第八章磁场 高考研究 GA①IA① YANJIU (教师用书独具) 、近三年高考考查知识点统计 (1)从近三年的高考试题考查点分布可以看出,高考对磁场专题知识的考查频率很高, 其中包括磁场的基本性质和安培力的应用,洛伦兹力和带电粒子在磁场中的运动、带电粒子 在复合场中的运动等,其中复合场问题的综合性较强,覆盖考点较多(一般可综合考查重力、 电场力、磁场力的分析,各种力做功、能量转化的关系,圆周运动、动力学知识以及考生分 析问题的能力和综合应用能力),是现今理综试卷的一个命题热点,常以大型计算题出现, 并且占有较大的分值。 (2)高考题对安培力的考查以选择题为主,对带电粒子在匀强磁场中的运动或在复合场 中的运动的考查以综合计算题为主,题目难度中等偏上 二、2014年高考考情预测 预计在2014年的高考中,本章知识仍会在大型综合题中出现,并且命题背景会更加新 颖、前沿,注重实际应用;仍将以带电粒子在有界磁场中运动的临界问题、在复合场中运动 的受力和画偏转图分析为主 [备课札记] 第八章磁场 学习目标定位] 考纲下载 考情上线 1.磁场、磁感应强度、磁感线(I) 纵观近几年高考,涉及本章知识点的题目 2.通电直导线和通电线圈周围磁场的方 年年都有,考查次数最多的是与洛伦兹力 高考 向(I) 有关的带电粒子在匀强磁场或复合场中的 地位 3.安培力、安培力的方向(I) 运动,其次是与安培力有关的通电导体在 4.匀强磁场中的安培力(Ⅱ) 磁场中的加速或平衡问题
1 第八章 磁 场 一、近三年高考考查知识点统计 (1)从近三年的高考试题考查点分布可以看出，高考对磁场专题知识的考查频率很高， 其中包括磁场的基本性质和安培力的应用，洛伦兹力和带电粒子在磁场中的运动、带电粒子 在复合场中的运动等，其中复合场问题的综合性较强，覆盖考点较多(一般可综合考查重力、 电场力、磁场力的分析，各种力做功、能量转化的关系，圆周运动、动力学知识以及考生分 析问题的能力和综合应用能力)，是现今理综试卷的一个命题热点，常以大型计算题出现， 并且占有较大的分值。 (2)高考题对安培力的考查以选择题为主，对带电粒子在匀强磁场中的运动或在复合场 中的运动的考查以综合计算题为主，题目难度中等偏上。 二、2014 年高考考情预测 预计在 2014 年的高考中，本章知识仍会在大型综合题中出现，并且命题背景会更加新 颖、前沿，注重实际应用；仍将以带电粒子在有界磁场中运动的临界问题、在复合场中运动 的受力和画偏转图分析为主。 [备课札记] 第八章 磁 场 [学习目标定位] 考 纲 下 载 考 情 上 线 1.磁场、磁感应强度、磁感线(Ⅰ) 2．通电直导线和通电线圈周围磁场的方 向(Ⅰ) 3．安培力、安培力的方向(Ⅰ) 4．匀强磁场中的安培力(Ⅱ) 高考 地位 纵观近几年高考，涉及本章知识点的题目 年年都有，考查次数最多的是与洛伦兹力 有关的带电粒子在匀强磁场或复合场中的 运动，其次是与安培力有关的通电导体在 磁场中的加速或平衡问题
5.洛伦兹力、洛伦兹力的方向(I) 1本章知识常与电场、恒定电流以及电磁 6.洛伦兹力公式(Ⅱ) 感应、交变电流等章节知识广泛联系综合 7.带电粒子在匀强磁场中的运动(Ⅱ)考点考查 8.质谱仪和回旋加速器(I) 布设2.速度选择器、磁流体发电机、质谱仪、 回旋加速器等磁场在生活和科技方面的应 用 第1单元 磁场的描述、磁场对电流的作用 1 必备知识要打率 抓双基 固本源 得基础分 掌握程度 BIBEL ZHISHI YAO DALAO 磁场、磁感应强度和磁通量 [记一记] 1.磁场 磁体与磁体之间,磁体与通电导体之间,以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通 过磁场发生的 2.磁感应强度 (1)物理意义:描述磁场的强弱和方向 (2)定义式:B=(通电导体垂直于磁场) (3)方向:小磁针静止时N极的指向。 3.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:φ=BS (3)单位:1Wb=1Tm [试一试] 下列说法中正确的是() A.电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度为零 B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零 C.表征电场中某点电场的强弱,是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电
