《（北京專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 磁場(chǎng) 第1講 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（北京專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 磁場(chǎng) 第1講 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用課件（33頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第1講磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、磁場(chǎng)的描述一、磁場(chǎng)的描述1.磁場(chǎng)磁場(chǎng)(1)基本特性:磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有磁場(chǎng)力磁場(chǎng)力的作用。(2)方向:小磁針的N極極所受磁場(chǎng)力的方向。2.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)物理意義:描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱強(qiáng)弱和方向方向。(2)大小:B=(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)放置)。(3)方向:小磁針靜止時(shí)N極極的指向。(4)單位:特斯拉(T)。FIL3.勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)(1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等處處相等、方向處處相同處處相同的磁場(chǎng)稱為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。(2)特點(diǎn)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線。4.磁感線磁感線(1)磁感線:在磁場(chǎng)中畫(huà)

2、出一些有方向的曲線,使曲線上各點(diǎn)的切線切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一致,這樣的曲線叫磁感線。(2)條形磁鐵、蹄形磁鐵和地磁場(chǎng)周?chē)拇鸥芯€分布如圖所示。(3)電流周?chē)鸥芯€分布 通電直導(dǎo)線通電螺線管環(huán)形電流安培定則立體圖截面圖二、安培力二、安培力1.定義定義:磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力作用力叫安培力。2.安培力的大小計(jì)算安培力的大小計(jì)算(1)當(dāng)B、I、L兩兩垂直時(shí)F=BIL。若B與I(L)夾角為,則F=BILsin 。(2)公式的適用條件:一般只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)。3.安培力的方向安培力的方向(1)判定:左手定則。(2)安培力的方向特點(diǎn),FB,FI,即F垂直于B和I決定的平面?！厩榫八夭那榫八夭慕處焸溆?/p>

3、教師備用】1.下列關(guān)于磁場(chǎng)的說(shuō)法,正確的是()A.只有磁鐵周?chē)糯嬖诖艌?chǎng)B.磁場(chǎng)是假想的,不是客觀存在的C.磁場(chǎng)是在磁極與磁極、磁極與電流發(fā)生作用時(shí)才產(chǎn)生的D.磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用的答案答案 D磁鐵周?chē)嬖诖艌?chǎng),運(yùn)動(dòng)電荷周?chē)泊嬖诖艌?chǎng),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;磁場(chǎng)雖然看不到摸不著,卻是客觀存在的,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間的作用是通過(guò)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。D2.(多選)兩根通電的長(zhǎng)直導(dǎo)線平行放置,電流分別為I1和I2,電流的方向如圖所示,在與導(dǎo)線垂直的平面上有a、b、c、d四點(diǎn),其中a、b在導(dǎo)線橫截面連線的延長(zhǎng)線上,c、d

4、在導(dǎo)線橫截面連線的垂直平分線上。則導(dǎo)體中的電流在這四點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的是()A.a點(diǎn) B.b點(diǎn)C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)AB答案答案 AB由安培定則知a、b兩處I1和I2形成的磁場(chǎng)方向共線反向,若再滿足大小相等,則Ba=0或Bb=0;c、d兩處,I1和I2形成的磁場(chǎng)方向不共線,故合磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為零。3.一根容易形變的彈性導(dǎo)線,兩端固定。導(dǎo)線中通有電流,方向如圖中箭頭所示。當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí),導(dǎo)線呈直線狀態(tài);當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個(gè)圖示中正確的是()答案答案 D通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受安培力時(shí),可用左手定則判斷安培力的方向。D深化拓展深化拓

