高考物理一轮总复习 专题八 第1讲 磁场 磁场对电流的作用课件 新人教版.ppt

专题八磁场 第1讲磁场磁场对电流的作用 一 磁场 1 磁场 磁体 电流 运动电荷 1 定义 存在于 和 周围空间 的一种特殊形态的物质 磁体 电流 运动电荷 2 基本特性 磁场对处于其中的 和 有磁力的作用 N 北 N 北 3 方向 在磁场中任一点 小磁针 极受力的方向 即小磁针静止时 极所指的方向 就是该点的磁场方向 二 磁场的描述1 磁感应强度 1 定义 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线 所受的安培力F安跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度 2 定义式 3 方向 就是磁场的方向 即小磁针静止时北极所指的方 切线 向 也是过该点的磁感线的 方向 4 单位 特斯拉 T 2 磁感线 强弱 切线 1 特点 磁感线的分布可以形象地表示出磁场的强弱和方向 磁感线的疏密表示磁场的 磁感线上某点的 方向就是该点的磁场方向 2 几种常见磁场 磁感线的分布 常见磁体的磁场 如图8 1 1所示 图8 1 1 电流的磁场 续表 匀强磁场 磁感应强度大小处处 方向处处 的磁场称为匀强磁场 距离很近的两个异名磁极之间的磁场 通电螺线管内部的磁场 边缘部分除外 以及平行板电容器间的磁场 都可以认为是匀强磁场 匀强磁场的磁感线是 疏密程度相同 方向相同的平行直线 相等 相同 基础检测 1 多选 2015年新课标卷 指南针是我国古代四大发明 之一 关于指南针 下列说明正确的是 A 指南针可以仅具有一个磁极B 指南针能够指向南北 说明地球具有磁场C 指南针的指向会受到附近铁块的干扰D 在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线 导线通电时指南针不偏转答案 BC 三 安培力 1 大小 BILsin BIL 0 1 当B与I成 角 F 2 当B和I垂直 F 3 当B和I平行 F 2 方向 电流 安培力 B I 1 左手定则 伸开左手 使大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 这时大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受 的方向 2 特点 F B F I 即F垂直于 决定的平面 基础检测 2 在下列各图所示的四幅图中 正确标明通电导线所受安 培力F方向的是 A B C D 答案 B 考点1对磁感线和磁感应强度的理解 重点归纳 1 磁感线与电场线的比较 2 对磁感应强度的理解 1 磁感应强度由磁场本身决定 就像电场强度由电场本身 决定一样 跟该位置放不放通电导线无关 3 磁感应强度B与电场强度E的比较 续表 典例剖析 A a处的磁感应强度大小比c处的大B b c两处的磁感应强度大小相等C a c两处的磁感应强度方向相同 D b处的磁感应强度为零 图8 1 2 思维点拨 首先用安培定则判断每根直线电流的磁场方向 然后再根据磁场的叠加进行判断 解析 由右手定则可以判断 a c两处的磁场是两电流在a c处产生的磁场相加 但a距离两导线比c近 故a处的磁感应强度大小比c处的大 A正确 b c与右侧电流距离相同 故右侧电流在此两处产生的磁场等大反向 但因为左侧电流在此两处产生了大小不同 方向相同的磁场 故b c两处的磁感应强度大小不相等 B错误 由右手定则可知 a处磁场垂直纸面向里 c处磁场垂直纸面向外 C错误 b与两导线距离相等 故两磁场叠加为零 D正确 答案 AD 考点练透 1 2015年北京朝阳区期末 如图8 1 3中a b c所示为三根与纸面垂直的长直导线 其横截面位于等边三角形的3个顶点上 导线中通有大小相同的电流 方向如图所示 则在三角形 中心O点处的磁感应强度 A 方向向左B 方向向右C 方向向下D 大小为零 图8 1 3 解析 根据右手螺旋定则 电流a在O点产生的磁场平行于bc向右 电流b在O点产生的磁场平行于ac指向右下方 电流c在O点产生的磁场平行于ab指向右上方 由于三根导线中电流大小相同 到O点的距离相同 根据平行四边形定则 合场强的方向向右 故A C