1、磁场的基本概念高考物理总复习高考物理总复习讲义第35讲磁场的基本概念考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求磁场磁感应强度磁感线磁通量17年T1选择，考查对磁通量概念的理解对物理概念的理解弱项清单对通电导线产生的磁场方向判断不准，对磁通量概念理解不深入.知识整合一、磁场磁感应强度1磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有_的作用(2)方向：小磁针的_所受磁场力的方向或小磁针静止时_的指向2磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的_(2)大小：B_(通电导线垂直于磁场)(3)方向：小磁针的_所受磁场力的方向或小磁针静止时_的指向二、磁感线及几种常见的磁场分布1磁感线(1)定
2、义：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的_方向都跟这点的磁感应强度的方向一致(2)特点：磁感线的_表示磁场的强弱2几种常见的磁场(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)条形磁铁蹄形磁铁(2)几种电流周围的磁场分布直线电流的磁场环形电流的磁场通电螺线管的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场_环形电流的两侧是N极和S极且离圆环中心越远，磁场_与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场_，管外为非匀强磁场安培定则立体图横截面图纵截面图(3)匀强磁场定义：磁感应强度的大小和方向_的磁场特点：磁感线为_的平行线，如图所示(4)地磁场地磁场的N极在地理_附近，S极在地理_附近，磁感线分布如图所示特
3、点：在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度_，且方向水平_磁偏角：地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，但两者并不完全_，它们之间的夹角称为磁偏角三、磁通量1概念在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积2公式：_.3单位：1 Wb_.方法技巧考点1磁场磁感应强度磁感线1磁感应强度是用比值法定义的，其大小由磁场本身的性质决定，与放入的直导线的电流I的大小、导线长度L的大小无关故不能根据B就说B与F成正比，与IL成反比2由定义式B计算B时，通电导线必须垂直于磁场；若通电导线平行放入磁场，则不受安培力，但不能说该处磁感应强度为零3磁感线和电场线有
4、何异同点磁感线电场线不同点磁感线为闭合曲线，磁体外部的磁感线由N极指向S极，内部的磁感线由S极指向N极电场线起始于正电荷或无穷远，终止于无穷远或负电荷相似点引入目的都是为了形象地描述场而引入的假想曲线，实际不存在疏密意义都能定性地描述场的强弱切线方向都是表示该点场的方向是否相交不相交4.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【典型例题1】关于磁感应强度B，下列说法中正确的是() A根据磁感应强度定义B，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比 B磁感应强度B是标量，没有方向 C磁感应强度B是矢量，方向与F的方向相反 D在确定的磁
5、场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同，磁感线密集的地方磁感应强度B大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B小些【典型例题2】如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等关于以上几点处的磁场，下列说法中正确的是() AO点处的磁感应强度为零 Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 Cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 Da、c两点处磁感应强度的方向不同1.(多选)如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌
