高中物理 第5章 磁场学案 鲁科版选修3-1-鲁科版高二选修3-1物理学案VIP专享VIP免费

第5章磁场知识整合与阶段检测专题一用安培定则判定电流磁场的方向磁场是一种看不见、摸不着、存在于电流或磁体周围的一种特殊物质，它传递着磁相互作用。电流与磁体、电流与电流、磁体与磁体都是通过磁场相互作用的。要研究电流对磁体或电流对电流的作用，就必须依据安培定则判定电流的磁场方向。应用安培定则(又称右手螺旋定则)判定电流磁场时注意以下两点：(1)判断直线电流的磁场时，大拇指指电流方向，四指弯曲的方向表示磁感线的方向；判定环形电流和通电螺线管的磁场时，四指指电流方向，而大拇指沿中心轴线指磁场方向。(2)对电荷定向运动形成的等效电流，判断时注意等效电流的方向与电荷定向运动的方向不一定一致。对正电荷，定向运动的方向即等效电流的方向；对负电荷，等效电流方向为电荷运动的反方向。[例证1]如图5－1所示，放在螺线管内部中间处的小磁针，当开关S闭合时，小磁针应怎样转动？图5－1[解析]小磁针处于螺线管内部，能绕水平轴在竖直平面内旋转。当S闭合时，根据通过螺线管的电流方向，利用安培定则，可知螺线管内部的磁感线方向自左向右，所以小磁针将沿顺时针方向绕水平轴转动90°角，当小磁针的N极与所在处磁感线方向相同后，静止在如图5－2所示的位置。图5－2[答案]见解析专题二学习磁通量要注意的几个问题在同一磁场中，磁感线越密的地方，也就是穿过垂直磁场方向的单位面积的磁感线条数越多的地方，磁感应强度B越大。B越大，垂直面积S越大，则穿过这个面的磁感线条数就越多，磁通量就越大。所以磁通量反映穿过某一面积的磁感线条数的多少。在具体学习磁通量时，要注意以下几个问题：1．磁通量的正负问题磁通量是标量，但有正负之分。磁通量的正负不代表大小，只反映磁通量是怎么穿过某一平面的，若规定向里穿过某一平面的磁通量为正，则向外为负。尤其在计算磁通量变化时更应注意。2．有效面积问题定义式Φ＝BS中的面积S指的是垂直于匀强磁场方向的面积，如果平面跟磁场方向不垂直，应取垂直磁场方向上的投影面积，即为有效面积。3．净磁通问题若穿过某一平面的磁感线既有穿出的又有穿入的，则穿过该平面的合磁通量为净磁感线的条数，即净磁通。4．多匝线圈问题从磁通量的定义中可以看出，穿过某一面积的磁通量是由穿过该面积的磁感线条数的多少决定的，所以，只要n匝线圈的面积相同，放置情况也相同，n匝线圈与单匝线圈的磁通1量相同。5．磁通量的变化ΔΦ公式：ΔΦ＝BΔScosθ＝SΔBcosθ＝BSΔ(cosθ)。可见磁通量Φ是由B、S及角度θ共同决定的，磁通量的变化情况应从这三个方面去考虑。[例证2]矩形线框abcd的边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，初位置时线圈平面与B平行，如图5－3所示。图5－3(1)初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少？(2)当线框沿图5－3所示方向绕过60°时，磁通量Φ2为多少？这一过程中磁通量的变化ΔΦ1为多少？(3)当线框绕轴沿图示方向由(2)中的位置再转过60°位置时，磁通量Φ3为多少？这一过程中ΔΦ2＝Φ3－Φ2为多少？[解析](1)当处于图5－3所示位置时，从俯视图可看出没有磁感线穿过矩形线框，故Φ0＝0。(2)当绕轴(从上往下看)沿逆时针方向转动60°到a′d′位置时，线框与B的夹角θ＝60°。所以Φ2＝B·Ssin60°＝BSΔΦ1＝Φ2－Φ0＝BS。(3)当再由a′d′位置逆时针转60°时，到a″d″，这时线框与B方向成120°角。所以Φ3＝B·Ssin120°＝BS，ΔΦ2＝Φ3－Φ2＝BS－BS＝0。注意：a′d′位置和a″b″位置时，穿过线框磁通量的方向没有发生变化。[答案]见解析[例证3]一横截面积为S、匝数为100匝的直螺线管，放置在平行于螺线管轴线的匀强磁场中，磁感应强度为B，则穿过此螺线管的磁通量是多少？若拆除50匝，穿过此螺线管的磁通量又是多少？[解析]在匀强磁场中，当直螺线管的横截面与磁场方向垂直时，各线圈的面积相同，放置情况也相同，则100匝、50匝的螺线管和单匝线圈的磁通量相同，都为BS。[答案]BSBS1．如图5－4所示为通电螺线管的纵截面，“⊗”“⊙”分别表示导线中电流垂直纸面流进、流出，则螺线管内部和外部a、b、c三个位置上小磁针静止时N极指向是()图5－4...