复习方案202X届高考物理一轮复习第9单元磁场第24讲磁场的描述磁场对电流的作用课件

1、第24讲PART 24磁场的描述 场对电流的作用教材知识梳理考点互动探究教师备用习题一、磁场、磁感应强度1.磁场(1)基本性质:对放入其中的磁体或运动电荷(电流)有,磁体、电流之间都是通过发生相互作用的.(2)方向:小磁针静止时所指的方向.2.磁感应强度(1)物理意义:表示磁场的物理量.(2)定义式:.单位:特斯拉,简称特,符号是T.(3)方向:小磁针静止时所指方向.教材知识梳理力的作用磁场N极强弱和方向N极二、磁感线1.磁感线:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的的方向一致.2.特点(1)磁感线是假想的曲线,客观上.(2)磁感线上某点的方向就是该点的磁场方向.(3)磁感线

2、的定性地表示磁场的强弱.(4)磁感线是曲线,没有起点和终点.教材知识梳理磁感应强度不存在切线疏密闭合三、安培力1.安培力的大小(1)磁场和电流垂直时,F=.(2)磁场和电流平行时,F=.2.安培力的方向用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向的方向,这时所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.教材知识梳理BIL0电流拇指教材知识梳理【辨别明理】(1)磁场是客观存在的,磁感线实际上是不存在的,磁感线上各点的切线方向表示该点的磁场方向.()(2)磁场中某点磁感应强度的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致.

3、()(3)相邻两条磁感线之间的空白区域磁感应强度为零. ()(4)将通电导线放入磁场中,若不受安培力,说明该处磁感应强度为零.()(5)通电导线在磁感应强度越大的地方所受安培力越大.()教材知识梳理(6)磁场中某区域的磁感线如图24-1所示,同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小. ()图24-1教材知识梳理考点一磁感应强度、磁场的叠加考点互动探究考向一磁感应强度的理解考点互动探究考点互动探究答案 D考点互动探究考向二磁感应强度B与电场强度E的比较考点互动探究磁感应强度B电场强度E大小决定因素由磁场决定,与电流元无关由电场决定,与试探电荷无关场的叠加合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢

4、量和合电场强度等于各电场的电场强度的矢量和考点互动探究例2 (多选)下列说法中正确的是()A.电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度为零B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零C.电场中某点电场的强弱,用一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值表征D.磁场中某点磁场的强弱,用一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值表征考点互动探究答案 AC考点互动探究考向三电流的磁场及安培定则安培定则磁感线磁场特点直线电流的磁场无磁极、非匀强磁场,且距导线越远磁场越弱考点互动探究环形电流的磁场环形电流的两侧分别是N极和S极,且离圆环中

5、心越远磁场越弱通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场,管外为非匀强磁场考点互动探究例3 如图24-2所示,直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远,其磁场互不影响,当开关S闭合后,则小磁针北极N(黑色一端)指示磁场方向正确的是()A.a B.bC.c D.d图24-2考点互动探究答案 C考点互动探究考向四磁场的叠加磁感应强度为矢量,合成与分解遵循平行四边形定则.考点互动探究考点互动探究图24-3考点互动探究答案 AC考点二安培力的大小与方向考点互动探究1.用公式F=BIL计算安培力大小时应注意(1)B与I垂直.(2)L是有效长度.公式F=ILB中L指的是“有效长度”.当B与I垂

6、直时,F最大,F=ILB;当B与I平行时,F=0.考点互动探究弯曲导线的有效长度L等于在垂直磁场平面内的投影两端点所连线段的长度(如图24-4所示),相应的电流方向沿L由始端流向末端.图24-4 闭合线圈通电后,在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零.2.方向:根据左手定则判断.考点互动探究例5 如图24-5所示,AC是一个用长为L的导线弯成的以O为圆心的四分之一圆弧,将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中.当在该导线中通以由C到A的大小为I的恒定电流时,该导线受到的安培力是()图24-5考点互动探究答案 B考点互动探究图24-6考点互动探究答案 BC考点互动探究考点三安培力作用

