学 号 50232558A．发现电流的热效应，从而揭示电流做功的本质B．指出磁场对电流的作用力，为后人进而发明电动机奠定基础C．发现电磁感应现象，为后人进而发明发电机奠定基础D．发现通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来解析：本实验的意义不是发现小磁针在磁场中转动，而是证明了导线中的电流产生了磁场，从而把磁现象和电现象联系起来，故 D 正确。2．(多选)(湖北荆州中学 2015～2016 学年高二上学期期中)关于地球的磁场，下列说法正确的是 ( BD )导 学 号 50232559A．在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极B．地磁场的南极在地理北极附近C．地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D．地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的解析：小磁针 S 极指南是因为地磁场的 N 极在地理南极附近，A 错误。地磁场的南极在地理的北极附近，B 正确。依据地磁场的空间分布，只有赤道上的磁场方向和地面平行，C 错误。地球的磁偏角在地球上的不同地点是不同的。故选 B、D。3．(单选)(厦门一中 2014～2015 学年高二上学期检测)如图所示，重力均为 G的两条形磁铁分别用细线 A 和 B 悬挂在水平的天花板上，静止时， A 线的张力为F1， B 线的张力为 F2，则 ( B )导 学 号 50232560A． F1＝2 G， F2＝ G B． F1＝2 G， F2GC． F1G D． F12G， F2G解析：把两条形磁铁看做一个整体，对其受力分析并根据平衡条件可知， F1＝2 G；选取下面的条形磁铁为研究对象，对其受力分析，它受到竖直向下的重力 G、 B 线竖直向上的张力 F2和上面的条形磁铁对其施加的竖直向下的斥力 T，根据三力平衡条件可知，F2＝ G＋ TG，所以选项 B 正确。第三章磁 场1 磁现象和磁场※ 认识 磁 现 象，知道磁 场 的概念※ 知道磁 场 是客 观 存在的物 质 ，了解 电 流的磁效 应※ 了解地磁 场 的分布、 变 化，以及 对 人 类 生活的影响。信鸽千里归巢是一件再普通不过的事情。可为鸽子导航的 “地图 ”在哪儿？为什么在没有阳光的暴风雨天气或者在出现日食的日子鸽子会迷路？目前科学家已经证实了鸽子的上喙具有一种能够感应地磁场的晶胞，正是这种器官为鸽子的飞行导航。1 知 识 自主梳理2 重点 难 点突破3 考点 题 型 设计4 易 错 案例剖析5 课 堂知 识结 构6 随堂巩固提升7 课 时 作 业知 识 自主梳理1． 磁性物 质 具有 __________________等物 质 的性 质 叫磁性。2． 磁体__________的物体叫磁体。3． 磁极磁体的各部分磁性 强 弱不同， __________的区域叫磁极。(1)任何磁体都有两个磁极，一个叫 ____________________，另一个叫__________________。(2)同名磁极相互 _______，异名磁极相互 _______。磁 现 象知 识 点 1吸引 铁 、 钴 、 镍 具有磁性 磁性最 强 南极 (又称 S极 ) 北极 (又称 N极 ) 排斥 吸引 1． 奥斯特 实验把 导线 沿 __________南北 方向放置在指向南北的磁 针 上方，通 电时 磁针发 生了 __________转动 。2． 实验 意 义奥斯特 实验发现 了 电 流的 __________磁效 应 ，即 电 流可以 产 生磁 场 ，首先揭示了 __________电 与磁 的 联 系。知 识 点 2 电 流的磁效 应1． 定 义磁体或 电 流周 围 存在一种特殊物 质 ，能 够传递 磁体与磁体之 间 、__________磁体和 电 流 之 间 、 __________电 流和 电 流 之 间 的相互作用，这 种特殊的物 质 叫磁 场 。2． 磁 场 的基本性 质对 放入其中的 __________磁极 或 __________电 流 产 生力的作用。所有与磁 现 象有关的相互作用，都是通 过 磁 场发 生的，可与 电 荷 间 的相互作用相 类 比。知 识 点 3 磁 场3． 磁 场 的 产 生① __________周 围 存在磁 场 ； ② __________周 围 存在磁 场 —— 电 流的磁效 应 。永磁体 电 流 1． 地磁 场地球本身是一个磁体，其周 围 存在的磁 场 叫 __________。地磁 场 的 N极位于地理 __________附近， S极位于地理 __________附近。地磁 场 很弱，但自由 转动 的小磁 针 能 显 示出地磁 场 的作用， 这 是 __________的原理。