2 5．洛伦兹力、洛伦兹力的方向(Ⅰ) 6．洛伦兹力公式(Ⅱ) 7．带电粒子在匀强磁场中的运动(Ⅱ) 8．质谱仪和回旋加速器(Ⅰ) 考点 布设 1.本章知识常与电场、恒定电流以及电磁 感应、交变电流等章节知识广泛联系综合 考查。 2．速度选择器、磁流体发电机、质谱仪、 回旋加速器等磁场在生活和科技方面的应 用。 第 1 单元 磁场的描述、磁场对电流的作用 磁场、磁感应强度和磁通量 [记一记] 1．磁场 磁体与磁体之间，磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通 过磁场发生的。 2．磁感应强度 (1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。 (2)定义式：B＝ F IL(通电导体垂直于磁场)。 (3)方向：小磁针静止时 N 极的指向。 3．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：Φ＝BS。 (3)单位：1 Wb＝1_T·m2。 [试一试] 1．下列说法中正确的是( ) A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零 B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 C．表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电
荷本身电荷量的比值 D.表征磁场中某点磁场的强弱,是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小 段导体长度和电流乘积的比值 解析:选AC电场和磁场有一个明显的区别是:电场对放入其中的电荷有力的作用, 而磁场仅对在磁场中运动且速度方向和磁感应强度方向不平行的带电粒孑有力的作用磁场 对通电导线有力的作用的条件是磁场方向不能和电流方向平行,因此A对B错。同理根据 电场强度的定义式E=改可知C正确。而同样用比值定义法定义的磁感应强度则应有明确 的说明,即B=中/和B的方向必须垂直,故D错,所以应选A、C 知识点二 「磁感线和电流的磁场 如图8-1-1所示,一束带电粒子沿水平方向的虚线飞过小磁针上方,并与小磁针方向 平行,能使小磁针N极转向读者,那么这東带电粒子可能是如何运动的? 图 「提示]带电粒子沿水平方向的虛线飞过小磁针上方,并与小磁针方向平行,能使小磁 针N极转向读者。可知电流的磁场在小磁针所在处是垂直于纸面指向读者的。 依据安培定则可得,电流的方向水平向左。因此,如果这束带电粒子是正离子,则向左 飞行;如果是负离子,则向右飞行。 记一记] 磁感线 (1)磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感 应强度方向一致 (2)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布,如图8-1-2所示。 条形磁铁 蹄形磁铁 图8-1-2 2地磁场
3 荷本身电荷量的比值 D．表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小 段导体长度和电流乘积的比值 解析：选 AC 电场和磁场有一个明显的区别是：电场对放入其中的电荷有力的作用， 而磁场仅对在磁场中运动且速度方向和磁感应强度方向不平行的带电粒子有力的作用；磁场 对通电导线有力的作用的条件是磁场方向不能和电流方向平行，因此 A 对 B 错。同理根据 电场强度的定义式 E＝F/q 可知 C 正确。而同样用比值定义法定义的磁感应强度则应有明确 的说明，即 B＝ F IL中 I 和 B 的方向必须垂直，故 D 错，所以应选 A、C。 磁感线和电流的磁场 [想一想] 如图 8－1－1 所示，一束带电粒子沿水平方向的虚线飞过小磁针上方，并与小磁针方向 平行，能使小磁针 N 极转向读者，那么这束带电粒子可能是如何运动的？ 图 8－1－1 [提示] 带电粒子沿水平方向的虚线飞过小磁针上方，并与小磁针方向平行，能使小磁 针 N 极转向读者。可知电流的磁场在小磁针所在处是垂直于纸面指向读者的。 依据安培定则可得，电流的方向水平向左。因此，如果这束带电粒子是正离子，则向左 飞行；如果是负离子，则向右飞行。 [记一记] 1．磁感线 (1)磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感 应强度方向一致。 (2)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布，如图 8－1－2 所示。 图 8－1－2 2.地磁场
(1)地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近,磁感线分布如图8 1-3所示 地磁S极地理北极 图8-1-3 (2)地磁场B的水平分量(Bx)总是从地理南极指向地理北极,而竖直分量(B),在南半球 垂直地面向上,在北半球垂直地面向下。赤道处的地磁场沿水平方向,指向北 3.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 「与条形磁铁的磁场相 无磁极、非匀强且距似,管内为匀强磁场 环形电流的两侧是N 特点 导线越远处磁场越弱且磁场最强,管外为 极和S极,且离圆环 中心越远,磁场越弱 非匀强磁场 安培定则 立体图 横截面图 [试一试] 2磁场中某区域的磁感线如图8-1-4所示,则() 图8-1-4 A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<Bb C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大 D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
