高三物理第一輪復(fù)習(xí)：磁場(chǎng)基本性質(zhì);磁場(chǎng)對(duì)電流的作用粵教版

1、高三物理第一輪復(fù)習(xí)：磁場(chǎng)基本性質(zhì)；磁場(chǎng)對(duì)電流的作用粵教版【本講教育信息 】一 . 教學(xué)內(nèi)容：1. 磁場(chǎng)基本性質(zhì)2. 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用【要點(diǎn)掃描】磁場(chǎng)基本性質(zhì)（一）磁場(chǎng)1、磁場(chǎng)：磁場(chǎng)是存在于磁體、運(yùn)動(dòng)電荷周?chē)囊环N物質(zhì)它的基本特性是：對(duì)處于其中的磁體、電流、運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用2、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)： 所有的磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷之間通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用（二）磁感線(xiàn)為了描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向，人們想象在磁場(chǎng)中畫(huà)出的一組有方向的曲線(xiàn)1、疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱2、每一點(diǎn)切線(xiàn)方向表示該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向，也就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向3、是閉合的曲線(xiàn)，在磁體外部由n 極至 s 極，在磁體的內(nèi)部由s 極至 n 極磁線(xiàn)不相切

2、不相交。4、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)平行且距離相等沒(méi)有畫(huà)出磁感線(xiàn)的地方不一定沒(méi)有磁場(chǎng)5、安培定則：拇指指向電流方向，四指指向磁場(chǎng)的方向注意這里的磁感線(xiàn)是一個(gè)個(gè)同心圓，每點(diǎn)磁場(chǎng)方向是在該點(diǎn)的切線(xiàn)方向。*熟記常用的幾種磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)：（三）磁感應(yīng)強(qiáng)度1、磁場(chǎng)的最基本的性質(zhì)是對(duì)放入其中的電流或磁極有力的作用，電流垂直于磁場(chǎng)時(shí)受磁場(chǎng)力最大，電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁場(chǎng)力為零。2、在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線(xiàn)受到的磁場(chǎng)力f 跟電流強(qiáng)度i 和導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度l 的乘積 il 的比值，叫做通電導(dǎo)線(xiàn)所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量是矢量大?。?bf（電流方向與磁感線(xiàn)垂直時(shí)的公式） il方向： 左手定則： 是磁感線(xiàn)的切線(xiàn)

3、方向；是小磁針 n 極受力方向； 是小磁針靜止時(shí) n用心愛(ài)心專(zhuān)心極的指向不是導(dǎo)線(xiàn)受力方向；不是正電荷受力方向；也不是電流方向單位：牛 /安米，也叫特斯拉，國(guó)際單位制單位符號(hào)t點(diǎn)定 b 定：就是說(shuō)磁場(chǎng)中某一點(diǎn)定了，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向都是定值勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等磁場(chǎng)的疊加： 空間某點(diǎn)如果同時(shí)存在兩個(gè)以上電流或磁體激發(fā)的磁場(chǎng)，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是各電流或磁體在該點(diǎn)激發(fā)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和，滿(mǎn)足矢量運(yùn)算法則。（四）磁通量與磁通密度1、磁通量 ：穿過(guò)某一面積磁力線(xiàn)條數(shù)，是標(biāo)量2、磁通密度b：垂直磁場(chǎng)方向穿過(guò)單位面積磁力線(xiàn)條數(shù)，即磁感應(yīng)強(qiáng)度，是矢量3、二者關(guān)系： b /s（當(dāng) b

4、與面垂直時(shí)）， bscos ， scos為面積垂直于 b 方向上的投影， 是 b 與 s 法線(xiàn)的夾角磁場(chǎng)對(duì)電流的作用（一）安培力1、安培力：通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做安培力說(shuō)明：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)中定向移動(dòng)的電荷有力的作用，磁場(chǎng)對(duì)這些定向移動(dòng)電荷作用力的宏觀表現(xiàn)即為安培力2、安培力的計(jì)算公式：f bilsin （ 是 i 與 b 的夾角）；通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，即 90，此時(shí)安培力有最大值；通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，即 0，此時(shí)安培力有最小值， f=0n ； 0 b 90時(shí)，安培力 f 介于 0 和最大值之間。3、安培力公式的適用條件：公式 fbil 一般適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 i b 的情況