知 识 点 4 地球的磁 场地磁 场 南极 北极 指南 针 2． 磁偏角地球的地理两极与地磁两极并 __________，因此，磁 针 并非准确地________或 ________，其 间 有一个交角， 这 就是 __________， 简 称磁偏角。(如 图 所示 )不重合 指南 指北 地磁偏角 重点 难 点突破[特 别 提醒 ]自然界有两种基本的物质形态：实物和场。(1)实物即具体的、有形的物质形态，由物质粒子组成。(2)场是物质的另一种存在形态，和实物一样也是一种客观存在物，具有质量、能量、动量等物质的基本属性。一、 对 磁 场 的理解 基本性 质 对 放入其中的磁体或 电 流 产 生磁力作用客 观 性 质 磁 场虽 然不是由分子、原子 组 成，但是它和常 见 的桌子、房屋、水和空气一 样 ，是一种客 观 存在的物 质特殊性 质 磁 场 和常 见 的由分子、原子 组 成的物 质 不同，不是以微粒形式存在，而是以一种 场 的形式存在磁 场 的方向性磁 场 是具有方向的。所 谓 磁 场 的方向就是小磁 针 在磁 场 中其北极受力的方向，即小磁 针 静止 时 其北极所指的方向。1． 电现 象与磁 现 象的 联 系：(1)磁体 总 存在着两个磁极，自然界中存在两种 电 荷。(2)同种 电 荷相互排斥，同名磁极相互排斥；异种 电 荷相互吸引，异名磁极相互吸引。2． 奥斯特的 实验 ：(1)实验 装置如 图 所示。二、 电 流的磁效 应(2)实验现 象：当 给导线 通 电时 ，与 导线 平行放置的小磁 针发 生 转动 。(3)注意事 项 ： 为 了排除地磁 场 的影响，使 实验现 象明 显 ， 导线应 沿南北方向水平放置在小磁 针 的正上方。(4)实验结论 ： 电 流具有磁效 应 ，即 电 流可以 产 生磁 场 。(5)实验 意 义 ： 电 流磁效 应 的 发现 ，首次揭示了 电 与磁之 间 的 联 系，揭开了人 类对电 磁 现 象研究的新 纪 元。解析： 地球本身就是一个大磁体，而地球的磁 场 方向大致是由地理的南极指向地理的北极。 为 了避免地磁 场 的影响，在做 实验时 ，通 电 直 导线 必 须 沿南北方向放置。1． 虽 然地磁两极与地理两极并不重合，但它 们 的位置相 对 来 说 差 别 不是很大。因此，一般我 们认为 ：(1)地理南极正上方磁 场 方向 竖 直向上，地理北极正上方磁 场 方向 竖 直向下。 (2)在赤道正上方，距离地球表面高度相等的点，磁 场 的 强 弱相同，且方向水平向北。(3)在南半球，地磁 场 方向指向北上方；在北半球，地磁 场 方向指向北下方。三、 对 地磁 场 的理解2．影响：由于磁 场对 运 动电 荷有力的作用，故射向地球的 带电 粒子，其运 动 方向会 发 生 变 化，不能直接到达地球，因此地磁 场对 地球生命有保 护 作用。[特 别 提醒 ]地球上不同的地点地磁场的方向不同，水平分量由南指向北，竖直分量在南半球竖直向上，在北半球竖直向下，因此当涉及到地磁场的问题时，要注意明确在地球上的位置。解析： 由于地磁 场 方向由南向北，故指南 针 指向南方的是 S极。由于地磁南北两极点的磁 场 方向 竖 直，故指南 针 可能指向其他方向，不能准确指向南方。另外受人 为 的 强 磁 场 的干 扰 ，地磁 场对 指南 针 起不了决定作用，此 时 指南针 也不能确定方向。考点 题 型 设计题 型 1 对 磁 场 及磁 现 象的理解 B 解析： 磁 场 是客 观 存在于磁极或 电 流周 围 的一种物 质 ，所以 B、 D选项错误 ；磁极之 间 、磁极与 电 流之 间 、 电 流与 电 流之 间 、运 动电 荷之 间 的作用都是通 过 磁 场发 生的，不是直接 发 生的，故 C选项错误 。点 评 ： 此题易误选 B。磁场是客观存在的一种物质，并非为了某种需要而人为引入的。AC A． 图 甲中前后面的同性磁极 间 距 较 小，同性磁极相互斥力大，容易脱落B． 图 甲中前后面的异性磁极 间 距 较 小，异性磁极相互引力大，不容易脱落C． 图 乙中前后面的同性磁极 间 距 较 大，同性磁极相互斥力小，不容易脱落D． 图 乙中前后面的异性磁极 间 距 较 大，异性磁极相互引力小，容易脱落解析： 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引， 题图 甲中前后面的同性磁极 间 距 较 小，同性磁极相互斥力大，容易脱落， 题图 乙中前后的同性磁极 间 距较 大，同性磁极相互斥力小，不容易脱落，故 AC正确。题 型 2 地球的磁 场D 解析： 本 题 考 查 地球磁 场 的特点与分布，地球的磁 场 与条形磁 铁 的磁 场 相似，主要有三个特点：(1)地磁 场 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。