2024届一轮复习新人教版 第十章第1讲 磁场 磁场对电流的作用 学案.docx

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1、第十章磁场高考年份命题轨迹考查点1 .命题难度:磁场和磁场对电流的作用是电磁学的基础,单独命题一般以选择题形式出现,难度中等。安培力的分析计算会在电磁学的计算题中体现。运动电荷（带电体）在磁场或复合场中的运动是高考考查的重点、热点。题目综合性强,常以选择题或计算题形式出现。作为计算题时难度会更大。2 .命题频率:本章为必考内容,考查的具体内容主要包括以下几个方面：（1）电流的磁场及安培定则的应用，以及磁感应强度的叠加；（2）安培力、洛伦兹力的理解及应用；（3）带电粒子在磁场中的圆周运动问题；带电粒子在有界磁场中的多解与临界问题；（5）带电粒子在复合场中的运动问题；（6）洛伦兹力在现代科技中的应

2、用。2023全国甲卷T18（6分）带电粒子在叠加场中的运动轨迹问题全国甲卷T25（20分）利用光点式检流计模型,考查安培力的问题全国乙卷T18（6分）利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强细研考题明晰考什么提炼规律忖测怎么考度考查地磁场特点带电粒子山东卷在空间组T17(14合场中的分）运动问题带电粒子广东卷在空间组T7(4合场中的分）运动轨迹问题带电粒子广东卷在叠加场T8(6中的运动分）问题特殊磁场湖南卷中，安培T3(4力作用下分）导体棒的平衡问题湖南卷带电小球T13(13在叠加场3.命题情境:地磁场,通电导线在安培力作用下的平衡与加速问题,带电粒子在磁场、组合场、叠加场中的运动。分）中的匀

3、速圆周运动问题带电粒子河北卷在交变T14(16电、磁场分）中的运动问题全国甲两通电直卷导线产生T16(6磁场的叠分）加问题带电粒子在组合场全国甲中的运2023卷动，穿过T25(20两挡板之分）间磁场区域的多解问题全国乙以带电粒卷子在圆形EOR?O:：Bq,*,dXXXaXvX:Cj-EdHE,yOX图1012345678“产)图2.m向o.T16（6分）磁场中的偏转为背景考查半径公式的应用山东卷T17（14分）以具有匀强磁场和匀强电场的离子实验装置为背景考杳动力学和运动学问题2023广东卷T14（15分）以花瓣形电子加速器为背景考查最值问题福建卷T6（6分）多个通电直导线产生磁场的叠加问题湖南

4、卷T13（13分）以带电粒子流在磁场中的偏转为背景考查磁聚焦模型的应用河北卷T14（16分）以带电粒子在具有平行栅极板的匀强磁场中的运动为背景考查临界问题第1讲磁场磁场对电流的作用填一填回顾基础一、磁场、磁感应强度1磁场的基本性质磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。2 .磁感应强度物理意义:表征磁场的强弱和方囱。定义式:B(通电导线垂直于磁场)。(3)方向：小磁针N极的受力方向或小磁针静止时N极的指向。(4)单位:特斯拉,符号为T。3 .匀强磁场定义:如果磁场中各点的磁感应强度的大小相笠、方向相同,这个磁场叫作匀强磁场。特点:磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线。4 .地磁场(

5、1)地磁场的N极在地理南检附近,S极在地理北极附近,磁感线分布如图所示。地磁S极地理北极(2)在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度大小相等,方向水平向北。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、磁感线和电流周围的磁场1磁感线的特点磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。(2)磁感线的疏密程度定性地表示磁场的强盥,在磁感线较密的地方磁场较强;在磁感线较疏的地方磁场较弱。磁感线是闭合曲线,没有起点和终点,在磁体外部,从指向逃;在磁体内部，由S极指向N极。(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切。磁感线是假想

6、的曲线,客观上并不存在。2.几种常见的磁场(1)条形磁体和蹄形磁体的磁场(如图所示)。(2)电流的磁场。项目直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场安培定则zI1BWS&立体图遇横截面图（俯视图）I（左套图）1X）（N就图）纵截面图 I. X X XDXXXKJSyj三、安培力1 .安培力:通电导线在磁场中受的力称为安培力。2 .安培力的大小磁场方向和电流垂直时:F=I1Bo磁场方向和电流平行时:F=Oo3 .安培力的方向左手定则判断伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内。让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向电流的方向。擅指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的

7、方向。做一做情境自测教材情境（人教版必修第三册第109页“演示”一一探究影响通电导线受力的因素）如图,三块相同的蹄形磁铁并排放在桌面上,可以认为磁极间的磁场是均匀的,其强弱与磁体的数目无关。将一根直导线水平悬挂在磁体的两极间，导线的方向与磁场的方向（由下向上）垂直。有电流通过时,导线将摆动一定角度,通过摆动角度的大小可以比较导线受力的大小。电流的大小可以由外部电路控制,用电流表测量。分别接通“2、3”和“1、4”，可以改变导线通电部分的长度。1 .正误辨析蹄形磁铁中某点磁感应强度的大小,跟放在该点的导线受力的情况无关。（）蹄形磁铁中某点磁感应强度的方向,跟导线所受安培力的方向一致。（X）磁感线