D错误 B正确 答案 B 考点2 安培力的分析与计算 重点归纳1 对公式F BIL的运用 1 B与L垂直 2 式中L是有效长度 弯曲导线的有效长度L等于在垂直磁场平面内的投影中两端点所连直线的长度 如图8 1 4所示 相应的电流方向沿L由始端流向末端 任意形状的闭合线圈 其有效长度L 0 故通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和一定为零 图8 1 4 3 B并非一定是匀强磁场 但一定是导线所在处的磁感应 强度 2 安培力做功的实质 能量的转化 1 安培力做正功 将电能转化为导线的动能及其他形式的 能 2 安培力做负功 将其他形式的能转化为电能 典例剖析例2 2014年江西南昌调研 水平面上有U形导轨NM PQ 它们之间的宽度为L M和P之间接入电源 现垂直于导轨搁一根质量为m的金属棒ab 棒与导轨间的动摩擦因数为 滑动摩擦力略小于最大静摩擦力 通过棒的电流强度为I 并加一个范围较大的匀强磁场 磁感应强度大小为B 方向垂直于金属棒ab 与垂直导轨平面的方向夹角为 如图8 1 5所示 金属棒处于静止状态 重力加速度为g 则金 属棒所受的摩擦力大小为 A BILsin C mg BILsin 图8 1 5B BILcos D mg BILcos 解析 金属棒处于静止状态 其合力为零 对其进行受力分析 如图8 1 6所示 在水平方向有BILcos Ff 0 Ff BILcos 选项B正确 选项A C D错误 图8 1 6答案 B 备考策略 解答有关安培力的问题时 正确分析物体的受 力情况仍是解题的关键 考点练透 2 如图8 1 7所示 AC是一个用长为L的导线弯成的以O为圆心的四分之一圆弧 将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中 当在该导线中通以由C到A 大小为I 的恒定电流时 该导线受到的安培力的大小和方向是 A BIL 平行于OC向左 图8 1 7 方向由左手定则判断 应为垂直AC的连线指向左下方 因此选项C正确 答案 C 3 2015年江苏卷 如图8 1 8所示 用天平测量匀强磁场的磁感应强度 下列各选项所示的载流线圈匝数相同 边长NM相等 将它们分别挂在天平的右臂下方 线圈中通有大小相同的电流 天平处于平衡状态 若磁场发生微小变化 天平最 容易失去平衡的是 图8 1 8 A B C D 答案 A 考点3 安培力作用下导体的运动 重点归纳研究通电导线运动的常用方法 典例剖析例3 如图8 1 9所示 一通电直导线位于蹄形磁铁的磁极 的正上方 当通以电流I时 试判断导线的运动情况 A 由上往下看导线 逆时针转动的同时向下运动B 由上往下看导线 顺时针转动的同时 向上运动 图8 1 9 C 由上往下看导线 逆时针转动的同时向上运动D 由上往下看导线 顺时针转动的同时向下运动 思维点拨 采用电流元受力分析法 在导体中取三段电流元 用左手定则判断它们所受安培力方向 从而确定导线的运动情况 解析 由蹄形磁铁磁场的立体分布 知道磁感线从A端向上穿过 再从B端向下穿过 由左手定则可知 A端受向外的安培力 B端受向内的安培力 导线开始转动后 电流有向里的分量 在向右的磁场中 受到向下的安培力 故由上往下看导线 逆时针转动的同时向下运动 故选A 答案 A 考点练透 4 多选 2016年黑龙江牡丹江期中 如图8 1 10所示 在匀强磁场B的区域中有一光滑斜面体 在斜面体上放了一根长为L 质量为m的导线 当通以如图方向的电流I后 导线恰 能保持静止 则磁感应强度B必须满足 图8 1 10 答案 CD 5 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8 1 11所示 如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流 则关于导线ab受磁场力后的运动情况 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B 从上向下看顺时针转动并远离螺线管 图8 1 11 C 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答案 D