鲁科版高中物理必修第三册第6章章末综合提升课件+学案+练习含答案

主题1　安培定则的应用和磁场的叠加

1．安培定则描述了电流方向与磁场方向之间的关系，应用它可以判断直线电流、环形电流及通电螺线管周围磁感线的分布及方向，在应用时，应注意分清“因”和“果”：

(1)直线电流的磁场：拇指指向“原因”即电流方向；四指指向“结果”即磁感线的环绕方向。

(2)环形电流的磁场：四指指向“原因”即电流方向；拇指指向“结果”即中心轴线的磁感线方向。

(3)通电螺线管的磁场：四指指向“原因”即电流方向；拇指指向“结果”即螺线管内部沿中心轴线的磁感线方向，亦即指向螺线管的N极。

2．一个其他形状的电流(如矩形、三角形等)的磁场，从整体效果上可等效为环形电流的磁场，采用安培定则判定。也可以分成几段直线电流判定，然后利用磁场叠加思想处理。

3．磁场的叠加：磁感应强度是矢量，合成时遵循平行四边形定则。

【典例1】　在地球赤道上进行实验时，用磁传感器测得赤道上P点的地磁场磁感应强度大小为B0。如图所示，将一条形磁铁固定在过P点的水平线上，让N极指向正北方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度大小为B1；现将条形磁铁以P点为轴旋转90°，使其N极指向正东方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度的大小应为(可认为地磁南、北极与地理北、南极重合)(　　)

A．B1－B0　　 B．

C．B1＋B0 D．

B　[根据题意可知，赤道上P点的地磁场磁感应强度大小为B0，条形磁铁N极指向正北方向时，其在P点的磁感应强度方向也是正北方向，故条形磁铁在P点产生的磁感应强度大小为B＝B1－B0，条形磁铁N极指向正东方向时，其在P点的磁感应强度方向是正东方向，故P点的磁感应强度大小为B′＝＝＝，B正确，A、C、D错误。]

主题2　学习磁通量应注意的问题

1．磁通量的正负

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

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．净磁通量

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磁感线的净条数，即净磁通量。

4．多匝线圈

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，则n匝线圈与单匝线圈的磁通量相同，即磁通量的大小与线圈匝数n无关。

【典例2】　(多选)如图所示是等腰直角三棱柱，其中正方形ABCD的边长为L，按图示位置放置在方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，下列说法中正确的是(　　)

A．通过ABCD平面的磁通量为BL2

B．通过BCFE平面的磁通量为BL2

C．通过ADFE平面的磁通量为零

D．通过整个三棱柱的磁通量为零

BCD　[磁感应强度B和ABCD平面不垂直，根据Φ＝BScos θ知，穿过ABCD平面的磁通量为BL2，故A项错误；磁感应强度B和BCFE平面垂直，故B项正确；磁感应强度B和ADFE平面平行，故通过ADFE平面的磁通量为零，C项正确；磁感线从ABCD平面穿入，进入三棱柱后不终止，从BCFE平面穿出，若穿入磁通量为正，则穿出磁通量为负，故穿过整个三棱柱的磁通量为零，D项正确。]

主题3　能量守恒定律的应用

能量守恒定律的表达式

(1)从不同状态看，E初＝E末。

(2)从能的转化角度看，ΔE增＝ΔE减。

(3)从能的转移角度看，ΔEA增＝ΔEB减。

【典例3】　如图所示，皮带的速度是3 m/s，两圆心的距离s＝4.5 m，现将m＝1 kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ＝0.15，电动机带动皮带将物体由静止从左轮运送到右轮正上方时，求：(g取10 m/s2)

(1)小物体获得的动能Ek；

(2)这一过程摩擦产生的热量Q；

(3)这一过程电动机消耗的电能E。

[解析]　(1)设小物体与皮带达到共同速度时，物体相对地面的位移为s′

由动能定理：μmgs′＝mv2，解得s′＝3 m＜4.5 m

即物体可与皮带达到共同速度，此时

Ek＝mv2＝×1×32 J＝4.5 J。

(2)根据牛顿第二定律得：

由μmg＝ma得a＝1.5 m/s2

由v＝at得t＝2 s

则Q＝μmg(vt－s′)＝0.15×1×10×(6－3) J＝4.5 J。

(3)由能量守恒定律知

E＝Ek＋Q＝4.5 J＋4.5 J＝9 J。

[答案]　(1)4.5 J　(2)4.5 J　(3)9 J