高中物理必备知识点 磁感应强度相关.doc

二、安培力 磁感应强度【要点导学】1、本节学习磁场对通电导线的作用力(安培力)、磁感应强度的定义，通过本节学习求理解磁感应强度b的定义及单位、知道匀强磁场及其磁感线分布特征、会用公式f=bil解答有关问题、知道左手定则的内容，并会用它解答有关问题图15-2-12、磁感应强度：将一小段通电直导线垂直磁场放置时，其受到的磁场力f与电流强度i成_、与导线的长度l成_，其中f/il是与通电导线长度和电流强度都_的物理量，它反映了该处磁场的_，定义f/il为该处的_.其单位为_，方向为该点的磁感线的_,也是小磁针在该处静止时n极的_。3、匀强磁场：如果某个区域里磁感应强度大小_，且_相同，这个区域里的磁场叫做匀强磁场,匀强磁场的磁感线是一组平行且_的直线匀强磁场是一种理想化的模型，大的异名磁极之间的磁场、通电螺旋管内部（扣除边缘区域）的磁场可以近似看作匀强磁场处理，如图15-2-1所示.图15-2-24、安培力的方向（左手定则）：当磁场与电流垂直时，安培力、磁场、电流构成如图15-2-2的三维直角坐标系当磁场方向与电流方向不垂直时，安培力、磁场的垂直分量、电流构成如图15-2-2所示的三维直角坐标系尽管磁场与电流方向可以不垂直，但安培力肯总是直于电流方向、同时也垂直于磁场方向，即垂直于_方向和_方向所构成的平面5、安培力的大小：在匀强磁场中，通电导线受到的安培力的计算公式为_非匀强磁场可以看成是很多个大小、方向不同的匀强磁场的组合，通电导线在非匀强磁场中受到的安培力，是每一小段受到的安培力的合力【范例精析】例1、一小段通电直导线放在空间某个区域中不受到安培作用，能否说导线所在的区域的磁感应强度为零？解析： 根据安培力的计算公式，导致安培力等于零的可能有两种：（1）该处的磁感应强度为零；（2）导线与磁感线平行00或1800），因此不能肯定该处的磁感应强度一定为零拓展： 在电场中某点电荷不受电场力，可以肯定该点的电场强度等于零；磁场力比电场力复杂，通电导线与磁感线平行时是不受到安培力的，真实由于这一缘故，我们不能从安培力为零来推证磁感应强度也一定为零 例2、 试用电流的磁场及磁场对电流的作用力的原理，证明通有同向电流的导线相互吸引，通有异向电流的导线相互推斥力解析：如图15-2-3所示，研究对的磁场力：（1）根据安培定则画出电流在导线处产生的磁场分布图；（2）根据左手定则可知通电导线受到的磁场力是向左的；（3）根据牛顿第三定律，可知通电导线受到的磁场力是向左的，即通有同向电流的平行导线相互吸引同理可得通有异向电流的平行导线是相互推斥的拓展：两根平行的通电导线之间有力的作用，这是实验所证明的结论，通电导线之间的作用力是通过磁场相互作用的有些同学在研究两根导线之间的相互作用力时，同时画出两根导线在空间产生的磁场是没有必要的，也是思路不清的表现，两根导线之间的作用是通过各自的磁场对另一方作用的，不是两个磁场的相互作用。例3、如图15-2-4所示，质量为的导体棒ab静止在水平导轨上，导轨宽度为，已知电源的电动势为，内阻为，导体棒的电阻为，其余接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为，磁感应强度为，求轨道对导体棒的支持力和摩擦力解析：涉及安培力时的物体的平衡问题，通过对通电棒的受力分析，根据共点力平衡方程求解棒的受力分析图如图15-2-5所示由闭合电路欧姆定律由安培力公式由共点力平衡条件 整理得 拓展：本题是有关安培力的典型问题，必须作好受力分析图，原题给出的是立体图是很难进行受力分析，应画出投影图，养成良好的受力习惯是能力培养过程中的一个重要环节【能力训练】 1关于磁感强度下列说法中正确的是【 】 （a）由b=f/il知，磁场中某点的磁感强度的大小与il的乘积成反比，与f成正比（b）无论i的方向如何都可由b=f/il求磁感强度的大小（c）磁场中某处磁感强度方向与通电导线在该处的安培力的方向相同（d）磁场中某点的磁感强度大小是由磁场本身因素决定的，而与有无检验电流无关 2磁感应强度单位是特斯拉，1特斯拉相当于【 】 (a) 1kg/as2 (b) 1kgm/as2 （c）1kgm2/s2 (d) 1kgm2/as23如图15-2-6所示,两根平行的直导线,通以大小相等、方向相反的电流，下列说法中正确的是【 】 图15-2-6(a)两根导线之间不存在磁场(b)两根导线之外不存在磁场(c)两根导线之间存在磁场,方向垂直纸面向里(d)两根导线之间存在磁场,方向垂直纸面向外4如图15-2-7所示，一根质量为m的金属棒ac用软线悬挂在磁感强度为b的匀强磁场中，通入ac方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是【 】图15-2-7(a)不改变电流和磁场方向，适当增大电流(b)只改变电流方向，并适当减小电流(c)不改变磁场和电流方向，适当减小磁感强度(d)同时改变磁场方向，并适当增大磁感强度5如图15-2-8所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则【 】图15-2-8 (a)磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用 (b)磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用 (c)磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用 (d)磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用6一根导线长02m，通以3a的电流，在磁场中某处受到的最大的磁场力是6102n，则该处的磁感应强度b的大小是_t如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的b的大小是_t7在赤道上，地球磁场磁感应强度的大小是0.5104t，则沿东西方向、长为20m，通有由西向东30a电流的水平导线，受地磁场作用力的大小为_，方向为_。8在磁感应强度b0.3t的匀强磁场中，放置一根长10cm的直导线，导线中通过i2a的电流.求以下情况，导线所受的安培力：(1)导线和磁场方向垂直；(2)导线和磁场方向的夹角为30；(3)导线和磁场方向平行.【素质提高】图15-2-99如图15-2-9所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为f1当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到磁场力大小变为f2，则此时b受到的磁场力大小变为 【 】（a）f2 （b）f1-f2 （c）f1+f2 （d）2f1-f2 10如图15-2-10所示, 在与水平方向成600角的光滑金属导轨间连一电源, 在相距1m的平行导轨上, 放一重力为3n的金属棒ab, 棒上通过3a的电流, 磁场方向竖