8、是假想的曲线,在磁铁外部磁感线是由N极指向S极,在磁铁内部则是由S极指向N极。（）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。（）2 .在以上教材情境中，导体棒用图中轻而柔软的细导线1、2、3、4悬挂起来,它们之中的任意两根可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2、3接在直流电源上，电源没有在图中画出。接通电源后能使导体棒摆动幅度增大的措施是（只填前面的序号）。换用磁性更强的蹄形磁铁,拿掉中间的蹄形磁铁,增大直流电源的电压,减小直流电源的电压,把导线1、4接在直流电源上。解析:导体棒摆动幅度与磁场强弱、通电电流大小、通电导线长度均有关系,磁场越强、

9、通电电流越大、通电导线越长,导体棒摆动幅度就越大。故正确。答案:提升关键能力考点一安培定则的应用及磁场的叠加想一想提炼核心1 .磁感应强度磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式Bq认为B与F成正比,与I1成反比。测量磁感应强度时,小段通电导线必须垂直于磁场放置,如果平行于磁场放置,则其所受安培力为零,但不能说该点的磁感应强度为零。磁感应强度是矢量,其方向为放置其中的小磁针N极的受力方向或静止时N极的指向。磁场的叠加:磁感应强度为矢量,合成与分解遵循平行四边形定则。2 .安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”。磁场原因（电流方向）结果（磁

10、场方向）直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指议一议深化思维在安培定则中，四指的功能相同吗？提示:判断直线电流磁场时，四指指向磁场方向;判断环形电流和通电螺线管的磁场时，四指指向电流方向。悟悟典题例练例1安培定则的理解及应用（2023上海虹口区二模）关于电流周围产生的磁场分布,下列图示正确的是（D）A.通电直导线B.通电直导线产生的磁场产生的磁场C.环形导线产D.环形导线产生的磁场生的磁场解析:根据通电直导线周围磁场强度分布规律可知,从导线向远处延伸,磁场强度逐渐减弱,表示磁感线的X和逐渐稀疏,根据安培定则可知导线左侧磁场方向应垂直纸面向里,右侧磁场方向应垂直纸面向外,故A错误;根据

11、安培定则可知通电直导线产生的磁场方向应为逆时针方向,且从导线向远处延伸,磁感线应逐渐稀疏,故B错误;根据安培定则可知环形导线内部磁场方向应垂直纸面向里,环形导线外侧磁场方向应垂直纸面向外,且环形导线内磁感线分布应当不是均匀的,故C错误;根据安培定则可知该环形导线产生的磁场方向大致向右，且靠近上方磁感线向上弯曲，靠近下方磁感线向下弯曲，故D正确。例2IqM1dNdO,dFO-TFIE两条直线电流的磁场的叠加（2023全国甲卷，16）两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与O,Q在一条直线上,PO与OF在一条直线上,两导线相互绝缘,通有相等的电流I,电流方向如图所示。若一根无限

12、长直导线通过电流I时,所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B,则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（B）A.B、0B.0、2BC.2B、2BD.B、B解析：根据安培定则可知,两根导线在M处产生的磁感应强度大小均为B,方向相反,叠加后磁感应强度大小为0;竖直方向的导线和水平方向的导线在N处产生的磁感应强度大小均为B,方向相同,叠加后磁感应强度大小为2B,B正确。例3多条直线电流的磁场的叠加（2023福建卷,6）（多选）如图,四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xy平面,导线与坐标平面的交点为a、b、cd四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点,正方形中心位于坐标原点

13、O,e为Cd的中点且在y轴上；四条导线中的电流大小相等,其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里,其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则（BD）y吟p：Oc-bdA.0点的磁感应强度为0B.0点的磁感应强度方向由。指向cC. e点的磁感应强度方向沿y轴正方向D. e点的磁感应强度方向沿y轴负方向解析：由题知，四条导线中的电流大小相等,且到0点的距离相等,故四条导线在0点产生的磁感应强度大小相等,根据右手螺旋定则可知，四条导线中在0点产生的磁感应强度方向如图甲所示。由图可知,Bb与Bc相互抵消,Ba与Bd合成,根据平行四边形定则,可知0点的磁感应强度方向由。指向c,其大小不为零,故A错误,B正确；由题知，四条导线中的电流大小相等,a、b到e点的距离相等,故a、b在e点的磁感应强度大小相等,c、d到e点的距离相等,故c、d在e点的磁感应强度大小相等,根据右手螺旋定则可知，四条导线中在e点产生的磁感应强度方向如图乙所示。由图可知BC与Bd大小相等,方向相反,互相抵消；而Bb与Ba大小相等,方向如图乙所示,根据平行四边形定则，可知两个磁感应强度的合磁感应强度沿y轴负方向，故C错误,D正确。方法