5、，對(duì)于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)只是近似適用 （如對(duì)電流元），但對(duì)某些特殊情況仍適用如圖所示， 電流 i1/i 2，如 i1 在 i 2 處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 b，則 i1 對(duì) i 2 的安培力 fbi 2l ，方向向左，同理 i2 對(duì) i1 ，安培力向右，即同向電流相吸，異向電流相斥i 1i 2根據(jù)力的相互作用原理， 如果是磁體對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用， 則通電導(dǎo)體對(duì)磁體有反作用力兩根通電導(dǎo)線(xiàn)間的磁場(chǎng)力也遵循牛頓第三定律（二）左手定則1、用左手定則判定安培力方向的方法：伸開(kāi)左手，使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi)， 讓磁感線(xiàn)垂直穿過(guò)手心， 并使四指指向電流方向， 這時(shí)手掌所在平面跟磁感線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)所在平面

6、垂直，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方向2、安培力 f 的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與通電導(dǎo)線(xiàn)垂直，即 f 跟 bi 所在的面垂直 但b 與 i 的方向不一定垂直3、安培力f、磁感應(yīng)強(qiáng)度b、電流 i 三者的關(guān)系已知 i 、 b 的方向，可惟一確定f 的方向；已知 f、b 的方向，且導(dǎo)線(xiàn)的位置確定時(shí)，可惟一確定i 的方向；用心愛(ài)心專(zhuān)心已知 f、 i 的方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度b 的方向不能惟一確定4、由于 b、 i、 f 的方向關(guān)系常是在三維的立體空間，所以求解本部分問(wèn)題時(shí)，應(yīng)具有較好的空間想象力，要善于把立體圖畫(huà)變成易于分析的平面圖，即畫(huà)成俯視圖，剖視圖，側(cè)視圖等【規(guī)律方法】磁場(chǎng)基本性質(zhì)【例

7、1】根據(jù)安培假說(shuō)的物理思想：磁場(chǎng)來(lái)源于運(yùn)動(dòng)電荷如果用這種思想解釋地球磁場(chǎng)的形成， 根據(jù)地球上空并無(wú)相對(duì)地球定向移動(dòng)的電荷的事實(shí) 那么由此推斷， 地球總體上應(yīng)該是：（a ）a. 帶負(fù)電；b. 帶正電；c. 不帶電；d. 不能確定解析：因在地球的內(nèi)部地磁場(chǎng)從地球北極指向地球的南極，根據(jù)右手螺旋定則可判斷出地球表現(xiàn)環(huán)形電流的方向應(yīng)從東到西， 而地球是從西向東自轉(zhuǎn)， 所以只有地球表面帶負(fù)電荷才能形成上述電流，故選 a 。【例 2】如圖所示，兩根導(dǎo)線(xiàn) a、 b 中電流強(qiáng)度相同方向如圖所示，則離兩導(dǎo)線(xiàn)等距離的 p 點(diǎn)，磁場(chǎng)方向如何？解析： 由 p 點(diǎn)分別向 a、 b 作連線(xiàn) pa、pb然后過(guò) p 點(diǎn)分別作

8、 pm 、 pn 垂線(xiàn)，根據(jù)安培定則知這兩條垂線(xiàn) pm 、 pn 就是兩導(dǎo)線(xiàn)中電流在 p 點(diǎn)產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，兩導(dǎo)線(xiàn)中的電流在 p 處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同， 然后按照矢量的合成法則就可知道合磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向豎直向上，如圖所示，這也就是該處磁場(chǎng)的方向答案： 豎直向上【例 3】六根導(dǎo)線(xiàn)互相絕緣，所通電流都是i ，排成如圖所示的形狀，區(qū)域a 、 b 、 c、 d均為相等的正方形，則平均磁感應(yīng)強(qiáng)度最大的區(qū)域是哪些區(qū)域？該區(qū)域的磁場(chǎng)方向如何？解析： 由于電流相同，方格對(duì)稱(chēng)，從每方格中心處的磁場(chǎng)來(lái)定性比較即可，如i 1 在任一方格中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為b，方向由安培定則可知是向里，在a、d 方格內(nèi)

9、產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為b /，方向仍向里，把各自導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度及方向均畫(huà)在四個(gè)方格中，可以看出在b 、d 區(qū)域內(nèi)方向向里的磁場(chǎng)與方向向外的磁場(chǎng)等同，疊加后磁場(chǎng)削弱答案： 在 a 、c 區(qū)域平均磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，在a 區(qū)磁場(chǎng)方向向里c 區(qū)磁場(chǎng)方向向外【例 4】如圖所示， a 為通電線(xiàn)圈，電流方向如圖所示，b 、c 為與 a 在同一平面內(nèi)的兩用心愛(ài)心專(zhuān)心同心圓， b 、 c 分別為通過(guò)兩圓面的磁通量的大小，下述判斷中正確的是（）a. 穿過(guò)兩圓面的磁通方向是垂直紙面向外b. 穿過(guò)兩圓面的磁通方向是垂直紙面向里c. b cd b c解析：由安培定則判斷，凡是垂直紙面向外的磁感線(xiàn)都集中在電線(xiàn)圈內(nèi)，因磁