5、展考點(diǎn)一考點(diǎn)一對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線的認(rèn)識(shí)對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線的認(rèn)識(shí)考點(diǎn)二考點(diǎn)二安培力大小的計(jì)算及應(yīng)用安培力大小的計(jì)算及應(yīng)用考點(diǎn)三考點(diǎn)三與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問(wèn)題的分析方法與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問(wèn)題的分析方法深化拓展深化拓展考點(diǎn)一對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線的認(rèn)識(shí)考點(diǎn)一對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線的認(rèn)識(shí)1.對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的理解及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的疊加(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定,就像電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身決定一樣,跟該位置放不放通電導(dǎo)線無(wú)關(guān)。(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式也是其度量式。用來(lái)測(cè)量某處磁感應(yīng)強(qiáng)度B的小段通電導(dǎo)線通常應(yīng)垂直磁感線放入磁場(chǎng),如果小段通電導(dǎo)線平行磁感線放入磁場(chǎng),則其所受安培力為零,但不能說(shuō)該點(diǎn)的磁感

6、應(yīng)強(qiáng)度為零。(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,其方向?yàn)榉湃肫渲械男〈裴橃o止時(shí)N極的受力方向。(4)合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和(滿足平行四邊形定則)。2.磁感線與電場(chǎng)線的比較磁感線與電場(chǎng)線的比較 磁感線電場(chǎng)線相似點(diǎn)引入目的都是為了形象地描述場(chǎng)而引入的假想曲線,實(shí)際不存在疏密意義都能定性描述場(chǎng)的強(qiáng)弱切線方向都表示該點(diǎn)場(chǎng)的方向是否相交都不相交不同點(diǎn)閉合曲線,外部由NS,內(nèi)部由SN起始于正電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)),終止于無(wú)窮遠(yuǎn)(或負(fù)電荷)1-1如圖,兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2,且I1I2;a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn),且a、b、c與兩導(dǎo)線共面;b點(diǎn)在兩導(dǎo)線之

7、間,b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是()A.a點(diǎn) B.b點(diǎn)C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)C答案答案C由安培定則畫(huà)出a、b、c、d各點(diǎn)的磁感線的分布圖,由圖可知電流I1、I2在a、c兩點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相反,這兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零,又I1I2,故磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)距I1的距離應(yīng)比I2的大,故C正確,A、B、D均錯(cuò)誤。1-2三根相互平行的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線放在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,如圖所示為其截面圖,電流方向如圖。若每根導(dǎo)線的電流均為I,每根直導(dǎo)線單獨(dú)存在時(shí),在三角形中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都是B,則三根導(dǎo)線同時(shí)存在時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.0 B.B C.2B D.3BC答案答案

8、C利用安培定則將三條導(dǎo)線在O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向判斷出來(lái),如圖所示,由于B1=B2=B3=B,由圖可知,B2與B3夾角為120,合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小仍為B,方向與B1相同,故三根導(dǎo)線在O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,C對(duì)?？键c(diǎn)二安培力大小的計(jì)算及應(yīng)用考點(diǎn)二安培力大小的計(jì)算及應(yīng)用1.安培力大小安培力大小(1)當(dāng)IB時(shí),F=BIL;(2)當(dāng)IB時(shí),F=0;(3)當(dāng)I與B夾角為時(shí),F=BIL sin。注意注意 (1)當(dāng)導(dǎo)線彎曲時(shí),L是導(dǎo)線兩端的有效線段的長(zhǎng)度(如圖所示)。(2)對(duì)于任意形狀的閉合線圈,其有效長(zhǎng)度均為零,所以通電后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到的安培力的矢量和為零。2.安培力的方向安培力的方向用左手定則判

9、斷,注意安培力既垂直于B,也垂直于I,即垂直于B與I決定的平面。2-1通電矩形導(dǎo)線框abcd與無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi),電流方向如圖所示,ad邊與MN平行,關(guān)于MN中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)線框的作用,下列敘述中正確的是()A.線框有兩條邊所受到的安培力方向相同B.線框有兩條邊所受到的安培力大小相等C.整個(gè)線框有向里收縮的趨勢(shì)D.若導(dǎo)線MN向左微移,各邊受力將變小,但合力不變B答案答案 B由直線電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的特點(diǎn)可知,與導(dǎo)線MN距離相等的位置磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,因此只有ab與cd邊受到的安培力大小相等,B對(duì);由安培定則知MN中電流在導(dǎo)線框處產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向里,由左手定則可判定ab邊受安培力