(2)地磁 场 B的水平分量 (Bx)总 是从地理南极指向北极，而 竖 直分量 (By)则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。(3)在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感 应 强 度相等，且方向水平向北。故正确答案 为 D。点 评 ： 求解该题应先明确地磁场的特点及地球表面各处地磁场的方向。解析： 将地球等效 为 一个条形磁 铁 ，越靠近两极，磁 场 越 强 ，故 选 A。 B 题 型 3 开放 ·探究解析： (1)当 仪 器 顶 部接触金属物品 时 ，将手控 环 内推，其上的活 动 永磁铁 使固 铁 磁化，磁化后吸引 铁 磁性金属物品，然后拉出整条塑料管，即可把 这种金属物品取出。(2)由于磁 铁 只能吸引 铁 磁性物体，而易拉罐 环 是 铝 合金材料的，不是 铁 磁性物 质 ，因此不能取出；而回形 针 是 铁 磁性物体，可以用此 仪 器取出。(3)电 磁 铁 的磁性 强 弱可以随 电 流的 变 化而 变 化，如果是 误 吞了比 较 重的金属，可通 过调节电 流大小使磁性增 强 ，把它取出来。故使用 电 磁 铁应 更 实用一些。点 评 ： 对开放性题目，注意把握题中所给的信息，寻找解题的思路。使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化，铁或钢制的物品都能较容易地被磁化而获得磁性。磁现象和磁场基 础 夯 实 一、选择题(1～5 题为单选题，6 题为多选题)1．如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转。发现这个实验现象的物理学家是 ( C )导 学 号 50232561解析：牛顿是经典力学的奠基人，爱因斯坦创立了狭义和广义相对论，居里夫人在天然放射性的研究领域有杰出的贡献，奥斯特首先发现了电流的磁效应，正确答案为 C。2．(哈尔滨三中 2015～2016 学年高二上学期检测)物理实验都需要有一定的控制条件，奥斯特做电流磁效应实验时就应排除地磁场对实验的影响。下列关于奥斯特实验的说法正确的是 ( D )导 学 号 50232562A．该实验必须在地球赤道上进行B．通电直导线必须竖直放置C．通电直导线应该水平东西方向放置D．通电直导线可以水平南北方向放置解析：地磁场的 N 极在地理的南极附近，地磁场的 S 极在地理的北极附近，地磁场方向由南指向北，小磁针 N 极在地磁场的作用下会自动指向北方，因此通电直导线可以水平南北方向放置，这样小磁针在通电直导线周围磁场的作用下指向东西方向，表明电流周围有磁场，通电直导线不一定放置在地球赤道上，故 D 正确。3．磁铁吸引小铁钉与摩擦过的塑料尺吸引毛发碎纸屑两现象比较，下列说法正确的是( D )导 学 号 50232563A．两者都是电现象B．两者都是磁现象C．前者是电现象，后者是磁现象D．前者是磁现象，后者是电现象解析：磁铁是靠其周围的磁场作用于小铁钉，是磁现象，摩擦过的塑料尺带上电荷，靠其周围的电场作用于毛发纸屑等物体，是电现象，D 对，A、B、C 错。 4．目前许多国家都在研制磁悬浮列车，我国拥有全部自主知识产权的第一条磁悬浮列车试验线已建成通车(如图)。一种磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安放着磁体，车厢用的磁体大多是通过强大电流的电磁铁，现有下列说法：①磁悬浮列车利用了磁极间的相互作用；②磁悬浮列车利用了异名磁极互相排斥；③磁悬浮列车消除了车体与轨道之间的摩擦；④磁悬浮列车增大了车体与轨道之间的摩擦。正确的组合是 ( B )导 学 号 50232564A．①③ B．①④C．②③ D．②④解析：磁悬浮列车利用磁极间的相互作用的特性而与铁轨分离，这样它在前进过程中不再受到与铁轨之间的摩擦阻力，而只会受到空气的阻力。故 A 正确。5．如图所示， a、 b、 c 三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是( B )导 学 号 50232565A． a B． bC． c D．都有可能解析：由题图知 b、 c 相互排斥，说明 b、 c 都有磁性，所以 a 棒无磁性。故选项 A 正确。6．明永乐三年(1405 年)的一天，江苏太仓城外刘家港的港湾里，一支庞大的船队正准备起锚远航， “宝舟体势巍然，巨无匹敌，棚帆锚舵，非二三百人莫能举动。 ”整个船队有官兵、水手、工匠、医生、翻译等两万多人……以上是对郑和统帅船队将要“下西洋”时的描述。以下说法正确的是 ( ABD )导 学 号 50232566A．我国是最早在航海上使用指南针的国家B．郑和下西洋的宝船上装着罗盘，导航时兼用罗盘和观星，二者互相补充、互相修正C．意大利航海家哥伦布是世界上第一个观测到磁偏角的人D．