匀强磁场的磁感应强度为B课件

匀强磁场的磁感应强度为B课件磁场，磁感应强度，磁感线Ⅰ通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ安培力，安培力的方向Ⅰ匀强磁场中的安培力Ⅱ洛伦兹力，洛伦兹力的方向Ⅰ洛伦兹力公式Ⅱ带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ质谱仪和回旋加速器Ⅰ说明：①安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形．②洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形．磁场，磁感应强度，磁感线Ⅰ第一讲磁场及通电导线在磁场中受到的力第一讲磁场及通电导线匀强磁场的磁感应强度为B课件一、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．磁场力一、磁场、磁感应强度磁场力2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场 ．(2)大小：B＝

(通电导线垂直于磁场)．(3)方向：小磁针静止时

的指向．(4)单位：特斯拉(T)．强弱和方向N极强弱和方向N极3．匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小

、方向

的磁场称为匀强磁场．(2)特点①匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线．②距离很近的两个异名磁极之间的磁场和通电螺线管内部中心轴线附近的磁场(边缘部分除外)，都可以认为是匀强磁场．处处相等处处相同3．匀强磁场处处相等处处相同二、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，使典线上每一点的

方向都跟这点的磁感应强度的方向一致．2．磁感线的特点(1)磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线．(2)磁感线在磁体(螺线管)外部由

到

极，内部由

极到

极，是

．切线N极SSN闭合曲线切线N极SSN闭合曲线(3)磁感线的疏密表示磁场的

，磁感线较密的地方磁场较强，磁感线较疏的地方磁场较弱．(4)磁感线上任何一点的

，都跟该点的磁场(磁感应强度)方向一致．(5)磁感线不能

，也不能相切．强弱切线方向相交强弱切线方向相交3．几种常见的磁场(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如下图所示)3．几种常见的磁场(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

磁铁的磁场相似，管内中心轴线附近为

磁场且磁场

，管外为

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

越弱条形匀强最强非匀强越弱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、非匀匀强磁场的磁感应强度为B课件4.安培定则(1)直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场磁感线的方向可以用

定则确定．(2)对于通电直导线，可用

握住导线，大拇指指向

方向，弯曲的四指指向

的方向．(3)对于环形电流和通电螺线管，则用弯曲的四指指向

环绕的方向，右手大拇指指向螺线管

的磁感线的方向．安培电流右手磁感线环绕电流轴线上安培电流右手磁感线环绕电流轴线上三、通电导线在磁场中受到的力——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＝0.2．安培力的方向(1)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，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受

的方向．(2)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于 ____决定的平面．BIL电流安培力B和I三、通电导线在磁场中受到的力——安培力BIL电流安培力B和I四、磁电式电流表1．基本组成部分：磁铁和放在磁铁两极之间的 ．2．工作原理：如图所示，磁场的方向总沿着

均匀辐射地分布，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是

的，保证B的大小不发生变化，且安培力的方向与线圈垂直．线圈径向相等四、磁电式电流表线圈径向相等当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，线圈转动，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就

，螺旋弹簧的形变也就 ．I与指针偏角θ成正比，表盘刻度

(均匀、不均匀)．所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小．3．优、缺点：优点是

高，能测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流 ．越大越大均匀灵敏度很弱当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，线圈转动，螺旋弹簧变匀强磁场的磁感应强度为B课件一、磁感线和电场线的比较磁感线电场线不同点闭合曲线起始于正电荷，终止于负电荷相似点引入目的形象描述场而引入的假想线，实际不存在疏密场的强弱切线方向场的方向相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)一、磁感线和电场线的比较磁感线电场线不同点闭合曲线起始于正电匀强磁场的磁感应强度为B课件三、应用公式F＝BIL时应注意的问题三、应用公式F＝BIL时应注意的问题匀强磁场的磁感应强度为B课件四、安培力做功的实质——能量的传递1．安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导线或转化为导线的动能或其他形式的能．2．安培力做负功：是将其他形式的能转化为电能，或储存或再转化为其他形式的能．匀强磁场的磁感应强度为B课件1.关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是()A．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止的D．磁感线就是细铁屑连成的曲线ABAB2．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点的B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DD3．19世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的．该假设中的电流方向是()A．由西向东垂直磁子午线B．由东向西垂直磁子午线C．由南向北沿磁子午线D．由赤道向两极沿磁子午线方向B3．19世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识4.如右图所示，直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远，它们的磁场互不影响，当电键S闭合后，则小磁针的北极N(黑色的一端)指示出的磁场方向正确的是()A．a B．b

