【优化方案】浙江省高考物理总复习 第8章第一节 磁场的描述 磁场对电流的作用课件 大纲人教

第一节磁场的描述磁场对电流的作用

课堂互动讲练经典题型探究知能优化演练第一节磁场的描述磁场对电流的作用基础知识梳理基础知识梳理一、磁场、磁感应强度1．磁场(1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有_____的作用．(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向．磁力N极(4)单位：_______，符号T.特斯拉3．安培分子电流假说安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流．分子电流使每个物质微粒都成为微小的_______，它的两侧相当于磁极(如图8－1－1所示)．磁体图8－1－1二、磁感线及几种常见的磁场分布1．磁感线在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的______方向都跟这点的磁感应强度的方向一致．2．几种常见的磁场(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图8－1－2所示)切线图8－1－2(2)几种电流周围的磁场分布直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场______与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场_______，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极且离圆环中心越远，磁场_______越弱最强越强直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场安培定则直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场立体图直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场横截面图直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场纵截面图特别提示示：同一个图图中可以以根据磁磁感线的的疏密判判定磁场场的强弱弱；没有有画出磁磁感线的的地方并并不表示示该处没没有磁场场存在．．三、安培培力的大大小和方方向1．大小(1)F＝BILsinθ(其中θ为B与I之间的的夹角角)(2)磁场和和电流流垂直直时F＝______.(3)磁场和和电流流平行行时F＝0.BIL图8－1－32．方向向(1)用左手手定则则判定定：伸伸开左左手，，使拇拇指与与其余余四个个手指指垂直直，并并且都都与手手掌在在同一一个平平面内内；让让磁感感线从从掌心心进入入，并并使四四指指指向_______的方向向，这这时_______所指的的方向向就是是通电电导线线在磁磁场中中所受受安培培力的的方向向．(2)安培力力的方方向特特点：：F⊥B，F⊥I，即F垂直于于B和I决定的的平面面．(注意：：B和I可以有有任意意夹角角)电流拇指四、磁磁电式式电流流表的的工作作原理理1．磁场场特点点(1)方向：：沿______均匀辐辐射地地分布布．(2)大小：在距距轴线等距距离处的磁磁感应强度度大小________．2．安培力的的特点(1)方向：安培培力的方向向与线圈平平面______．(2)大小：安培培力的大小小与通过的的电流成______．径向相等垂直正比图8－1－43．表盘刻度度特点由于导线在在安培力作作用下带动动线圈转动动，螺旋弹弹簧变形，，反抗线圈圈的转动，，电流越大大，安培力力越大，形形变就_____，所以指针针偏角与通通过线圈的的电流I成______，表盘刻度______．越大正比均匀课堂互动讲练3．匀强磁场：：磁感应强度度大小和方向向处处相同，，磁感线互相相平行且间距距相等．特别提醒：(1)电场强度的方方向和电荷受受力方向相同同或相反，而而磁感应强度度的方向和电电流元受力方方向垂直．(2)电荷在电场中中一定受静电电力作用，而而电流在磁场场中不一定受受安培力．即时应用(即时突破，小小试牛刀)1.关于磁感应强强度B，下列说法中中正确的是()A．磁场中某点点B的大小，跟放放在该点的试试探电流元的的情况有关B．磁场中某点点B的方向，跟放放在该点的试试探电流元所所受磁场力方方向一致C．在磁场中某某点的试探电电流元不受磁磁场力作用时时，该点的B值大小为零D．在磁场中磁磁感线越密集集的地方，磁磁感应强度越越大二、通电导体体在安培力作作用下运动的的判断判定通电导体体在安培力作作用下的运动动或运动趋势势，首先必须须弄清楚导体体所在位置的的磁场分布情情况，然后利利用左手定则则准确判定导导体的受力情情况，进而确确定导体的运运动方向或运运动趋势的方方向．现对几几种常用的方方法列表比较较如下：电流元法把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向特殊位置法通电导线转动到某个便于分析的特殊位置时，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立．