2021届人教版高考物理总复习学案设计第九章第1讲磁场及其对电流的作用

第九章磁场

考试说明

课程标准命题热点1.了解我国古代对磁现象的认识和应用及其对人类文明的

影响。

2.通过实验，了解磁场。知道磁场是一种物质，体会场的统一性与多样性。知道磁感应强度和磁通量。能用磁感线描述磁场。体会物理模型在探索自然规律中的作用。

3.知道电流的磁场。会判断通电直导线和通电线圈周围的磁场方向。

4.通过实验，认识安培力。能判断安培力的方向，会计算安培力的大小。了解安培力在生产生活中的应用。

5.通过实验，认识洛伦兹力。能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。了解带电粒子的磁偏转原理及其应用。(1)安培定则的应用、磁场的叠加。

(2)安培力、洛伦兹力的理解及应用。

(3)带电粒子在匀强磁场中的圆周运动问题。

(4)带电粒子在组合场、叠加场中的运动问题。

(5)洛伦兹力在现代科技中的应用。

第1讲磁场及其对电流的作用

ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU,知识梳理·自测巩固

知识点1 磁场、磁感应强度

1．磁场

(1)定义：磁场是磁体、电流周围存在的一种特殊物质。

(2)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。

(3)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向。

2．磁感应强度

(1)定义式：B＝F

IL(通电导线垂直于磁场)。

(2)方向：小磁针静止时_N极的指向。

知识点2 磁感线与安培定则

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．安培定则：

(1)通电直导线：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。

(2)环形电流：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。

如图，分别表示通电直导线、环形电流、通电线圈周围的磁场，①表示电流的方向，②表示磁场的方向。

知识点3 安培力的大小与方向

1．安培力的方向：左手定则

(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。

如图，①表示电流的方向，②表示磁场的方向，③表示安培力的方向。

2．安培力的大小：F＝BIL sin_θ(θ为磁场方向与电流方向的夹角)

(1)当磁场与电流垂直时，F＝BIL。

(2)当磁场与电流平行时，F＝0。

思考：(1)磁场中的一小段通电导体在该处受力为零，此处B一定为零吗？

(2)利用左手定则判断两平行的通电(同向、异向)直导线间的安培力是引力还是斥力？

[答案](1)不一定(2)同向相吸、异向相斥

思维诊断：

(1)同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，与此类似，同向电流相互排斥，异向电流相互吸引。(×)

(2)安培力F、磁感应强度B、电流I三者方向总是相互垂直。(×)

(3)安培力计算公式F＝BIl的成立条件是磁感应强度B垂直于电流I，即B⊥I。(√)

(4)磁铁的磁场和电流的磁场本质上是不同的。(×)

(5)磁感应强度是一个矢量，表示通电导线所受安培力的方向。(×)

(6)地磁的N极在地球南极附近，赤道表面附近的地磁场可近似认为平行地面向北。(√)

(7)安培力只能对导体做正功。(×)

自测巩固,ZI CE GONG GU)

1．(多选)如图，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l

2、l和3l。关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是(AD)

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]左边导线距a点0.5l，右边导线距a点2.5l，右边导线距c点l，左边导线距c点3l，离导线越远，磁感应强度越小，所以a处磁感应强度大于c处，故A项正确；根据安培定则知两导线在b点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，所以b处磁感应强度为零，两导线在c处产生的磁感应强度均向外，不为零，故B项错误，D项正确；根据安培定则得a处磁感应强度向里，故C项错误。

2．(2020·山东临沂模拟)如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是(B)

A．a、b、c的N极都向纸里转

B．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转

C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转

D．b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸处转

[解析]由于圆环带负电荷，故当圆环沿顺时针方向转动时，等效电流的方向为逆时针，由安培定则可判断环内磁场方向垂直纸面向外，环外磁场方向垂直纸面向内，磁场中某点的磁场方向即是放在该点的小磁针静止时N极的指向，所以b的N极向纸外转，a、c的N极向纸里转。

3．(多选)如图所示的四个图中，导体棒的长度均为L，磁场的磁感应强度大小均为B，在各导体棒中通有相同的电流I。则下列选项正确的是(BD)

A．图甲中导体棒所受的安培力大小为BIL

B．图乙中导体棒所受的安培力大小为BIL

C．图丙中导体棒所受的安培力大小为

3

2BIL

D．图丁中导体棒所受的安培力大小为

3

2BIL

[解析]题图甲中，因导体棒与磁场平行，所以安培力为零，A错误；题图乙中，导体棒与磁场垂直，则安培力的大小为F1＝BIL，B正确；题图丙中，导体棒与磁场垂直，则安培力的大小为F2＝BIL，C错误；题图丁中，导体棒与磁场成60°角，则安培力的大小为F3＝BIL sin

60°＝

3

2BIL，D正确。

HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO,核心考点·重点突破

考点一安培定则的应用和磁场的叠加

1．电流的磁场

直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场

特点无磁极，非匀强，距导两侧是N极和S极，与两侧是N极和S极，圆