金版学案2017高三物理一轮：81磁场及其描述 磁场对电流的作用

1、第第1课时磁场及其描述磁场对电流的作用课时磁场及其描述磁场对电流的作用 考点一考点一 对磁感应强度的理解对磁感应强度的理解 1磁感应强度是反映磁场力的性质的物理量，由磁场本磁感应强度是反映磁场力的性质的物理量，由磁场本身决定，是用比值法定义的身决定，是用比值法定义的 2磁感应强度磁感应强度B与电场强度与电场强度E的比较的比较磁感应强度 B电场强度 E物理意义描述磁场的力的性质的物理量描述电场的力的性质的物理量定义式BFIL，通电导线与 B 垂直EFq大小决定由磁场决定，与检验电流无关由电场决定，与检验电荷无关方向矢量磁感线切线方向， 小磁针 N 极受力方向矢量电场线切线方向，放入该点的正电荷受

2、力方向场的叠加合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和合场强等于各个电场的场强的矢量和【例【例1】(2016永州模拟永州模拟)关于磁感应强度关于磁感应强度B，下列说法，下列说法中正确的是中正确的是()A磁场中某点磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关况有关B磁场中某点磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元受到的方向，跟放在该点的试探电流元受到磁场力的方向一致磁场力的方向一致C若在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用，该若在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用，该点点B值大小为零值大小为零D在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大在磁场中磁

3、感线越密集的地方，磁感应强度越大1(多选多选)(2016仙桃模拟仙桃模拟)下列说法中正确的是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强度一定为零C表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该表征电场中某点电场的强弱，是把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点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通

4、电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导体长度和电流乘积的比值该点时受到的磁场力与该小段导体长度和电流乘积的比值 考点二考点二 安培定则的应用和磁场的叠加安培定则的应用和磁场的叠加【例【例2】(2016廊坊模拟廊坊模拟)如图所示，如图所示，M、N、P是以是以MN为直径的半圆弧上的三点，为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，点为半圆弧的圆心，MOP60.在在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时这时O点的磁感应强度大小为点的磁感应强度大小为B1.若将若将M处的长直导线移

5、处的长直导线移至至P处，则处，则O点的磁感应强度大小变为点的磁感应强度大小变为B2，则，则B2与与B1之比之比为为()方方 法法 总总 结结(1)牢记判断电流的磁场的方法牢记判断电流的磁场的方法安培定则安培定则，并能熟并能熟练应用练应用，建立磁场的立体分布模型建立磁场的立体分布模型(2)在进行磁感应强度的叠加时在进行磁感应强度的叠加时，应注意是哪个电流产应注意是哪个电流产生的磁场生的磁场，磁场方向如何磁场方向如何2(多选多选)(2014海南卷海南卷)如图所示，两根平行长直导线相距如图所示，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流；，通有大小相等、方向相同的恒定电流；a、b、c

6、是导线是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和和3l.关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是()Aa处的磁感应强度大小比处的磁感应强度大小比c处的大处的大Bb、c两处的磁感应强度大小相等两处的磁感应强度大小相等Ca、c两处的磁感应强度方向相同两处的磁感应强度方向相同Db处的磁感应强度为零处的磁感应强度为零解析：解析：a、c两点的磁感应强度是两导线电流产生的合磁感两点的磁感应强度是两导线电流产生的合磁感应强度应强度，由于由于a点比点比c点距离两导线较近点距离两导线较近，所以所以a点的磁感应

7、点的磁感应强度比强度比c点的大点的大，A正确；根据安培定则知正确；根据安培定则知，a、c两处磁感两处磁感应强度方向相反应强度方向相反，C错误；错误；b点位于两导线中间点位于两导线中间，两导线在两导线在b点产生的磁场大小相等点产生的磁场大小相等，方向相反方向相反，合磁感应强度为零合磁感应强度为零，c处磁感应强度不为零处磁感应强度不为零，D正确正确，B错误错误答案：答案：AD 考点三考点三 安培力作用下导体运动情况的判定安培力作用下导体运动情况的判定1通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的判定步通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的判定步骤：首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况，然骤：首先

8、必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况，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体的运动方向或运动趋势的方向2应用左手定则判定安培力方向时应注意：磁感线方向应用左手定则判定安培力方向时应注意：磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面流方向决定的平面3常用方法常用方法电流元法分割为电流元 左手定则安培力方向整段导体所受合力方向运动方向特殊