6、面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q与x轴之间的夹角为.实验测得sin与x之间的关系如图乙所示，已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B0.下列说法中正确的是() AP的右端为S极 BP的中轴线与地磁场方向平行 CP在x0处产生的磁感应强度大小为B0 Dx0处合磁场的磁感应强度大小为2B0考点2磁通量1BS，SScos其中S为S在垂直于B方向上的分量，如图甲所示甲乙2面积S的含义：S不一定是某个线圈的真正面积，而是线圈在磁场范围内的面积如图乙所示，S应为线圈面积的一半3多匝线圈的磁通量：多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论
7、线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线条数相同4磁通量求法：磁通量是标量，若某个平面内有不同方向的磁场共同存在，当计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的磁通量【典型例题3】(17年江苏高考)如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为() A11 B12 C14 D41【典型例题4】(多选)如图所示，在正方形线圈内部有一条形磁铁，磁铁和线圈在同一纸面内，两者有共同中心轴线O1O2，关于线圈中磁通量的变化情况，下列说法中正确的是() A当磁铁向纸面
8、外平移时，线圈中磁通量不发生变化 B当磁铁向上平移时，线圈中磁通量不发生变化 C当磁铁向下平移时，线圈中磁通量发生变化 D当磁铁N极向纸外、S极向纸内绕O1O2轴转动时，线圈中磁通量发生变化2.(多选)如图所示是等腰直角三棱柱，其平面ABCD为正方形，边长为L，它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B0，则下列说法中正确的是() A穿过ABCD平面的磁通量大小为B0L2 B穿过BCFE平面的磁通量大小为B0L2 C穿过ADFE平面的磁通量大小为零 D穿过ABCD平面的磁通量大于穿过BCFE平面的磁通量当堂检测1.关于磁通量，下列叙述正确的是() A在匀强磁场中，穿过一个面的磁通
9、量等于磁感应强度与该面面积的乘积 B在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大 C把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M处的磁感应强度一定比N处大 D同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大2在xOy坐标系的原点处放置一根与坐标平面垂直的通电直导线，电流方向指向纸内，此坐标范围内还存在一个平行于xOy平面的匀强磁场已知在以直导线为圆心的圆周上的a、b、c、d四点中，a点的磁感应强度最大，则此匀强磁场的方向()第2题图 A沿x轴正方向 B沿x轴负方向 C沿y轴正方向 D沿y轴负方向3(多选)如图所示，一垂直
10、纸面水平放置的直导线右下方放着一条形磁铁，磁铁放在水平地面上，导线与磁铁相垂直，且导线中未通电流现给导线通以图示电流，条形磁铁相对地面一直保持静止，对于地面给磁铁的作用力，下列说法正确的是()第3题图 A地面给磁铁的支持力将增大 B地面给磁铁的支持力将减小 C地面不给磁铁摩擦力 D地面给磁铁摩擦力，方向向左4如图所示，现有四条完全相同的垂直于纸面放置的长直导线，横截面分别位于一正方形abcd的四个顶点上，直导线分别通有方向垂直于纸面向里、大小分别为IaI，Ib2I，Ic3I，Id4I的恒定电流已知通电长直导线周围距离为r处磁场的磁感应强度大小为Bk，式中常量k0，I为电流强度，忽略电流间的相互
11、作用，若电流Ia在正方形的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为B，则O点处实际的磁感应强度的大小及方向为()第4题图 A2B，方向由O点指向ad中点 B2B，方向由O点指向ab中点 C10B，方向垂直于纸面向里 D10B，方向垂直于纸面向外5如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10 cm.现于纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈，圆心均在O处，a线圈半径为10 cm，b线圈半径为15 cm，问：(1)在B减为0.4 T的过程中，a和b中磁通量分别改变多少？(2)磁感应强度B大小不变，方向绕直径转过30过程中，a线圈中磁通量改变多
12、少？(3)磁感应强度B大小、方向均不变，线圈a绕直径转过180过程中，a线圈中磁通量改变多少？第5题图第三章磁场第35讲磁场的基本概念知识整合基础自测一、1.(1)磁场力(2)N极N极2(1)强弱和方向(2)(3)N极N极二、1. (1)切线(2)疏密程度2(2)越弱越弱最强(3) 处处相同同向等密(4) 南极北极相等向北重合三、2.BS3.1 Tm2方法技巧典型例题1D【解析】磁感应强度是磁场本身的性质，与放入磁场中的导体的电流或受力大小F无关，A错误；磁感应强度B是矢量，其方向与F总是垂直的，电流方向与F也总是垂直的，B、C错误；在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，由磁场本身决定
