物理(鲁科版)课堂同步选修31课件：第5章 章末分层突破

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＝0.4×0.6×12 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
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
对磁通量的理解
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．
【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.
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5-5
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．
(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．
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
【答案】 B
(1) (2) 我的课下提升方案： (1) (2)
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【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2l 、l和3l.关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是( )
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
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/222021/11/222021/11/2211/22/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍受。 他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/222021/11/22November 22, 2021
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 C．Φ1＜Φ2
B．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．
安培定则的应用和磁场的叠加
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．
1对磁通量的计算式，只适用于匀强磁场，对非匀强磁场不能直接用 Φ＝ BS 计算.
2由于磁感线是闭合曲线，因此穿过任何一个闭合曲面的磁通量均为零. 3穿过线圈的磁通量与磁场的强弱和线圈横截面的大小有关，与线圈的匝 数无关.
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( )
巩
拓
固
展
层
层
·
·
知
典
识
题
整
链
合
接
章末分层突破
提
升
章
层
末
·
综
能合力源自测强评化
[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 ⑪正负 ⑫BS ⑬ΦS
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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．
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能 在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/222021/11/222021/11/222021/11/22
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．