然后根据同极相斥、异极相吸判断相互作用情况结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，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时，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特别提醒：(1)安培力的方向向与磁感应强强度的方向垂垂直，而不是是相同或相反反，这跟电场场力与电场强强度方向之间间的关系是不不同的．(2)某些导体在安安培力作用下下可能会出现现平动与转动动同时发生的的情况．即时应用(即时突破，小小试牛刀)2．(2011年台州模拟)如图8－1－5所示，把轻质质导线圈用绝绝缘细线悬挂挂在磁铁N极附近，磁铁铁的轴线穿过过线圈的圆心心，且垂直于于线圈平面，，当线圈中通通入如图方向向的电流后，，线圈的运动动情况是()A．线圈向左运运动B．线圈向右运运动C．从上往下看看顺时针转动动D．从上往下看看逆时针转动动图8－1－5解析：选A.法一：电流元元法．首先将将圆形线圈分分成很多小段段，每一段可可看作一直线线电流，取其其中上、下两两小段分析，，其截面图和和受安培力情情况如图甲所所示．根据对对称性可知，，线圈所受安安培力的合力力水平向左，，故线圈向左左运动．只有有选项A正确．法二：等效法法．将环形电电流等效成一一条形磁铁，，如图乙所示示，据异名磁磁极相吸引知知，线圈将向向左运动，选选A.也可将左侧条条形磁铁等效效成一环形电电流，根据结结论“同向电流相吸吸引，异向电电流相排斥”．也可判断出出线圈向左运运动，选A.三、安培力公公式F＝BIL的说明1．B是与L垂直或与L垂直的分量．．2．L是有效长度．．3．B并非一定是匀匀强磁场，但但一定是导线线所在处的磁磁感应强度．．如图8－1－6甲所示．折线线abc中通入电流I，ab＝bc＝L，折线所在平平面与匀强磁磁场磁感应强强度B垂直．abc受安培力等效效于ac(通有a→c的电流I)所受的安培力力，即F＝BI·L，方向同样由由等效电流ac判断为在纸面面内垂直于ac斜向上．同理理推知(1)如图乙所示，，半圆形通电电导线受安培培力F＝BI·2R；(2)如图丙所示闭闭合的通电导导线框受安培培力F＝0.图8－1－6即时应用(即时突破，小小试牛刀)3．(2009年高考全国卷卷Ⅰ)如图8－1－7所示，一段导导线abcd位于磁感应强强度大小为B的匀强磁场中中，且与磁场场方向(垂直于于纸面面向里里)垂直．．线段段ab、bc和cd的长度度均为为L，且∠∠abc＝∠bcd＝135°.流经导导线的的电流流为I，方向向如图图中箭箭头所所示．．导线线段abcd所受到到的磁磁场的的作用用力的的合力力()图8－1－7A．方向向沿纸纸面向向上，，大小小为(＋1)ILBB．方向向沿纸纸面向向上，，大小小为(－1)ILBC．方向向沿纸纸面向向下，，大小小为(＋1)ILBD．方向向沿纸纸面向向下，，大小小为(－1)ILB解析：：选A.ab、bc、cd所受安安培力力的大大小均均为F＝BIL，bc边所所受受安安培培力力的的方方向向垂垂直直于于bc向上上，，ab、cd边所所受受安安培培力力的的方方向向如如图图所所示示，，由由几几何何关关系系可可知知ab与cd边所所受受安安培培力力方方向向之之间间的的夹夹角角为为90°°，合合力力大大小小F′＝BIL，方方向向垂垂直直于于bc向上，且且与bc边所受安安培力在在一条直直线上，，因此abcd所受磁场场的作用用力的合合力为F合＝F＋F′＝(＋1)ILB，方向沿沿纸面垂垂直bc向上．经典题型探究题型一磁场的叠加(2011年山东青青岛模拟拟)三根平行行的长直直通电导导线，分分别通过过一个等等腰直角角三角形形的三个个顶点且且与三角角形所在在平面垂垂直，如如图8－1－8所示．现在使使每根通电导导线在斜边中中点O处所产生的磁磁感应强度大大小均为B，则下列说法法中正确的是是()例1图8－1－8【答案】BD图8－1－9(2011年金华一中月月考)通有电流的导导线L1、L2处在同一平面面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面面的固定转轴轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流流方向如图8－1－10所示．下列哪哪种情况将会会发生()题型二安培力作用下物体运动方向的判断例2图8－1－10A．因L2不受磁场力的的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分分所受的磁场场力平衡，故故L2不动C．L2绕轴O按顺时针方向向转动D．L2绕轴O按逆时针方向向转动【解析】由右手螺旋定定则可知导线线L1上方的磁场的的方向为垂直直纸面向外，，且离导线L1的距离越远的的地方，磁场场越弱，导线线L2上的每一小部部分受到的安安培力方向水水平向右，由由于O点的下方磁场场较强，则安安培力较大，，因此L2绕固定转轴O按逆时针方向向转动，D正确．【答案】D(满分样板10分)(2011年北京东城区区检测)如图8－1－11所示，在倾角角为θ＝30°的斜面上，固固定一宽L＝0.25m的平行金属导导轨，在导轨轨上端接入电电源和滑动变变阻器R.电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝20g的金属棒ab与两导轨垂直直并接触良好好．整个装置置处于磁感应应强度B＝0.80T、垂直于斜面面向上的匀强强磁场中(导轨与金属棒棒的电阻不计计)．金属导轨是是光滑的，取取g＝10m/s2，要保持金属属棒在导轨上上静止，求：：题型三安培力作用下物体的平衡例3(1)金属棒所受到到的安培力大大小；(2)通过金属棒的的电流；(3)滑动变阻器R接入电路中的的阻值．图8－1－11☞解题样板规规范步骤，该该得的分一分分不