13、，与其他外来的一切因素无关，用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，D正确典型例题2C【解析】根据右手螺旋定则，M处导线在O点产生的磁场方向竖直向下，N处导线在O点产生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于0.故A错误M在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向竖直向下，N在a处产生的磁场方向竖直向下，b处产生的磁场方向竖直向下，根据场强的叠加知，a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同故B错误M在c处产生的磁场方向垂直于cM偏下，在d处产生的磁场方向垂直dM偏下，N在c处产生的磁场方向垂直于cN偏下，在d处产生的磁场方向垂直于dN偏下，根据平行四边形定则，知c处的磁场方向竖直向下，d处
14、的磁场方向竖直向下，且合场强大小相等故C正确a、c两点的磁场方向都是竖直向下故D错误故选C.变式训练1C【解析】由图可知开始时N离O点，所以O处的磁极是N极，A错误；P的中轴线沿东南方向，与地磁场垂直，B错误；在x0处，sin，45，tan，C正确；x0处合磁场的磁感应强度大小为BB0，D错误典型例题3A【解析】因为BS，S不一定是某个线圈的真正面积，而是线圈在磁场范围内的面积所以A正确，其他选项错误典型例题4ABD【解析】图示位置，线圈与磁感线平行，向纸面外平移时，由于磁场所具有的对称性，磁通量仍为0，保持不变，选项A正确上下平移时磁通量也不变，选项B正确，C错误磁铁转动时，磁感线从平行转为
15、不平行，磁通量增大，选项D正确变式训练2BC【解析】根据BS，因此通过ABCD平面的磁通量B0L2cos 45B0L2，A错误；平面BCFEB0，而BCL，CFLcos 45L，所以平面BCFE的面积SBCCFL2，因而B0SB0L2，B正确，D错误；平面ADFE在与B0的垂直方向上的投影面积为零，所以穿过的磁通量为零，C正确当堂检测1D【解析】匀强磁场中，磁通量的计算公式BSBSsin(是磁场与面积的夹角)，只有磁场和面积垂直时，磁通量才等于磁感应强度与该面面积的乘积，选项A错误；根据磁通量的计算公式BSBSsin可知，虽然SaSb，但当两线圈平面与磁场的夹角不同时，穿过两线圈的磁通量大小关
16、系也无法确定，选项B错误；磁通量不仅仅与磁感应强度有关，还与线圈的面积、线圈与磁场方向间的夹角有关，选项C错误；当线圈与磁场方向平行放置时，即使磁感应强度很大，磁通量仍然为零，选项D正确2D【解析】用右手螺旋定则判断通电直导线在a、b、c、d四个点上所产生的磁场方向，a点有电流产生的竖直向下的磁场，若还有竖直向下的匀强磁场，则电流产生的磁感应强度和匀强磁场的磁感应强度方向相同，叠加合磁场最大3BD【解析】根据安培定则，可以判断电流在条形磁铁处产生磁场方向斜向右下方，条形磁铁S极靠近通电导线，电流产生磁场对其占主导，根据磁场对磁铁S极作用于磁感线方向相反可得电流磁场对S极整体作用力偏向右上方，根
17、据平衡条件再对比通电前不难得答案BD.4A【解析】假设IaIcIdIb，则根据矢量的合成法则，可知，四导线在O点产生的磁场为零，而如今，IaI，Ib2I，Ic3I，Id4I的恒定电流，且电流Ia在正方形的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为B，则由a、c两棒产生的磁场方向，由右手螺旋定则可知，O指向d；b、d两棒产生的磁场方向：O指向a；可知，a、b、c、d长直通电导线在O点产生合磁场的方向：由O点指向ad中点，根据磁感应强度大小为Bk，a、c两导线产生的磁场大小为2B，同理b、d两导线产生的磁场也为2B，则合磁场大小为B2B，故A正确，BCD错误5(1)1.256102 Wb1.256102 Wb(2)3.4103 Wb(3)5.0102 Wb【解析】(1)a线圈面积正好与圆形磁场区域重合，1Br2，2B1r2|21|(B1B)r2|1.256102 Wbb线圈面积大于圆形磁场面积，即线圈的一部分面积在磁场区域外，有磁感线穿过的面积与a线圈相同，故磁通量的变化量与a线圈相同(2)磁场转过30，a线圈面积在垂直磁场方向的投影面积为r2cos30，则3Br2cos30|31|Br2(1cos30)3.4103 Wb.(3)以线圈a正对读者的一面为观察对象，初状态磁感线从该面穿入，线圈转180过后，磁感线从该面穿出，故BS(BS)2BS5.0102 Wb.
