高二物理磁场北师大版 (2)知识精讲

PAGE高二物理磁场北师大版【本讲教育信息】一.教学内容：磁场二.重点、难点：1.安培力：2.有固定转动轴的通电线框所受的安培力力矩若线框所围面积为S，其中通过的电流强度为I，转轴与匀强磁场方向垂直，当线圈注意：线圈受到的磁力矩与线框的形状以及转轴的具体位置无关。3.磁电式电表工作原理：线圈通电时，要受到安培力矩M，必然要绕转动轴转动，结果螺旋弹簧被卷紧，产生了反抗力矩，这种螺旋弹簧有一特点，它产生的反抗力矩与被扭转的角度成正比，即对电表而言，n、B、S、k是不变的，所以指针转过的角度与所通过的电流强度成正比。4.磁通量：（1）定义：【典型例题】例1.质量为m、长度为l的导体棒MN静止于水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感强度为B，其方向与导轨平面成θ角斜向上，如图所示，求MN受到的支持力和摩擦力。解析：由于MN静止，根据如图所示的导体棒MN的受力 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 图，可得：说明：解决通电导体的平衡问题关键是正确进行受力分析。要注意安培力既与导线垂直又与磁感线垂直，但B与I可以成任意夹角。例2.如图所示，高0.8m的水平平台的导轨上放有长0.1m、质量为3×103kg的可动导体棒ab，B＝0.5T的匀强磁场竖直向上穿过导轨平面，接通电源后，ab在磁场力作用下将飞离平台，在短暂的过程中有0.03C的电量通过ab，试求ab落地时离开平台的水平距离为多少？解析：在通电瞬间，有电流流过ab棒，在磁场中受安培力，获得一个冲量，ab棒离开平台做平抛运动至落地。在短暂时间内设时间为△t例3.在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd，其对称轴OO'与磁感线垂直，线圈面积为S，通电电流为I，求：（1）在图示位置穿过线圈的磁通量及线框的磁力矩。（2）在安培力矩作用下转过θ角时，穿过线圈的磁通量及线圈的磁力矩。解析：（1）初始线圈与磁场平行为计算磁力矩方便，应画出俯视图：则ad、bc中的电流与B平行（2）线圈在安培力矩作用下将顺时针转动（俯视），转过θ角时由左手定则可以判断：ad与bc受力方向相反，且在一条直线上，故二力平衡。讨论：（1）线圈处在匀强磁场中，处在任意位置，线圈的合力均为0，但力矩不一定为零。（4）若为N匝线圈，线圈平面与磁场成θ角时例4.如图所示，两同心圆环A和B，处在同一平面内，B的半径小于A的半径，一条（）解析：本题考查磁通量的概念，需要注意的是穿过一个闭合面的磁感线既有从正面穿过，也有从背面穿过，磁通量是指净磁感线条数，等量两面穿磁感线互相抵消。对A、B两闭合面而言，条形磁铁内部由S到N极的磁感线全部向上穿过，但磁铁外部由N到S极向下反向穿过的，由于A环大，反向穿过磁感线多，抵消的多，故例5.如图所示，平行金属导轨与水平面的夹角α＝37°，处于B＝1T、方向垂直斜面向上的匀强磁场中。质量m＝10g，有效长度L＝10cm的金属杆，与导轨的摩擦因数为μ＝0.5，电源电动势E＝2V。试分析：当变阻器阻值R为何值时，金属杆可以静止在斜面上（其余电阻不计，设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力）。思路：金属杆受到安培力（F）沿斜面向上：解：当处于滑动的临界状态，即静摩擦力达到最大值时，根据平衡条件和欧姆定律则电阻的最小值和最大值为：小结：为了使金属杆静止在斜轨上且不受摩擦力，变阻器的阻值又应调到多大？（提【模拟 试题 中考模拟试题doc幼小衔接 数学试题 下载云南高中历年会考数学试题下载N4真题下载党史题库下载 】1.根据安培假说的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此推断，地球应该（）A.带负电B.带正电C.不带电D.无法确定2.如图所示，边长为0.2m的正方形导线框，其电阻为0.04Ω，线框的一半处在按B＝2tT规律均匀变化的磁场中保持静止，当t＝2s时线框所受安培力的大小为__________N，方向__________。3.如图所示，等腰三角形的通电闭合线框abc处在匀强磁场中，它受到磁场力的合力（）A.竖直向上B.方向垂直于ac斜向上C.方向垂直于bc向下D.为零4.在匀强磁场中有一通电导体水平放置，如图所示，已知磁感应强度B＝0.02T，导体的单位长度的质量为，为使该导体悬在空中处于静止状态，则通过导体的电流的大小为____________，方向为____________。5.如图所示，金属导轨MN、PQ互相平行放在同一水平面上，其电阻不计。直导线ab与导轨垂直放置，其电阻为0.4Ω。