4 (1)地磁场的 N 极在地理南极附近，地磁场的 S 极在地理北极附近，磁感线分布如图 8 －1－3 所示。 图 8－1－3 (2)地磁场 B 的水平分量(Bx)总是从地理南极指向地理北极，而竖直分量(By)，在南半球 垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。赤道处的地磁场沿水平方向，指向北。 3．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、非匀强且距 导线越远处磁场越弱 与条形磁铁的磁场相 似，管内为匀强磁场 且磁场最强，管外为 非匀强磁场 环形电流的两侧是 N 极和 S 极，且离圆环 中心越远，磁场越弱 安培定则 立体图 横截面图 [试一试] 2.磁场中某区域的磁感线如图 8－1－4 所示，则( ) 图 8－1－4 A．a、b 两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb B．a、b 两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb C．同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 b 处受力大 D．同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 b 处受力小
解析:选B在磁场中,磁感线疏密表示磁场的强弱,故B<Bb,选项B正确,A错 误;同一通电导线如果都垂直放入磁场中,则在a处受力一定比b处受力小,但如果导线与 磁场平行放置,受力均为0,故C、D均错误。 知识点目 磁场对电流的作用——安培力 「想一想] 通电导线处在磁场中,导线一定受安培力吗?安培力的方向怎样判定? 「提示]不一定。利用左手定则判断。 [记一记] 1.安培力的方向 (1)左手定则:伸开左手,让拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内 让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时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。 (2)两平行的通电直导线间的安培力:同向电流互相吸引,异向电流互相排斥。 2.安培力的大小 当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时,F=Bsin,这是一般情况下的安培力 的表达式,以下是两种特殊情况: (1)当磁场与电流垂直时,安培力最大,Fmx=LB。 (2)当磁场与电流平行时,安培力等于零。 [试一试] 3.(2013渭南质检)如图8-1-5所示,长方形线框abcd通有电流/,放在直线电流I 附近,以下关于线框四个边受到安培力的说法正确的是() 图8-1-5 A.线框只有两个边受力,合力向左 B.线框只有两个边受力,合力向右 C.线框四个边都受力,合力向左 D.线框四个边都受力,合力向右 解析:选C利用左手定则可判断出线框四个边都受力,由于左侧边所在处磁感应强度
5 解析：选 B 在磁场中，磁感线疏密表示磁场的强弱，故 Ba＜Bb，选项 B 正确，A 错 误；同一通电导线如果都垂直放入磁场中，则在 a 处受力一定比 b 处受力小，但如果导线与 磁场平行放置，受力均为 0，故 C、D 均错误。 磁场对电流的作用——安培力 [想一想] 通电导线处在磁场中，导线一定受安培力吗？安培力的方向怎样判定？ [提示] 不一定。利用左手定则判断。 [记一记] 1．安培力的方向 (1)左手定则：伸开左手，让拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内； 让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时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。 (2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，异向电流互相排斥。 2．安培力的大小 当磁感应强度 B的方向与导线方向成 θ 角时，F＝ILBsin_θ，这是一般情况下的安培力 的表达式，以下是两种特殊情况： (1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，Fmax＝ILB。 (2)当磁场与电流平行时，安培力等于零。 [试一试] 3．(2013·渭南质检)如图 8－1－5 所示，长方形线框 abcd 通有电流 I，放在直线电流 I′ 附近，以下关于线框四个边受到安培力的说法正确的是( ) 图 8－1－5 A．线框只有两个边受力，合力向左 B．线框只有两个边受力，合力向右 C．线框四个边都受力，合力向左 D．线框四个边都受力，合力向右 解析：选 C 利用左手定则可判断出线框四个边都受力，由于左侧边所在处磁感应强度