10、方向向下,cd邊受安培力方向向上,ad邊受安培力方向向左,bc邊受安培力方向向右,整個(gè)線框有向外擴(kuò)張的趨勢(shì),A、C錯(cuò);若MN向左微移,則線框各邊所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度均減弱,但ad邊所在處減弱更多,故各邊受安培力均變小,線框所受向左的合力變小,D錯(cuò)。2-2如圖,一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,且與磁場(chǎng)方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng),且abc=bcd=135。流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I,方向如圖中箭頭所示。導(dǎo)線abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力 ()A.方向沿紙面向上,大小為(+1)ILBB.方向沿紙面向上,大小為(-1)ILBC.方向沿紙面向下,大小為(+1

11、)ILB222D.方向沿紙面向下,大小為(-1)ILB2A答案答案 A由左手定則及力的合成可知合力方向沿紙面向上,故知C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤。導(dǎo)線受安培力的有效長(zhǎng)度為線段ad的長(zhǎng)度,Lad=(+1)L,再由安培力公式F=BIL可得合力大小為(+1)ILB,選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤。22考點(diǎn)三與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問(wèn)題的分析方法考點(diǎn)三與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問(wèn)題的分析方法1.解題基本思路解題基本思路:2.求解關(guān)鍵求解關(guān)鍵:(1)電磁問(wèn)題力學(xué)化。(2)立體圖形平面化。3-1(多選)如圖所示為電磁軌道炮的工作原理圖。待發(fā)射彈體與軌道保持良好接觸,并可在兩平行軌道之間無(wú)摩擦滑動(dòng)。電流從一條軌道流入,通過(guò)彈體后從另一條

12、軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道平面的磁場(chǎng)(可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與電流I成正比。通電的彈體在安培力的作用下離開(kāi)軌道,則下列說(shuō)法正確的是()A.彈體向左高速射出B.I為原來(lái)的2倍,彈體射出的速度也為原來(lái)的2倍C.彈體的質(zhì)量為原來(lái)的2倍,射出的速度也為原來(lái)的2倍D.軌道長(zhǎng)度L為原來(lái)的4倍,彈體射出的速度為原來(lái)的2倍BD答案答案 BD根據(jù)安培定則可知,彈體處的磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向里,再利用左手定則可知,彈體受到的安培力水平向右,所以彈體向右高速射出,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;設(shè)B=kI(其中k為比例系數(shù)),軌道間距為l,彈體的質(zhì)量為m,射出時(shí)的速度為v,則安培力F=BIl=kI2l,根

13、據(jù)動(dòng)能定理有FL=mv2,可得v=I,對(duì)B、C、D項(xiàng)分析可知,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,B、D正確。122klLm3-2如圖甲所示,在水平地面上固定一對(duì)與水平面傾角為的光滑平行導(dǎo)電軌道,軌道間的距離為l,兩軌道底端的連線與軌道垂直,頂端接有電源。將一根質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒ab放在兩軌道上,且與兩軌道垂直。已知軌道和導(dǎo)體棒的電阻及電源的內(nèi)電阻均不能忽略,通過(guò)導(dǎo)體棒的恒定電流大小為I,方向由a到b,圖乙為圖甲沿ab方向觀察的側(cè)視圖。若重力加速度為g,在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止。(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙所示的側(cè)視圖中畫(huà)出導(dǎo)體棒受力的示意圖;(2)求出磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小;(3)如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場(chǎng)方向,試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值的大小和方向。答案答案見(jiàn)解析解析解析(1)導(dǎo)體棒受力如圖所示(2)根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知,磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小F=mg tan(3)要使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,則要求安培力最小。根據(jù)受力情況可知,最小安培力Fmin=mg sin,方向平行于軌道斜向上所以最小磁感應(yīng)強(qiáng)度Bmin=根據(jù)左手定則可判斷出,此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪避壍榔矫嫘毕蛏?。minFIlsinmgIl