C．c D．DBD4.如右图所示，直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远，5．(2009·全国Ⅰ卷)如右图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线abcd所受到的磁场的作用力的合力()A5．(2009·全国Ⅰ卷)如右图所示，一段导线abcd位于磁6.(2010·上海单科)如右图，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形 通电导线受到的安培力大小为()A．0 B．0.5BIl

C．BIl D．2BIl解析：

V形导线通入电流I时每条边受到的安培力大小均为BIl，方向分别垂直于导线斜向上，再由平行四边形定则可得其合力F＝BIl，答案为C.答案：

CC6.(2010·上海单科)如右图，长为2l的直导线折成边长相匀强磁场的磁感应强度为B课件三个平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小为B.则该处的实际磁感应强度的大小和方向如何？匀强磁场的磁感应强度为B课件匀强磁场的磁感应强度为B课件空间中磁场叠加，在某一点的磁场方向即该点的磁感应强度的方向只有一个，即合磁场方向，应用平行四边形定则来求．匀强磁场的磁感应强度为B课件1－1：如图所示，S为一垂直纸面放置的通电直导线的横截面，当通以垂直纸面向里的恒定电流I后，在距导线的轴线为R的a处产生的磁感应强度大小为B，b、c、d是与a在同一圆周上的三点，现将导线放在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，以下关于a、b、c、d四点磁感应强度的说法中正确的有()匀强磁场的磁感应强度为B课件解析：

对通电导线用安培定则并结合矢量的合成法则即可得到正确答案．答案：

BC匀强磁场的磁感应强度为B课件如右图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)()A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升AA判定安培力作用下导体运动情况的常用方法匀强磁场的磁感应强度为B课件2－1：如右图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是()A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变短C．F1＞F2

D．F1＜F2BCBC如右图所示，两平行光滑导轨相距为20cm，金属棒MN的质量为10g，电阻R＝8Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8T，方向竖直向下，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，当开关S闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少？(设θ＝45°，g取10m/s2)匀强磁场的磁感应强度为B课件【思维点拨】①找出通电导线所受的所有的力．②画出通电导线受力分析的平面图．③找出各个力之间的关系．④根据受力关系找出电流情况．答案：7Ω【思维点拨】①找出通电导线所受的所有的力．②画出通电导线受求解通电导体在磁场中的力学问题的方法是：(1)选定研究对象；(2)变三维为二维，画出平面受力分析图，其中安培力的方向切忌跟着感觉走，要用左手定则来判断，注意F安⊥B、F安⊥I；(3)根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程式进行求解．匀强磁场的磁感应强度为B课件3－1：如右图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5g的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5T，方向与竖直线成30°角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为()A．0.1A B．0.2AC．0.05A D．0.01AA．0.1A B．0.2A答案：A匀强磁场的磁感应强度为B课件匀强磁场的磁感应强度为B课件1．画出下图中通电导线棒ab所受的各个力的方向，若导线长为l，通过电流为I，磁感应强度为B，写出安培力的大小(导线棒光滑)．①________②________③________解析：

大小均为IlB.作各图的平面图如下图所示，各图中均有B⊥I，故F＝IlB.BIlBIlBIl1．画出下图中通电导线棒ab所受的各个力的方向，若导线长为l2.表面光滑的细导线做成的圆形闭合导线环固定在绝缘的水平面上，在环形导线上放置一直导线AB，直导线AB与环形导线相互绝缘，直导线中点与细导线环的圆心重合，如右图所示，则当两者通以图示方向的电流时，直导线AB的运动情况是()A．向M方向平动 B．向N方向平动C．静止不动 D．在环形导线上转动A2.表面光滑的细导线做成的圆形闭合导线环固定在绝缘的水平面上3.如右图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计．匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，电键闭合后导体棒开始运动，则()A．导体棒向左运动B．电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BEL/RC．电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BELsinθ/RD．电键闭合瞬间导体棒MN的加速度为BELsinθ/mRBD3.如右图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止4．如下图所示的电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导致MM′与NN′之间的安培力的大小分别为Fa、Fb，可判断这两段导线()A．相互吸引，Fa＞Fb B．相互排斥，Fa＞FbC．相互吸引，Fa＜Fb D．相互排斥，Fa＜FbD4．如下图所示的电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两5．(2011·九江模拟)质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，当导体棒通以垂直纸面向里的电流时，恰能在导轨上静止．如下图所示的四个图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是()ACD5．(2011·九江模拟)质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的6．(2011·泉州模拟)如右图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2，已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力．6．(2011·泉州模拟)如右图所示，两平行金属导轨间的距离(3)导体棒受力如图，将重力正交分解F1＝mgsin37°＝0.24NF1<F安，根据平衡条件mgsin37°＋Ff＝F安解得Ff＝0.06N答案：