中国的沈括观测到磁偏角比哥伦布早约四百年解析：指南针是我国古代四大发明之一，对世界航海事业的发展作出了巨大贡献。我国宋代学者沈括最早准确记录了磁针所指的南北方向不是地理上的正南正北的现象，意即发现了地磁偏角。西方直到 1492 年哥伦布第一次航行美洲时才发现了地磁偏角，比沈括的发现晚了约四百年，所以选项 A、B、D 正确。二、非选择题7．一个地质工作者在野外进行地质考察时，发现在某一山脚附近随身携带的指南针指向发生异常，他经过改换位置，指南针仍然出现异常，由此他断定该山峰处存在铁矿藏。你认为他是根据什么下的结论？ 导 学 号 50232567答案：铁矿石中的磁铁矿(主要成分 Fe3O4)具有磁性，而该山附近指南针指向异常，说明磁场发生了异常，这一异常很可能是由磁铁矿引起的，由此可判定附近有铁矿藏。8．地球是一个大磁体，它的周围存在磁场。小青同学看了我国发射首个火星探测器“萤火一号”的新闻后，想到：“火星的周围也存在磁场吗？”假若你能降落到火星，请用一个简单的实验来研究这个问题。 导 学 号 50232568答案：受小磁针受到地磁场的作用，静止时会指向南北极的启发。取一小磁针用细线悬挂在火星表面附近，如果它静止时指向某一方向，再做多次实验，观察小磁针是否总是指向某一方向，即可研究火星的周围是否存在磁场的问题。能 力 提 升 一、选择题(1～4 题为单选题，5、6 题为多选题)1．月球表面周围没有空气，它对物体的引力仅为地球上的 1/6，月球表面没有磁场，根据这些特征，在月球上，下图中的四种情况能够做到的是 ( D )导 学 号 50232569解析：既然月球表面没有磁场，那么在月球上就不能用指南针定向，所以 A 错误；月球表面周围没有空气，所以无法使用电风扇吹风，而声音也无法传播，所以 B、C 均不对，只有选项 D 正确。2．如图所示， a、 b 为两根外形完全相同的铁棒，让一端靠近另一端中部，当手提 a棒时，甲图中 b 棒下落，乙图中 b 棒不下落，则可得 ( B )导 学 号 50232570A． a 棒肯定有磁性 B． b 棒肯定有磁性C． a、 b 棒肯定都有磁性 D． a、 b 棒可能都没有磁性解析：磁体上磁性最强的部分叫磁极，位于磁体的两端，磁性最弱的部分在磁体的中间，这个位置几乎没有磁性。用 a 的一端靠近 b 的中间部分时， b 落下来，由此可以确定铁棒 a 没有磁性，不能确定 b 磁性的有无；当用 b 的一端即磁性最强的部位去靠近 a 的中间部分时， b 不掉下来，说明铁棒 b 有磁性。故选 B。3．(河北石家庄二中 2014～2015 学年高二检测)磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体。当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是 ( B )导 学 号 50232571A．磁体的吸铁性 B．磁极间的相互作用规律C．电荷间的相互作用规律 D．磁场对电流的作用原理解析：磁性水雷中的小磁针静止时，一端指南，一端指北，水雷不会爆炸，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，由磁极间的相互作用规律知，水雷中的小磁针发生转动，从而触发水雷发生爆炸，选项 B 正确。4．(山西省实验中学 2014～2015 学年高二检测)如图所示， A 为电磁铁， C 为胶木秤盘， A 和 C(包括支架)的总质量为 M， B 为铁片，质量为 m，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，连接天花板的轻绳上拉力 F 的大小为( D )导 学 号 50232572A． F＝ Mg B． mg(M＋ m)g解析：在铁片 B 上升的过程中，对 B 有 F 引 － mg＝ ma，所以 F 引 ＝ mg＋ ma。由牛顿第三定律可知 B 对 A 的引力 F 引 ′与 A 与 B 的引力 F 引 大小相等、方向相反。所以F＝ Mg＋ mg＋ ma(M＋ m)g，选项 D 正确。5．以下说法正确的是 ( CD )导 学 号 50232573A．只有两个磁铁相互接触时，才能发生相互作用B．把一根条形磁铁从中间折断，则被分开的两部分只有 N 极或 S 极C．极光现象与地球的磁场有关D．人们代步的电动自行车中应存在磁体解析：磁铁间不接触时也可以通过磁场发生相互作用，故 A 错。无论将磁铁分得多么小，它总有 N 极和 S 极，迄今为止，还没有发现只有 N 极或 S 极的磁单极子存在(这一点与电荷不同)，故 B 错。极光现象是地磁场将射向地球的带电粒子偏转到地球的两极，带电粒子与大气相互作用而发出的光，故 C 正确。电动自行车的电机中一定有磁体存在，故 D 正确。6．停在十层的电梯底板上放有两块相同的条形磁铁，磁铁的极性如图所示，开始时两块磁铁在电梯底板上处于静止状态 ( AC )导 学 号 50232574A．