10、感線(xiàn)是閉合曲線(xiàn)，則必有相應(yīng)條數(shù)的磁感線(xiàn)垂直紙面向里，這些磁感線(xiàn)分布在線(xiàn)圈之外，所以b 、 c兩圓面都有垂直紙面向里和向外的磁感線(xiàn)穿過(guò)，垂直紙面向外磁感線(xiàn)條數(shù)相同，垂直紙面向里的磁感線(xiàn)條數(shù)不同，b 圓面較少， c 圓面較多，但都比垂直向外的少，所以b 、c 磁通方向應(yīng)垂直紙面向外， b c，所以 a 、 c 正確分析磁通時(shí)要注意磁感線(xiàn)是閉合曲線(xiàn)的特點(diǎn)和正反兩方向磁總線(xiàn)條數(shù)的多少，不能認(rèn)為面積大的磁通就大答案： ac【例 5】如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度 b 2.0t ，指向 x 軸的正方向，且 ab=40cm， bc=30cm ，ae=50cm，求通過(guò)面積 sl（ abcd）、s2（ befc）

11、和 s3（ aefd）的磁通量 1 、 2、 3 分別是多少？解析： 根據(jù) =bs 垂，且式中 s 垂 就是各面積在垂直于b 的 yx 平面上投影的大小，所以各面積的磁通量分別為 4 1=bs1 2.0 40 30 10 0.24wb ； 2=0 3 1=bs1 2.0 40 30 10 4 0.24wb答案： 1 0.24 wb ， 2 0， 3 0.24wb【例 6】如圖所示，一水平放置的矩形閉合線(xiàn)圈abcd 在細(xì)長(zhǎng)磁鐵 n 極附近下落，保持 bc邊在紙外， ad 邊在紙內(nèi)，由圖中的位置經(jīng)過(guò)位置到位置，且位置和都很靠近位置，在這個(gè)過(guò)程中，線(xiàn)圈中的磁通量a. 是增加的；b. 是減少的c. 先

12、增加，后減少；d. 先減少，后增加用心愛(ài)心專(zhuān)心解析：要知道線(xiàn)圈在下落過(guò)程中磁通量的變化情況，就必須知道條形磁鐵在磁極附近磁感線(xiàn)的分布情況條形磁鐵在 n 極附近的分布情況如圖所示，由圖可知線(xiàn)圈中磁通量是先減少，后增加 d 選項(xiàng)正確點(diǎn)評(píng)：要知道一個(gè)面上的磁通量， 在面積不變的條件下， 也必須知道磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)的分布情況因此，牢記條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導(dǎo)線(xiàn)、通電螺線(xiàn)管和通電圓環(huán)等磁場(chǎng)中磁感線(xiàn)的分布情況在電磁學(xué)中是很必要的磁場(chǎng)對(duì)電流的作用安培力的性質(zhì)和規(guī)律：公式 f=bil中 l 為導(dǎo)線(xiàn)的有效長(zhǎng)度，即導(dǎo)線(xiàn)兩端點(diǎn)所連直線(xiàn)的長(zhǎng)度，相應(yīng)的電流方向沿 l 由始端流向末端如圖所示，甲中：l 2l ，乙中： l

13、=d （直徑） 2r （半徑）ll甲乙安培力的作用點(diǎn)為磁場(chǎng)中通電導(dǎo)體的幾何中心；安培力做功：做功的結(jié)果將電能轉(zhuǎn)化成其它形式的能【例 1】如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)通以如圖所示方向電流時(shí)（）a. 磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向左的摩擦力作用b. 磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向右的摩擦力作用c. 磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力作用d. 磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向右的摩擦力作用解析： 導(dǎo)線(xiàn)所在處磁場(chǎng)的方向沿磁感線(xiàn)的切線(xiàn)方向斜向下，對(duì)其沿水平豎直方向分解，如圖所示對(duì)導(dǎo)線(xiàn)：bx 產(chǎn)生的效果是磁場(chǎng)力方向豎直向上by 產(chǎn)生的效果是磁場(chǎng)力方向

