《（北京專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 磁場 第1講 磁場的描述 磁場對電流的作用課件》由會員分享，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 第1講 磁場的描述 磁場對電流的作用課件（33頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第1講磁場的描述磁場對電流的作用知識梳理知識梳理一、磁場的描述一、磁場的描述1.磁場磁場(1)基本特性:磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有磁場力磁場力的作用。(2)方向:小磁針的N極極所受磁場力的方向。2.磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度(1)物理意義:描述磁場的強弱強弱和方向方向。(2)大小:B=(通電導(dǎo)線垂直于磁場放置)。(3)方向:小磁針靜止時N極極的指向。(4)單位:特斯拉(T)。FIL3.勻強磁場勻強磁場(1)定義:磁感應(yīng)強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稱為勻強磁場。(2)特點勻強磁場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:在磁場中畫

2、出一些有方向的曲線,使曲線上各點的切線切線方向都跟這點的磁感應(yīng)強度方向一致,這樣的曲線叫磁感線。(2)條形磁鐵、蹄形磁鐵和地磁場周圍的磁感線分布如圖所示。(3)電流周圍磁感線分布 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:磁場對電流的作用力作用力叫安培力。2.安培力的大小計算安培力的大小計算(1)當(dāng)B、I、L兩兩垂直時F=BIL。若B與I(L)夾角為,則F=BILsin 。(2)公式的適用條件:一般只適用于勻強磁場。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,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)于磁場的說法,正確的是()A.只有磁鐵周圍才存在磁場B.磁場是假想的,不是客觀存在的C.磁場是在磁極與磁極、磁極與電流發(fā)生作用時才產(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磁場發(fā)生相互作用的答案答案 D磁鐵周圍存在磁場,運動電荷周圍也存在磁場,故選項A錯誤;磁場雖然看不到摸不著,卻是客觀存在的,故選項B錯誤;磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間的作用是通過磁場實現(xiàn)的,選項C錯誤,選項D正確。D2.(多選)兩根通電的長直導(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,其中a、b在導(dǎo)線橫截面連線的延長線上,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產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度可能為零的是()A.a點 B.b點C.c點 D.d點AB答案答案 AB由安培定則知a、b兩處I1和I2形成的磁場方向共線反向,若再滿足大小相等,則Ba=0或Bb=0;c、d兩處,I1和I2形成的磁場方向不共線,故合磁感應(yīng)強度不可能為零。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)沒有磁場時,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磁場時,描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個圖示中正確的是()答案答案 D通電導(dǎo)線在磁場中受安培力時,可用左手定則判斷安培力的方向。D深化拓展深化拓

5、展考點一考點一對磁感應(yīng)強度、磁感線的認(rèn)識對磁感應(yīng)強度、磁感線的認(rèn)識考點二考點二安培力大小的計算及應(yīng)用安培力大小的計算及應(yīng)用考點三考點三與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問題的分析方法與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問題的分析方法深化拓展深化拓展考點一對磁感應(yīng)強度、磁感線的認(rèn)識考點一對磁感應(yīng)強度、磁感線的認(rèn)識1.對磁感應(yīng)強度B的理解及磁感應(yīng)強度B的疊加(1)磁感應(yīng)強度由磁場本身決定,就像電場強度由電場本身決定一樣,跟該位置放不放通電導(dǎo)線無關(guān)。(2)磁感應(yīng)強度B的定義式也是其度量式。用來測量某處磁感應(yīng)強度B的小段通電導(dǎo)線通常應(yīng)垂直磁感線放入磁場,如果小段通電導(dǎo)線平行磁感線放入磁場,則其所受安培力為零,但不能說該點的磁感

6、應(yīng)強度為零。(3)磁感應(yīng)強度是矢量,其方向為放入其中的小磁針靜止時N極的受力方向。(4)合磁感應(yīng)強度等于各磁場的磁感應(yīng)強度的矢量和(滿足平行四邊形定則)。2.磁感線與電場線的比較磁感線與電場線的比較 磁感線電場線相似點引入目的都是為了形象地描述場而引入的假想曲線,實際不存在疏密意義都能定性描述場的強弱切線方向都表示該點場的方向是否相交都不相交不同點閉合曲線,外部由NS,內(nèi)部由SN起始于正電荷(或無窮遠),終止于無窮遠(或負(fù)電荷)1-1如圖,兩根相互平行的長直導(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,且a、b、c與兩導(dǎo)線共面;b點在兩導(dǎo)線之