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁可能已碰在一起B．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁一定仍在原来位置C．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁可能已碰在一起D．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁一定仍在原来位置解析：两块磁铁原来静止，则磁铁所受静摩擦力等于磁铁间的吸引力，若电梯突然向下开动，由于失重，最大静摩擦力会减小，当最大静摩擦力减小到小于磁铁间的吸引力时，两磁铁会相互靠近而碰在一起，故 A 对，B 错；若电梯向上开动，当电梯在最后减速运动时，磁铁同样处于失重状态，故 C 对，D 错。二、非选择题7．磁带、磁盘、存折、信用卡等都是利用磁性材料制成的生活用具，为了保护这些用具上的信息，你认为应该怎样做？ 导 学 号 50232575答案：磁带、磁卡等是利用对其上面的磁性材料磁化的强弱或方向的不同来记录信息的，如果将它们与磁性物体放在一起，则它上面的磁性材料会被重新磁化，使其原有信息消失，因此磁带、磁卡等应放在远离磁铁等磁性物体的地方。另外各种银行卡、交费卡、电话卡最好也不要长时间地放在一起，以免它们互相磁化而丢失信息。8．一块没有标明南、北极的小磁针，你能想办法判断它的磁极吗？ 导 学 号 50232576(1)A 同学用一个已知磁性的小磁针，立刻得出了结果。你知道他是怎样得出的吗？(2)B 同学设计了这样一个方案：他将小磁针固定在小塑料盘中，然后放在水中，他的结论也是正确的，你能说出他利用了什么原理吗？答案：(1) A 同学利用磁体磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。(2)B 同学利用了地磁场的影响，地理的南极为地磁的北极，地理的北极为地磁的南极。小磁针指地理南极的一端一定是小磁针的 S 极，指地理北极的一端一定是小磁针的 N 极。第三章磁 场2 磁感应强度※ 知道磁感 应 强 度是描述磁 场 强 弱和方向的物理量※※ 理解磁感 应 强 度的定 义 。并会用定 义 式 进 行有关 计 算。※ 通 过实验 、 类 比和分析，体会 实验 探究的思路方法。巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，实验室中的小磁铁只能吸起几枚铁钉 (如图所示 )。磁体磁性的强弱，表现为它所产生的磁场对磁性物质和电流的作用力的强弱，也就是说磁场也有强弱之分。那么我们怎样认识和描述磁场的强弱呢？1 知 识 自主梳理2 重点 难 点突破3 考点 题 型 设计4 易 错 案例剖析5 课 堂知 识结 构6 随堂巩固提升7 课 时 作 业知 识 自主梳理1． 概念用来描述磁 场 __________强 弱 和 __________方向 的物理量叫做磁感应 强 度，用符号 B表示。2． 方向物理学中 规 定，小磁 针 静止 时 ， __________N极 所指的方向 为该 点的磁感 应 强 度方向， 简 称磁 场 的方向。磁感 应 强 度知 识 点 11． 探究影响通 电导线 受力的因素(1)将一根直 导线 水平 悬 挂在磁 铁 的两极 间 ， 导线 的方向与磁 场 的方向__________。(2)控制 变 量法① 保持磁 场 中直 导线 的 长 度不 变 ，改 变电 流大小，通 过观 察直 导线__________大小来比 较 磁 场 力大小。② 保持 电 流不 变 ，改 变 磁 场 中直 导线长 度，通 过观 察直 导线 __________大小来比 较 磁 场 力大小。(3)结论 ：通 电 直 导线 与磁 场 ______时 ，它受力大小既与 导线 的________成正比，又与 导线 中的 _________成正比，即与 ______________成正比。知 识 点 2 磁感 应 强 度的大小垂直 摆动 角度 摆动 角度 垂直 长 度 L 电 流 I I和 L的乘 积 IL 2． 磁感 应 强 度的大小在 导线 与磁 场 垂直的最 简单 情况下， B＝ __________ 。式中 F为电 流元IL受到的磁 场 力。F、 I和 L 特斯拉 特 T 重点 难 点突破一、 对 磁感 应 强 度的理解 解析： 电 流元的作用与 试 探 电 荷的作用 类 似，用以 检验 某点磁 场 的 强 弱；其特点是： 电 流足 够 小， 导线 足 够 短。