9、位置法在特殊位置安培力方向运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向【例【例3】(2016威海模拟威海模拟)如图所示，把轻质导线圈用绝缘如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面当线圈内通以图示方向的

10、电流后，线圈的垂直线圈平面当线圈内通以图示方向的电流后，线圈的运动情况是运动情况是()A线圈向左运动线圈向左运动B线圈向右运动线圈向右运动C从上往下看顺时针转动从上往下看顺时针转动D从上往下看逆时针转动从上往下看逆时针转动解析：解法一解析：解法一电流元法首先将线圈分成很多小段电流元法首先将线圈分成很多小段，每每一小段可看作一直线电流元一小段可看作一直线电流元，取其中上、下两小段分析取其中上、下两小段分析，其截面图和受到的安培力情况如图所示根据对称性可其截面图和受到的安培力情况如图所示根据对称性可知知，线圈所受安培力的合力水平向左线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运故线圈向左运动只有选项动

11、只有选项A正确正确解法二解法二等效法等效法将环形电流等效成小磁针将环形电流等效成小磁针，如图所示如图所示，根据异名磁极相根据异名磁极相吸引知吸引知，线圈将向左运动线圈将向左运动，选选A.也可将左侧条形磁铁等也可将左侧条形磁铁等效成环形电流效成环形电流，根据结论，根据结论“同向电流相吸引，异向电流同向电流相吸引，异向电流相排斥相排斥”，也可判断出线圈向左运动，选，也可判断出线圈向左运动，选A.答案：答案：A3(2016济南模拟济南模拟)一直导线平行于通电螺线管的轴线放一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地

12、运动且通以由动且通以由a到到b的电流，则关于导线的电流，则关于导线ab受磁场力后的运动受磁场力后的运动情况，下列说法正确的是情况，下列说法正确的是()A从上向下看顺时针转动并靠近螺线管从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B从上向下看顺时针转动并远离螺线管从上向下看顺时针转动并远离螺线管C从上向下看逆时针转动并远离螺线管从上向下看逆时针转动并远离螺线管D从上向下看逆时针转动并靠近螺线管从上向下看逆时针转动并靠近螺线管解析：解法一解析：解法一电流元法电流元法由安培定则可判定通电螺线管产生的磁场方向由安培定则可判定通电螺线管产生的磁场方向，导线等导线等效为效为Oa、Ob两电流元两电流元，由左手定则可判定

13、两电流元所由左手定则可判定两电流元所受安培力的方向受安培力的方向，如图所示如图所示，所以从上向下看导线逆时所以从上向下看导线逆时针转动针转动，当转过当转过90 时再用左手定则可判定导线所受磁时再用左手定则可判定导线所受磁场力向下场力向下，即导线在逆时针转动的同时还要靠近螺线管即导线在逆时针转动的同时还要靠近螺线管，D对对解法二解法二结论法结论法结论结论1：两电流相互平行时无转动趋势：两电流相互平行时无转动趋势，电流方向相同时电流方向相同时相互吸引相互吸引，电流方向相反时相互排斥电流方向相反时相互排斥结论结论2：两电流不平行时：两电流不平行时，将发生转动将发生转动，有转到两电流相有转到两电流相互

14、平行且方向相同的趋势互平行且方向相同的趋势通电螺线管上部离导线近通电螺线管上部离导线近，所以只考虑这部分电流与导所以只考虑这部分电流与导线的作用线的作用，此时螺线管相当于垂直纸面向里的直导线此时螺线管相当于垂直纸面向里的直导线，由结论由结论2可知导线可知导线ab受磁场力后受磁场力后(从上向下看从上向下看)逆时针转动逆时针转动并靠近螺线管并靠近螺线管，D对对答案：答案：D安培力作用下导体的平衡与加速问题安培力作用下导体的平衡与加速问题1导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相同，导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相同，只不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析图只不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析图2导体的加速问题关键是做好受力分析，然后根据牛顿导体的加速问题关键是做好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度第二定律求出加速度 方方 法法 技技 巧巧 思思 维维 提提 升升典例典例如图所示，金属棒如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向向N的的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为.如果仅改变下如果仅改变下列某一个条