导轨间距L＝10cm，导轨所在区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下。磁感应强度B＝0.2T。电源电动势E＝1.5V，内电阻r＝0.18Ω，电阻R＝1.6Ω。电键S接通后ab仍静止不动。求ab所受的摩擦力的大小和方向。6.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离，并测出拉力F，如图所示，因为F所作的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B＝_________。7.电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹速度大小约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为___________T，磁场力的最大功率P＝___________W（轨道摩擦不计）。8.如图所示，矩形线框中通有恒定电流I，方向如图所示，x、y是线框的两个对称轴。在x轴上某点固定一通电长直导线，导线与线框平面垂直，电流方向垂直于纸面向外。此刻通电线框在直线电流的磁场中可能的运动情况是（）A.沿x轴线方向平动B.绕x轴线转动C.沿y轴线方向平动D.绕y轴线转动9.如图所示，一个矩形线框放在匀强磁场中，当线框中通有如图所示方向的恒定电流时，在线框转动90°的过程中（）A.ab边和cd边受到的安培力不变，磁力矩逐渐变小B.ab边和cd边受到的安培力逐渐变小，磁力矩也逐渐变小C.ad边和bc边始终不受安培力D.ad边和bc边受到的安培力逐渐变大10.如图所示，一矩形通电线框abcd，可绕其中心轴OO'转动，OO'轴垂直于磁场方向。在磁场作用下线框开始转动，最后静止在平衡位置。则平衡后（）A.线框四边都不受磁场力作用B.线框四边受到指向线框外部的磁场作用力，但合力为零C.线框四边受到指向线框内部的磁场作用力，但合力为零D.线框的一对边受到指向线框外部的磁场作用力，另一对边受到指向线框内部的磁场作用力，但合力为零11.将一根长为L的直导线，由中点折成直角形放入磁感应强度为B的匀强磁场中，导线所在平面与磁场垂直，当导线中通以电流I后磁场对通电导线的作用力的大小为（）A.B.C.D.12.如图所示，一细导体杆弯成四个拐角均为直角的平面折线，其ab、cd段长度均为，bc段长度为，弯杆位于竖直平面内，oa、do'段由轴承支撑沿水平放置，整个弯杆置于匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁感应强度为B，今在导体杆中沿abcd通以大小为I的电流，此时导体杆受到的安培力对oo'轴的力矩大小等于____________。13.如图所示，当线圈分别通过蹄形磁铁的a、b、c三个位置时，穿过线圈的磁感线条数最多的是（）A.aB.bC.cD.一样多14.将面积为的线圈放在磁感强度为的匀强磁场中，则穿过线圈的磁通量不可能的是（）A.B.C.D.15.在磁感强度为0.5T的匀强磁场中，有一边长为0.2m的正方形线圈，线圈平面与磁感线方向垂直，则穿过线圈的平面的磁通量等于_____________Wb。若正方形线圈变为圆形线圈，但线圈的周长不变且线圈平面仍与磁场方向垂直，则穿过线圈的磁通量将__________（填“变大”、“变小”或“不变”）16.一矩形线框abcd有一半放在具有理想边界的B＝0.1T的匀强磁场中，线框可绕ab边转动，如图所示，求：（1）在图示位置处的磁通量。（2）由图示位置转过60°角位置时的磁通量。（3）由图示位置转过90°角处的磁通量。（4）由图示位置转过180°时磁通量的变化量的大小。试题 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 1.A提示：地球可看成一个大的磁体，其地理北极为地磁S极，地理南极为地磁N极。根据地磁场分布可知，其等效电流方向由地理北极向南极看（图中俯视）为顺时针，与地球自转方向相反，故地球应带负电。2.0.8；向左当t＝2s时，均匀变化的磁场产生恒定电流，沿逆时针方向，则：用左手定则判定安培力的方向向左3.D4.；a到b5.0.048N，方向向左6.提示：据功能关系解以上三式得：7.8.B9.AD10.B11.D提示：长为L的直导线由中点折成直角后，始端到末端的距离，即导线在磁场中有效长度为因，所以磁场对通电导线的作用力12.13.C提示：蹄形磁铁的磁感线是闭合曲线，磁铁外部，磁感线由N极到S极，在磁铁内部内S极到N极，穿过线圈的磁感线的条数要同时考虑磁铁内、外的磁感线并取其代数和。由蹄形磁铁的磁感线分布知，a、b、c三位置从磁铁外部穿过线圈的磁感线条数依次减少，而从磁铁内部穿过线圈的磁感线条数在a、b、c三位置依次增加，所以C正确。14.C15.0.02；变大16.（1）；（2）；（3）0；（4）