7、下导体的运动考点互动探究判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势,首先必须弄清楚导体所在位置的磁场磁感线分布情况,然后利用左手定则准确判定导体的受力情况,进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向.考点互动探究图24-7考点互动探究答案 B解析 方法一(电流元法):把线圈L1沿水平转动轴分成上、下两部分,每一部分又可以看成无数段直线电流元,电流元处在L2产生的磁场中,根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上,由左手定则可得,上半部分电流元所受安培力均指向纸外,下半部分电流元所受安培力均指向纸内,因此从左向右看线圈L1将顺时针转动.考点互动探究方法二(等效法):把线圈L1等效为小磁针,该小磁针

8、刚好处于环形电流I2的中心,小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向,由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心处竖直向上,而L1等效成小磁针后,转动前,N极指向纸内,因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上,所以从左向右看,线圈L1将顺时针转动.方法三(结论法):环形电流I1、I2不平行,则一定有相对转动,直到两环形电流同向平行为止.据此可得,从左向右看,线圈L1将顺时针转动.考点四安培力作用下的平衡与加速考点互动探究(1)选定研究对象;(2)变三维为二维,如侧视图、剖面图或俯视图等,并画出平面受力分析图,其中安培力的方向要注意F安B、F安I;(3)列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解.考点互动

9、探究例7 人教版选修3-1改编 如图24-8所示的电流天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,水平边长l=10 cm,共N=9匝,线圈的下部处于匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面.当线圈中通有电流I=0.10 A(方向如图)时,在天平左、右两边加上质量分别为m1、m2的砝码,天平平衡.当电流反向(大小不变)时,左边再加上质量为m=4.32 g的砝码后,天平重新平衡.重力加速度g取10 m/s2,由此可知 ()A.磁感应强度的方向垂直于纸面向外,大小为0.24 TB.磁感应强度的方向垂直于纸面向外,大小为0.12 TC.磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为0.24 TD.磁感应强

10、度的方向垂直于纸面向里,大小为0.12 T图24-8考点互动探究答案 C考点互动探究变式题1 如图24-9所示,平行金属导轨与水平面成37角,上端接有电源和滑动变阻器,金属杆ab横跨放在导轨上,其有效长度为0.5 m,质量为0.2 kg,与导轨间的动摩擦因数为0.1.空间存在竖直向上的磁感应强度为2 T的匀强磁场.要使ab杆在导轨上保持静止,则ab中的电流大小应在什么范围?(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)图24-9考点互动探究答案 1.21 AI1.84 A考点互动探究考点互动探究变式题2 (多选)如图24-10所示为电磁轨道炮

11、的工作原理图.待发射弹体与轨道保持良好接触,并可在两平行轨道之间无摩擦滑动.电流从一条轨道流入,通过弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与电流I成正比.通电的弹体在安培力的作用下滑行L后离开轨道,则下列说法正确的是()A.弹体向左高速射出B.I变为原来的2倍时,弹体射出的速度也变为原来的2倍C.弹体的质量变为原来的2倍时,射出的速度也变为原来的2倍D.L变为原来的4倍时,弹体射出的速度变为原来的2倍图24-10考点互动探究答案 BD教师备用习题1.(多选)2015全国卷 指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针,下列说法正确的是

12、 ()A.指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转答案 BC解析指南针为一具有磁性的物体,有两个磁极,A错误;指南针能指南北,说明指南针受到地磁场的作用,B正确;当有铁块存在时,指南针会与铁块产生相互作用的磁力,故指向受到干扰,C正确;指南针正上方的通电导线会产生磁场,与地磁场共同作用于指南针,故指南针会发生偏转,D错误.教师备用习题教师备用习题答案 B教师备用习题3.(多选)图是“探究影响通电导体在磁场中受力的因素”的实验示意图.三块相同蹄形磁铁并列放置在水平桌面上

13、,导体棒用图中1、2、3、4轻而柔软的细导线悬挂起来,它们之中的任意两根与导体棒和电源构成回路.认为导体棒所在位置附近为匀强磁场,最初导线1、4接在直流电源上,电源没有在图中画出.关于接通电源时可能出现的实验现象,下列叙述正确的是()A.改变电流方向同时改变磁场方向,导体棒摆动方向将会改变B.仅改变电流方向或者仅改变磁场方向,导体棒摆动方向一定改变C.增大电流并同时改变连接导体棒的细导线,接通电源时,导体棒摆动幅度一定增大D.仅拿掉中间的磁铁,导体棒摆动幅度减小教师备用习题答案 BD教师备用习题4.2015江苏卷 如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度.如图所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等,将它们分别挂在天平的右臂下方.线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态.若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