二、磁感 应 强 度 B与 电场 强 度 E的比 较概念比 较 内容 磁感 应 强 度 B 电场 强 度 E物理意 义 描述磁 场 的性 质 描述 电场 的性 质定义式共同点 都是用比 值 的形式下定 义特点B＝ F/IL，通 电导线 与 B垂直， B与 F、 I、 L无关E＝ F/qE与 F、 q无关方向共同点 矢量，都遵从矢量合成法 则不同点 小磁 针 N极的受力方向，表示磁 场 方向放入 该 点正 电 荷的受力方向，表示 电场 方向[特 别 提醒 ](1)电场力为零，该处电场场强为零；磁场力为零，该处磁感应强度不一定为零。(2)某点电场强度方向即为放在该处的正电荷所受电场力的方向；某处磁感应强度的方向却不是放在该处的通电导体的受力方向。(3)在电场中某一确定的位置放置一个检验电荷，该电荷受到的电场力是惟一确定的；在磁场中某一确定的位置放入一段导线，电流受到的磁场力还与导线放置的方向及电流方向有关。解析： 一个电流元在磁场中某处受磁场力的大小与电流元和磁场方向有关，若电流元平行磁场放置，电流元不受磁场力，不能判断该处磁感应强度为零。考点 题 型 设计题 型 1 对 磁感 应 强 度的理解 ACD 解析： 当磁场与直导线不垂直时有 Fkb，又因 A、 B两处导线的长度 L相同，故 A点的磁感应强度大于 B点的磁感应强度， B项正确。题 型 2 磁感 应 强 度大小的 计 算C 易 错 案例剖析B 课 堂知 识结 构磁感应强度基 础 夯 实 一、选择题(1～4 题为单选题，5、6 题为多选题)1．(南京市金陵中学河西分校 2014～2015 学年高二上学期期中)关于磁感应强度的叙述，正确的是 ( B )导 学 号 50232587A．磁场的强弱是用磁感应强度的大小来表示的B．在国际单位制中，磁感应强度的单位是韦伯C．磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中的受力方向D．通电导线在磁场中某处受力为零，则该处的磁感应强度必为零解析：磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，故 A 正确；在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，故 B 错误；磁感应强度的方向与通电导线在磁场中的受力方向垂直，故 C 错误；通电导线在磁场中某处受力为零，可能是电流的方向与磁场平行，所以该处的磁感应强度不一定为零，故 D 错误。2．磁感应强度 B 在国际单位制中的单位是特斯拉(符号：T)，下列单位中与磁感应强度单位一致的是 ( B )导 学 号 50232588A． B． NA·m NA·sC． D．NC·m V·sm2解析：根据定义式 B＝ 可知 A 正确，B、C、D 错误。FIL3．磁感应强度是磁场中非常重要的概念，下列关于磁感应强度的说法中正确的是( D )导 学 号 50232589A．若长为 L、电流为 I 的导线在磁场中某处受到的磁场力为 F，则该处的磁感应强度必为FILB．由 B＝ 可知， B 与 F 成正比，与 IL 成反比FILC．由 B＝ 知，一小段通电导线在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场FILD．磁感应强度的方向就是小磁针 N 极所受磁场力的方向解析：只有当通有电流的导线垂直放入磁场中，磁感应强度才为 ，若导线与磁场不FIL垂直，则磁感应强度大于 ，选项 A 错； 是采用比值法定义的， B 与 F、 IL 无关，不能FIL FIL说 B 与 F 成正比，与 IL 成反比，选项 B 错；一小段通电导线在某处不受磁场力，该处不一定无磁场，也可能是因为导线与磁场平行，选项 C 错；磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，也就是小磁针 N 极所受磁场力的方向，选项 D 对。4．在匀强磁场中某处 P 放一个长度为 L＝20cm，通电电流 I＝0.5A 的直导线，测得它受到的最大磁场力 F＝1.0N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则 P 处磁感应强度为 ( D )导 学 号 50232590A．零B．10T，方向竖直向上C．0.1T，方向竖直向下D．10T，方向肯定不沿竖直向上的方向解析： B＝ ＝ T＝10T，方向不沿力的方向。FIL 1.00.2×0.55．(黑龙江佳木斯二中 2015～2016 学年高二上学期期中)将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图象能正确反映各量间关系的是 ( BC )导 学 号 50232591解析：磁感应强度 B 与 F、 I、 L 无关，是由磁场本身的性质决定的，故 B 对，D 错；由 F＝ BIL 可知，在 B 一定时， F 与 IL 成正比，故 A 错，C 对。6．下列说法中正确的是 ( AC )导 学 号 50232592A．