2019版高考物理大一轮复习专题八磁场第1讲磁场磁吃电流的作用课件.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 2 基本特性 磁场对处于其中的 和 有磁力的作用 磁体 电流 运动电荷 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 N 北 N 北 二 磁场的描述 1 磁感应强度 切线 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 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 甲 条形磁铁 乙 蹄形磁铁 丙 地磁场 图8 1 1 切线 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 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 电流 安培力 B I 基础检测 2 磁场中某区域的磁感线如图8 1 2所示 则 图8 1 2 答案 B A a b两处的磁感应强度的大小不等 Ba BbB a b两处的磁感应强度的大小不等 Ba BbC 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 考点1 对磁感线和磁感应强度的理解及安培定则 1 磁感线与电场线的比较 重点归纳 考题题组 1 指南针是我国古代四大发明之一 当指南针上方有一条水平放置的通电导线时 其N极指向变为如图8 1 3实线小磁针所示 则对该导线电流的以下判断正确的是 图8 1 3 A 可能东西放置 通有由东向西的电流B 可能东西放置 通有由西向东的电流C 可能南北放置 通有由北向南的电流D 可能南北放置 通有由南向北的电流答案 C 考点2 安培力作用下的平衡与加速问题 重点归纳1 分析导体在磁场中平衡和加速问题的思路 1 确定要研究的导体 2 按照已知力 重力 安培力 弹力 摩擦力的顺序 对导体受力分析 3 分析导体的运动情况 4 根据平衡条件或牛顿第二定律列式求解 2 受力分析的注意事项 1 安培力的方向特点 F B F I 即F垂直于B和 I决定的平面 2 安培力的大小 应用公式F BILsin 计算弯曲导线在匀强磁场中所受安培力的大小时 有效长度L等于曲线两端点的直线长度 3 视图转换 对于安培力作用下的力学问题 导体棒的受力往往分布在三维空间的不同方向上 这时应利用俯视图 剖面图或侧视图等 变立体图为二维平面图 考向1 安培力作用下静态平衡问题 考题题组 2 多选 2016年广东广州三模 如图8 1 4所示 质量为m 长度为L的长直导线用两绝缘细线悬挂于O O 两点 并处于匀强磁场中 当导线中通以沿x正方向的电流I 且导线保持静止时悬线与竖直方向夹角为 则磁感应 强度的方向和大小可能为 图8 1 4 甲 乙 丙 丁 答案 BC 图D46 考向2 安培力作用下动态平衡问题 此类题目是平衡问题 只是由于磁场大小或方向 电流大小或方向的变化造成安培力变化 与力学中某个力的变化类似的情景 直 整个装置处于方向竖直向上 磁感应强度为B的匀强 磁场中 弹簧伸长量为x时 棒处于静止状态 则 A 导体棒中的电流方向从b流向a B 导体棒中的电流大小为 C 若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度 x变大D 若只将磁场方向缓慢逆时针 转过一小角度 x变大 图8 1 5 考题题组 3 2017年陕西西安模拟 如图8 1 5所示 长为L的通电长直导体棒放在光滑水平的绝缘轨道上 劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定 另一端拴在棒的中点 且与棒垂 4 如图8 1 6所示 PQ和MN为水平平行放置的金属导轨 相距1m 导体棒ab跨放在导轨上 棒的质量为m 0 2kg 棒的中点用细绳经滑轮与物体相连 物体的质量M 0 3kg 棒与导轨的动摩擦因数为 0 5 匀强磁场的磁感应强度B 2T 方向竖直向下 为了使物体以加速度a 3m s2加速上升 应在棒中通入多大的电流 方向如何 取g 10m s2 考向3安培力作用下加速问题 考题题组 图8 1 6 解 导体棒所受的最大静摩擦力大小为fm 0 5mg 1NM的重力为G Mg 3N要使物体加速上升 则安培力方向必须水平向左 则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b 根据受力分析 由牛顿第二定律有F安 G fm m M aF安 BIL联立以上各式解得I 2 75A 方法安培力作用下导体运动的分析方法 重点归纳 1 判定导体运动情况的基本思路 2 研究通电导线运动的常用方法 典例剖析例1 一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置 且两个线圈的圆心重合 如图8 1 7所示 当两线圈中通以图示方向的电流时 从左向右看 线圈L1将 A 不动B 顺时针转动 图8 1 7 C 逆时针转动D 在纸面内平动 解析 方法一 电流元法 把线圈L1沿水平转动轴分成上下两部分 每一部分又可以看成无数段直线电流元 电流元处在L2产生的磁场中 根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上 由左手定则可得 上半部分电流元所受安培力均指向纸外 下半部分电流元所受安培力均指向纸内 因此从左向右看线圈L1将顺时针转动 方法二 等效法 把线圈L1等效为小磁针 该小磁针刚好处于环形电流I2的中心 小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向 由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心处竖直向上 而L1等效成小磁针后 转动前 N极指向纸内 因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上 所以从左向右看 线圈L1将顺时针转动 方法三 结论法 环形电流I1 I2之间不平行 则必有相对转动 直到两环形电流同向平行为止 据此可得 从左向右看 线圈L1将顺时针转动 答案 B 触类旁通 如图8 1 8所示 蹄形磁铁用柔软的细绳悬吊在天花板上 在磁铁两极的正下方固定着一根水平长直导线 当 长直导线中通以向右的电流时 图8 1 8 A 磁铁的N极向纸外 S极向纸内转动 绳子对磁铁 的拉力减小 B 磁铁的S极向纸外 N极向纸内转动 绳子对磁铁 的拉力减小 C 磁铁的N极向纸外 S极向纸内转动 绳子对磁铁 的拉力增大 D 磁铁的S极向纸外 N极向纸内转动 绳子对磁铁 的拉力增大 答案 C