(1)1.5A(2)0.30N(3)0.06N(3)导体棒受力如图，将重力正交分解19．安培力作用下平衡问题的处理方法一、安培力、重力、弹力作用下平衡问题的处理方法求解导体棒在安培力作用下的平衡问题时应先进行受力分析，分析物体受哪几个力的作用，在分析受力时不能漏掉安培力，同时要运用左手定则判断出安培力的方向，再根据共点力平衡的条件列方程求解．在解题时此类试题往往具有空间的立体结构，为了便于理解常常要先画出平面图．匀强磁场的磁感应强度为B课件如下图所示，两倾斜放置的光滑平行金属导轨间距为L，电阻不计，导轨平面与水平方向的夹角为θ，导轨上端接入一内阻可忽略的电源，电动势为E.一粗细均匀的金属棒电阻为R，金属棒水平放在导轨上且与导轨接触良好．欲使金属棒静止在导轨上不动，则以下说法正确的是()如下图所示，两倾斜放置的光滑平行金属导轨间距为L，电阻不计，匀强磁场的磁感应强度为B课件答案：A答案：A二、安培力、重力、弹力、摩擦力作用下平衡问题的处理方法解此类问题仍然要先进行受力分析，画出平面图．但如果物体始终处于静止状态则摩擦力为静摩擦力，静摩擦力大小和方向具有可变性，在解题时可设定静摩擦力的方向，选取最大静摩擦力作为临界条件分别进行讨论，然后列方程求解可得出所要求的范围．匀强磁场的磁感应强度为B课件如下图所示，电源电压E＝2V，内阻不计，竖直导轨电阻不计，金属棒的质量m＝0.1kg，R＝0.5Ω，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，有效长度为0.2m，靠在导轨外面，为使金属棒不动，施一与纸面夹角37°且垂直于金属棒向里的磁场(g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．求：此磁场是斜向上还是斜向下？B的范围是多少？如下图所示，电源电压E＝2V，内阻不计，竖直导轨电阻不计，匀强磁场的磁感应强度为B课件答案：斜向下，1.4T≤B≤4.5T答案：斜向下，1.4T≤B≤4.5T练规范、练技能、练速度练规范、练技能、练速度1．(2009·海南单科)一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如下图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()D1．(2009·海南单科)一根容易形变的弹性导线，两端固定．2.如下图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极沿轴线向左 D．N极沿轴线向右C2.如下图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，3．在匀强磁场的同一位置，先后放入长度相等的两根直导线a和b，a、b导线的方向与磁场方向垂直，但两导线中的电流大小不同，下列图象中表示导线所受安培力F与通电电流I的关系，a、b各自有一组F、I的数值，在图象中各描一个点，下列图象中正确的是()D3．在匀强磁场的同一位置，先后放入长度相等的两根直导线a和b4．如右图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成．当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度．下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是()B4．如右图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成．5．已知地磁场的水平分量为B，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感强度，如图所示为测定通电线圈中央一点的磁感强度．实验方法：①先将未通电线圈平面固定于南北方向竖直平面内，中央放一枚小磁针N极指向北方；②给线圈通电，此时小磁针N极指北偏东θ角后静止，由此可以确定线圈中电流方向(由东向西看)与线圈中央的合磁感强度分别为()A．顺时针； B．顺时针；C．逆时针； D．逆时针；C5．已知地磁场的水平分量为B，利用这一值可以测定某一弱磁场的6．(2011·广东惠州调研)图中的D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里．在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是()A．向上 B．向下C．向左 D．向右A6．(2011·广东惠州调研)图中的D为置于电磁铁两极间的一7.如右图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B＝1T的匀强磁场中，CO间距离为10cm，当磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开．则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为()A．电流方向C→O

B．电流方向O→CC．电流大小为1A D．电流大小为0.5AB7.如右图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转动轴，A是绝缘8．有一小段通电导线，长为1cm，电流强度5A，把它置于磁场中某点，受到的安培力为0.1N，则该点的磁感应强度B一定是()A．B＝2T B．B≤2TC．B≥2T D．以上情况均可能C8．有一小段通电导线，长为1cm，电流强度5A，把它置于9.(2011·南通模拟)如右图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A.A与螺线管垂直，“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里．电键S闭合后，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()A．水平向左 B．水平向右C．竖直向下 D．竖直向上C9.(2011·南通模拟)如右图所示，均匀绕制的螺线管水平放10.如右图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是()A．FN1<FN2，弹簧的伸长量减小 B．FN1＝FN2，弹簧的伸长量减小C．FN1>FN2，弹簧的伸长量增大 D．FN1>FN2，弹簧的伸长量减小C10.如右图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹二、非选择题11.水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如右图所示，问：(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？二、非选择