电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度一定为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱解析：电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度一定为零，选项 A 正确；但一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度不一定为零，因为如果通电导线与磁场平行放置，则作用力为零，选项 B 错误；把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱，选项 C 正确；把一小段通电导线垂直放在磁场中某处，它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱，选项 D 错误。二、非选择题7．磁场中放一与磁场方向垂直的电流元，通入的电流是 2.5A，导线长 1cm，它受到的安培力为 5×10－2 N。问： 导 学 号 50232593(1)这个位置的磁感应强度是多大？(2)如果把通电导线中的电流增大到 5A 时，这一点的磁感应强度是多大？(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否可以肯定这里没有磁场？答案：(1)2T (2)2T (3)不能确定解析：(1)由磁感应强度的定义式得B＝ ＝ ＝2T。FIL 5×10－ 2N2.5A×1×10－ 2m(2)磁感应强度 B 是由磁场和空间位置(点)决定的，和导线的长度 L、电流 I 的大小无关，所以该点的磁感应强度为 2T。(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：①该处没有磁场；②该处有磁场，但通电导线与磁场平行。能 力 提 升 一、选择题(1 题为单选题，2～4 题为多选题)1．甲、乙、丙和丁四位同学对磁感应强度的定义式 B＝ 提出了不同的见解：甲同学FIL认为磁场的磁感应强度 B 由 F、 I 和 L 三个量共同决定；乙同学认为磁场力 F 由 B、 I 和 L三个量共同决定；丁同学认为电流 I 由 B、 F 和 L 三个量共同决定；丁同学认为 L 由 F、 B和 I 三个量共同决定。你认为正确的是 ( B )导 学 号 50232594A．甲同学的见解正确 B．乙同学的见解正确C．丙同学的见解正确 D．丁同学的见解正确解析：磁感应强度由磁场因素决定，电流由电压和电阻决定，长度由导体形状决定，甲、丙和丁同学的见解错误，ACD 错误；由 F＝ BIL 可以知道磁场力由 B、 I 和 L 三者决定，乙同学的见解正确，B 正确。2．如图所示，可自由转动的小磁针上方有一根长直导线，开始时二者在纸面内平行放置。当导线中通以如图所示电流 I 时，发现小磁针的 N 极向里，S 极向外，停留在与纸面垂直的位置上。这一现象说明 ( AB )导 学 号 50232595A．小磁针感知到了电流的磁场B．小磁针处磁场方向垂直纸面向里C．小磁针处磁场方向垂直纸面向外D．若把小磁针移走，该处就没有磁场了解析：电流在导线周围产生了磁场，小磁针 N 极的指向为磁场的方向，所以 A、B 正确，C 错误；该处的磁场与通电电流有关，与小磁针无关，所以 D 错误。3．某地的地磁场强度大约是 4.0×10－5 T，一根长为 500m 的导线，通入电流强度为10A 的电流，该导线可能受到的磁场力为 ( AB )导 学 号 50232596A．0 B．0.1NC．0.3N D．0.4N解析：由 F＝ ILB＝10×500×4.0×10 －5 N＝0.2N。这是导线与磁场方向垂直时得到的最大磁场力，其他放置方向导线受的磁场力要小于 0.2N，平行磁场放置时 F＝0。故只要小于 0.2N，大于或等于 0 的力均是有可能的，故正确答案为 A、B。4．在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线 a 和 b， a、 b 导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不同，如图所示中的几幅图象表示的是导线所受的力 F 与通过导线的电流 I 的关系。 a、 b 各自有一组 F、 I 的数据，在图象中各描出一个点。在 A、B、C、D 四幅图中，正确的是 ( BC )导 学 号 50232597解析：通电导线在磁场中受的力 F＝ BIL，由题意知， a、 b 两导线中长度相等，电流不同，所受力不同，但力 F 与 I 成正比， F－ I 图线一定是过原点的直线，因此答案只有B、C 两幅图正确。二、非选择题5．