高中物理知识点总结 8.2磁场对电流的作用课件 选修31

一、磁场及其描述1定义：磁场是磁极、电流周围存在的一种特殊_2方向：磁场中任一点小磁针_极所受磁场力的方向为该点的磁场方向3磁场的基本特征：磁场对放入其中的磁体、电流和运动电荷都有_的作用4磁感线：在磁场中人为地画出一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的_的方向一致，这样的曲线就叫做磁感线，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱 (3)方向：小磁针静止时，北极所指(所受磁场力)的方向 (4)单位：1 T1 N/(Am) (5)匀强磁场：磁感应强度大小处处相等，方向处处相同的区域里的磁场叫做匀强磁场，匀强磁场的磁感线是均匀分布的_直线二、几种典型的磁场1磁体周围的磁场磁体周围存在着磁场，磁场周围磁场的磁感线从磁体_极出发，回到_极条形磁铁和蹄形磁铁的磁场如图所示： 2地磁场 地球的磁场与条形磁铁的磁场相处，其主要特点有三个： (1)地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近 (2)地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球_指向_；而竖直分量(By)则南北相反，在南半球_，在北半球_ (3)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁场强弱_，且方向水平 3电流的磁场 _发现了电流的磁效应，各种电流周围的磁场如下：直线电流直线电流的磁场的磁场通电螺线管通电螺线管的磁场的磁场环形电流环形电流的磁场的磁场特特点点无磁极、非无磁极、非匀强且距导匀强且距导线越远处磁线越远处磁场场_与条形磁铁的磁场相似，与条形磁铁的磁场相似，管内为管内为_磁场且磁磁场且磁场场_，管外为非匀强，管外为非匀强磁场磁场环形电流的两侧是环形电流的两侧是N极和极和S极且离圆环中极且离圆环中心越远，磁场心越远，磁场_安安培培定定则则立立体体图图直线电流直线电流的磁场的磁场通电螺线管通电螺线管的磁场的磁场环形电流环形电流的磁场的磁场横横截截面面图图(从左向右看从左向右看)(从右向左看从右向左看)纵纵截截面面图图 三、磁场对电流的作用 1安培力方向的判断左手定则 内容：伸开左手，使大拇指跟其余四指_，并且都跟手掌在同一平面内，把左手放入磁场中，让磁感线从手心垂直穿入，让_指向电流的方向，那么_所指的方向就是安培力的方向 2安培力的大小 (1)垂直于匀强磁场放置，长为l的直导线，通过的电流为I时，它所受的安培力F_.(2)当磁感应强度B的方向与导线方向成角时，F_.这是一般情况下安培力的表达式，以下是两种特殊情况：当磁场与电流_时，安培力最大，FmaxBIl.当磁场与电流_时，即磁场方向与电流方向相同或相反时，安培力为零思考：磁场方向，磁感应强度的方向，磁感线的切线方向，小磁针静止时北极所指的方向是什么关系？ 答案：一、1.物质2.北3.力4.磁感应强度5.(1)强弱(5)平行二、1.北南2.(2)南极北极向上向下(3)相等3.奥斯特超弱匀强方向由S向N越弱三、1.垂直伸开的四指大拇指2.(1)BIL(2)BILsin 垂直平行思考：同一方向 3磁感应强度的方向不是通电导线所受磁场作用力的方向，而是与受到的作用力的方向垂直 4磁感应强度B与电场强度E的比较：磁感应强度磁感应强度B电场强度电场强度E方向方向矢量矢量磁感线切线方向，磁感线切线方向，小磁针小磁针N极受力方向极受力方向矢量矢量电场线的切线方向，电场线的切线方向，放入该点的正电荷的放入该点的正电荷的受力方向受力方向场的叠加场的叠加合磁感应强度等于合磁感应强度等于各磁场的磁感应强各磁场的磁感应强度的矢量和度的矢量和合场强等于各个电场合场强等于各个电场的场强的矢量和的场强的矢量和单位单位1 T1 N/(Am)1 V/m1 N/C 1分清“因”和“果” (1)在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指“原因”电流方向，四指指“结果”磁场环绕方向 (2)在判定环形电流磁场方向时，四指指“原因”电流环绕方向，大拇指指“结果”环内沿中心轴线的磁场方向(也即通电螺线管的N极) (3)安培定则应用中的因果关系可用下图表示： 2一个其他形状的电流(如矩形、三角形等)的磁场，从整体效果上可等效为环形电流的磁场，优先采用安培定则判定1安培力的理解安培力是磁场对通电导线的作用力，它与重力、弹力、摩擦力、电场力一样，是一种性质力，在受力分析时要独立分析2安培力的方向(1)不论导线与磁感线的夹角如何，安培力的方向都可以用左手定则判定，只不过当导线与磁感线不垂直时，磁感线应斜穿过手心，但四指一定指向电流方向，拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面 (2)安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系： 通电导线在磁场中所受的安培力F，总垂直于电流与磁感线所确定的平面 已知电流、磁感应强度的方向，可用左手定则唯一确定F的方向 已知F和B的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定电流I的方向 已知F和I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定说明：(1)应用左手定则判定安培力的方向时，左手心应迎着B垂直于I的分量(2)不要把安培定则与左手定则混淆，左手定则是判定安培力方向的，而安培定则是判定通电导线周围磁场方向的 要判定通电导体在安培力作用下的运动，首先必须清楚导体所在位置的磁场分布情况，然后才能结合左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导 电流电流元法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，从而确定导线的运动方向的方向，从而确定导线的运动方向特殊位特殊位置法置法通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向等效法等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可等效成条形磁环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立铁或多个环形电流，反过来等效也成立结论法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；两不平行的直线电电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流互相作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势流互相作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研转换研究对象究对象法法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，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，从而确定磁体定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受的合力及运动方向所受的合力及运动方向.说明：通电导线在磁场中的力学综合问题，一般采取以下步骤：(1)选择适当的视角将立体图转化为平面图；(2)受力分析，特别要根据磁场特点分析好安培力；(3)列平衡方程式，根据牛顿定律列方程解答