陕西省2011届高考物理一轮复习课件：8.1磁感应强度安培力.ppt

第八章磁场 由近几年高考试题可以看出 每一套试卷中都有关于磁场的考题 考题形式既有选择题又有计算题 并且计算论述题的分值都较高 本章的高考热点 主要集中在 1 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题 常常涉及圆心的确定 轨迹半径 运动时间及偏向角的计算 所涉及的磁场 多为有界磁场或两种不同的匀强磁场 2 带电质点在复合场中的运动问题 常常涉及牛顿运动定律 圆周运动 动能定理及平衡状态等力学知识 形成具有较强综合性的考题 3 通电导体在磁场中的平衡问题 4 将磁场知识跟生活实际或现代科技手段相结合 如2009年高考广东物理卷的质谱仪 宁夏辽宁理综卷的电磁血流计和江苏物理卷的回旋加速器 题目新颖 灵活性高 综合性强 1 对本章的重要概念 如磁感应强度 磁感线 磁通量 安培力 洛伦兹力等要深刻理解 准确掌握 2 对各种磁场分布图如 条形磁铁的磁场 蹄形磁铁的磁场 同名磁极靠近区域的磁场 异名磁极靠近区域的磁场 通电直导线周围的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场等 要从立体图 横截面图 纵截面图等不同角度识记且能够根据处理问题的需要准确画出 3 针对安培定则 左手定则以及下一章中的右手定则易混的特点 复习时可通过比较 区别 反复练习的方法 从而达到准确应用 4 对安培力的复习 不但要明确其大小 方向 还要学会用 电流元法 特殊位置法 等效分析法 等方法 分析具体问题将立体图转化为平面图进行受力分析 是解决涉及到安培力的综合问题的有效途径 5 带电粒子在匀强磁场中的运动是本章的重点 涉及带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题要按定圆心 画轨迹 求半径的方法根据几何关系和运动学方程求解 6 本章知识与生产 生活 现代科技联系密切 如带电粒子在磁场中的运动与质谱仪 回旋加速器 粒子速度选择器 等离子体发电机 电磁流量计等相联系 可以设计一些生产 生活中对这些知识应用的原型 让学生应用所学知识进行分析 提高学生应用知识解决实际问题的能力 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 现对几种常用的方法列表比较如下 要点安培力作用下物体运动方向的判断 学案1磁感应强度安培力 例1 如图8 1 3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 热点一安培力作用下导体运动情况的判定 名师支招 判断通电导线在安培力作用下的运动时方法很多 关键在于根据不同的情况选择不同的解法 解决本题时应明确转动和下降是同时进行 不要因为用了两种方法而认为是两个过程 A 解析 1 电流元法 设导线中心为O点 把直线电流等效为AO OB两段电流元 由左手定则可以判断出AO段受力方向垂直纸面向外 OB段受力方向垂直纸面向内 因此 从上向下看AB将以中心O为轴顺时针转动 2 特殊位置法 用导线转过90 的特殊位置来分析 根据左手定则判得安培力的方向向下 故导线在顺时针转动的同时向下运动 故选A 图8 1 3 如图8 1 4所示 在光滑的水平桌面上放着一个矩形导线框abcd 其中通有顺时针方向的电流 在矩形线框的左侧固定着一个长直导线MN MN与ad边平行 并与线框在同一平面内 当长直导线MN中通有自下而上的电流时 矩形线框将 A 沿光滑桌面向左移动B 沿光滑桌面向右移动C 以ad边为轴逆时针转动D 以ab边为轴转动 A 图8 1 4 例2 如图8 1 5所示 在倾角 30 的斜面上 固定一金属框架 宽L 0 25m 接入电动势E 12V 内阻不计的电池 在框架上放有一根质量m 0 2kg的金属棒ab 它与框架的动摩擦因数 整个装置放在磁感应强度B 0 8T 垂直框架向上的匀强磁场中 当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时 可使金属棒静止在框架上 框架与棒的电阻不计 g取10m s2 热点二安培力作用下物体的平衡 图8 1 5 名师支招 有关安培力的平衡问题往往涉及到三维立体空间问题 处理相关安培力问题时 画出导体棒的横截面受力图 变三维为二维便可变难为易 迅速解题 解析 1 当变阻器R取值较小时 I较大 安培力F较大 会使金属棒产生沿框架上滑的趋势 因此 框架对棒的摩擦力沿框架向下 如图8 1 6 1 所示 金属棒刚好不上滑时满足平衡条件B E R1 L mgcos mgsin 0 R1 BEL mg sin cos 1 6 2 当变阻器R取值较大时 I较小 安培力F较小 在金属棒重力分力mgsin 作用下 使棒有沿框架下滑的趋势 框架对棒的摩擦力沿框架向上 如图8 1 6 2 所示 金属棒刚好不下滑时满足平衡条件B E R2 L mgcos mgsin 0 得R2 BEL mg sin cos 0 8 12 0 25 0 2 10 0 5 4 8 所以R的取值范围应为1 6 R 4 8 图8 1 6 答案 1 6 R 4 8 答案 1 mg k 2 M端 3 2 5A 4 0 10T 图8 1 7为一电流表的原理示意图 质量为m的匀质细金属棒MN的中心处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连 弹簧劲度系数为k 在矩形区域abcd内有匀强磁场 磁感应强度大小为B 方向垂直纸面向外 与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数 MN的长度大于ab 当MN中没有电流通过且处于平衡状态时 MN与矩形区域的cd边重合 当MN中有电流通过时 指针示数可表示电流强度 1 当电流表示数为零时 弹簧伸长多少 重力加速度为g 2 若要电流表正常工作 MN的哪一端应与电源正极相接 3 若k 2 0N m ab 0 2m bc 0 050m B 0 20T 此电流表的量程是多少 不计通电时电流产生的磁场的作用 4 若将量程扩大2倍 磁感应强度变为多大 图8 1 7