如图所示，长为 L、质量为 m 的导体棒用细线悬挂放入某匀强磁场中，导体棒与磁场方向垂直，当导体棒中通过的电流为 I 时，细线上的拉力恰好为零，问磁感应强度 B 为多大？ 导 学 号 50232598答案：mgIL解析：由细线拉力恰好为 0 可知，磁场力为 F＝ mg ①又 B＝ ②FIL由①②解得： B＝ 。mgIL6．磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量。 导 学 号 50232599(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为 B，与水平方向的夹角为 θ ，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？答案：(1) Bcosθ Bsinθ (2)0 0解析：(1)因磁感应强度的大小为 B，与水平方向的夹角为 θ ，所以磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为：B 水平 ＝ Bcosθ ； B 竖直 ＝ Bsinθ 。(2)在赤道上空， θ ＝0°，故有 B 竖直 ＝0；在极地上空 θ ＝90°，故有 B 水平 ＝0。磁感应强度1．(单选)(云南昆明三中 2015～2016 学年高二上学期期中)有关磁感应强度的下列说法中，正确的是 ( B )导 学 号 50232584A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．若有一小段长为 L，通以电流为 I 的导体，在磁场中某处受到的磁场力为 F，则该处磁感应强度的大小一定是FILD．由定义式 B＝ 可知，电流 I 越大，导线 L 越长，某点的磁感应强度就越小FIL解析：磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量，故 A 正确；通电导体如果平行于磁场放置，则其不受磁场力，但 B 不会为零，故 B 错误；只有 B 与 IL 相互垂直时，磁感应强度的大小才是 ；故 C 错误； B 是由导体本身的性质决定的，与 F 及 IL 无关，故 D 错误，FIL故选 A。2．(单选)(辽宁五校协作体 2015～2016 学年高二期中)现有一段长 L＝0.2m、通有电流 I＝2.5A 的直导线，则关于此导线在磁感应强度为 B 的磁场中所受磁场力 F 的情况，下列说法正确的是 ( C )导 学 号 50232585A．如果 B＝2T，则 F 一定为 1NB．如果 F＝0，则 B 也一定为 0C．如果 B＝4T，则 F 有可能为 2ND．当 F 为最大值时，通电导线一定与 B 平行解析：当导线与磁场方向垂直时，所受磁场力 F 最大， F＝ BIL；当导线与磁场方向平行时， F＝0；当导线与磁场方向成任意其他角度时，0 FBIL，选项 A、D 错误，选项 C 正确。磁感应强度是磁场本身的性质，与力 F 无关，选项 B 错误。3．(单选)如图所示，在空间某点 A 存在大小、方向恒定的两个磁场B1、 B2， B1＝3T， B2＝4T， A 点的磁感应强度大小为 ( C )导 学 号 50232586A．7T B．1TC．5T D．大于 3T 小于 4T解析： B＝ ＝ T＝5T。B21＋ B2 32＋ 42几种常见的磁场1．(单选)(广东培正中学 2015～2016 学年高三模拟)用一根条形磁铁的一端去吸引三枚大头针的根部，待平衡后，如图所示结果正确的是 ( C )导 学 号 50232610解析：大头针被磁化后，相靠近一端的磁极相同而排斥，选项 C 正确。2．(单选)(河北唐山一中 2014～2015 学年高二下学期开学检测)为了解释地球的磁性，19 世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流 I 引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是 ( B )导 学 号 50232611解析：本题考查了对地磁场的认识，由安培定则可知环形电流应自东向西，B 项正确。3．(单选)(2015·广州学业水平考试)如图所示，竖直长直导线通以恒定电流 I，闭合线圈 abcd 与直导线在同一平面内，导致线圈内磁通量发生变化的线圈运动是( B )导 学 号 50232612A．水平向右平移 B．竖直向下平移C．竖直向上平移 D．以竖直长直导线为轴转动解析：通电直导线的磁场为以导线为中心的环形磁场，离导线越远，磁感应强度越小，因此，闭合线圈 abcd 水平向右移动时，磁通量变小，故 A 正确；闭合线圈 abcd 竖直向上或竖直向下移动时，对应的磁场强度不变，故磁通量不变，B、C 均错误；闭合线圈 abcd以竖直长直导线为轴转动时，恰好顺着磁感应强度的方向转动，磁通量保持不变，D 错误。