7、間,b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直。磁感應(yīng)強度可能為零的點是()A.a點 B.b點C.c點 D.d點C答案答案C由安培定則畫出a、b、c、d各點的磁感線的分布圖,由圖可知電流I1、I2在a、c兩點的磁場方向相反,這兩點處的磁感應(yīng)強度可能為零,又I1I2,故磁感應(yīng)強度為零的點距I1的距離應(yīng)比I2的大,故C正確,A、B、D均錯誤。1-2三根相互平行的通電長直導(dǎo)線放在等邊三角形的三個頂點上,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)線單獨存在時,在三角形中心O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小都是B,則三根導(dǎo)線同時存在時的磁感應(yīng)強度大小為()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)強度的方向判斷出來,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)強度大小為2B,C對?？键c二安培力大小的計算及應(yīng)用考點二安培力大小的計算及應(yīng)用1.安培力大小安培力大小(1)當(dāng)IB時,F=BIL;(2)當(dāng)IB時,F=0;(3)當(dāng)I與B夾角為時,F=BIL sin。注意注意 (1)當(dāng)導(dǎo)線彎曲時,L是導(dǎo)線兩端的有效線段的長度(如圖所示)。(2)對于任意形狀的閉合線圈,其有效長度均為零,所以通電后在勻強磁場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與無限長通電直導(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)生的磁場對線框的作用,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.整個線框有向里收縮的趨勢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)生磁場的特點可知,與導(dǎo)線MN距離相等的位置磁感應(yīng)強度大小相等,因此只有ab與cd邊受到的安培力大小相等,B對;由安培定則知MN中電流在導(dǎo)線框處產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里,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,整個線框有向外擴張的趨勢,A、C錯;若MN向左微移,則線框各邊所在處磁感應(yīng)強度均減弱,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。2-2如圖,一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中,且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L,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選項錯誤。導(dǎo)線受安培力的有效長度為線段ad的長度,Lad=(+1)L,再由安培力公式F=BIL可得合力大小為(+1)ILB,選項A正確、B錯誤。22考點三與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問題的分析方法考點三與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問題的分析方法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摩擦滑動。電流從一條軌道流入,通過彈體后從另一條

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(可視為勻強磁場),磁感應(yīng)強度的大小與電流I成正比。通電的彈體在安培力的作用下離開軌道,則下列說法正確的是()A.彈體向左高速射出B.I為原來的2倍,彈體射出的速度也為原來的2倍C.彈體的質(zhì)量為原來的2倍,射出的速度也為原來的2倍D.軌道長度L為原來的4倍,彈體射出的速度為原來的2倍BD答案答案 BD根據(jù)安培定則可知,彈體處的磁場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A錯誤;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,射出時的速度為v,則安培力F=BIl=kI2l,根

13、據(jù)動能定理有FL=mv2,可得v=I,對B、C、D項分析可知,選項C錯誤,B、D正確。122klLm3-2如圖甲所示,在水平地面上固定一對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磁場,使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止。(1)請在圖乙所示的側(cè)視圖中畫出導(dǎo)體棒受力的示意圖;(2)求出磁場對導(dǎo)體棒的安培力的大小;(3)如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場方向,試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強磁場磁感應(yīng)強度B的最小值的大小和方向。答案答案見解析解析解析(1)導(dǎo)體棒受力如圖所示(2)根據(jù)共點力平衡條件可知,磁場對導(dǎo)體棒的安培力的大小F=mg tan(3)要使磁感應(yīng)強度最小,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)強度Bmin=根據(jù)左手定則可判斷出,此時的磁感應(yīng)強度的方向為垂直軌道平面斜向上。minFIlsinmgIl