14、水平向左根據(jù)牛頓第三定律：導(dǎo)線(xiàn)對(duì)磁鐵的力有豎直向下的作用力，因而磁鐵對(duì)桌面壓力增大；導(dǎo)線(xiàn)對(duì)磁鐵的力有水平向右的作用力 因而磁鐵有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)， 這樣磁鐵與桌面間便產(chǎn)生了摩擦力，桌面對(duì)磁鐵的摩擦力沿水平方向向左用心愛(ài)心專(zhuān)心答案： c【例 2】如圖在條形磁鐵 n 極處懸掛一個(gè)線(xiàn)圈， 當(dāng)線(xiàn)圈中通有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)， 線(xiàn)圈將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？分析： 用“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”最簡(jiǎn)單：螺線(xiàn)管的電流在正面是向下的，與線(xiàn)圈中的電流方向相反，互相排斥，而左邊的線(xiàn)圈匝數(shù)多所以線(xiàn)圈向右偏轉(zhuǎn)?！纠?3】電視機(jī)顯象管的偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈示意圖如下，即時(shí)電流方向如圖所示。該時(shí)刻由里向外射出的電子流將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)

15、？i解：畫(huà)出偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈內(nèi)側(cè)的電流， 是左半線(xiàn)圈靠電子流的一側(cè)為向里， 右半線(xiàn)圈靠電子流的一側(cè)為向外。電子流的等效電流方向是向里的，根據(jù)“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”，可判定電子流向左偏轉(zhuǎn)?！纠?4】質(zhì)量為 m 的通電細(xì)桿ab 置于傾角為 的平行導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為d，桿 ab 與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)為有電流時(shí) ab 恰好在導(dǎo)軌上靜止，如圖所示，如圖所示是沿ba 方向觀察時(shí)的四個(gè)平面圖，標(biāo)出了四種不同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向，其中桿與導(dǎo)軌間摩擦力可能為零的是（）解析： 桿的受力情況為：用心愛(ài)心專(zhuān)心答案： ab【例 5】在傾角為 的斜面上，放置一段通有電流強(qiáng)度為i ，長(zhǎng)度為l ，質(zhì)量為m 的導(dǎo)體棒 a，（通

16、電方向垂直紙面向里），如圖所示，棒與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù) tan 。欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，應(yīng)加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度b 最小值是多少？如果要求導(dǎo)體棒a 靜止在斜面上且對(duì)斜面無(wú)壓力，則所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度又如何？解析：（ 1）設(shè)當(dāng)安培力與斜面成 角時(shí) b 最小，則由平衡條件得：mgsin fn bilcos ， fn =mgcos bilsin mg sincosmg sincos1解得 bsinil 12 sin, 其中 tanil cos當(dāng) =90時(shí)， bminmg sincos.il12（ 2）當(dāng) fn=0 時(shí)，則 bil mg， bil=mg ，由左手定則知b 方向水平向左【模擬試題】1.

17、 如圖所示，正四棱柱 abedabcd的中心軸線(xiàn) oo處有一無(wú)限長(zhǎng)的載流直導(dǎo)線(xiàn)，對(duì)該電流的磁場(chǎng)，下列說(shuō)法中正確的是（）a. 同一條側(cè)棱上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都相等b. 四條側(cè)棱上的磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同c. 在直線(xiàn) ab 上，從 a 到 b，磁感應(yīng)強(qiáng)度是先增大后減小d. 棱柱內(nèi)任一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比棱柱側(cè)面上所有點(diǎn)都大2 一小段通電直導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)1cm，電流強(qiáng)度為5a ，把它放入磁場(chǎng)中某點(diǎn)時(shí)所受磁場(chǎng)力大小為0.1n ，則該點(diǎn)的磁感強(qiáng)度為（）a. b 2t；b. b 2t；c. b 2t；d. 以上三種情況均有可能3. 如圖所示邊長(zhǎng)為100cm 的正方形閉合線(xiàn)圈置于磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈ab 、cd 兩邊中點(diǎn)連線(xiàn)oo/的左

18、右兩側(cè)分別存在方向相同、磁感強(qiáng)度大小各為b 1 0.6t， b2=0.4t 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若從上往下看，線(xiàn)圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)37時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量改變了多少？用心愛(ài)心專(zhuān)心4. 從太陽(yáng)或其他星體上放射出的宇宙射線(xiàn)中含有高能帶電粒子，若到達(dá)地球，對(duì)地球上的生命將帶來(lái)危害對(duì)于地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線(xiàn)有無(wú)阻擋作用的下列說(shuō)法中，正確的是（）a. 地磁場(chǎng)對(duì)直射地球的宇宙射線(xiàn)的阻擋作用在南北兩極最強(qiáng)，赤道附近最弱b. 地磁場(chǎng)對(duì)直射地球的宇宙射線(xiàn)的阻擋作用在赤道附近最強(qiáng)，南北兩極最弱c. 地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線(xiàn)的阻擋作用各處相同d. 地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線(xiàn)無(wú)阻擋作用5. 超導(dǎo)是當(dāng)今高科技的熱點(diǎn)之一，當(dāng)一塊磁體靠近超導(dǎo)體時(shí)，超導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)

19、生強(qiáng)大的電流，對(duì)磁體有排斥作用，這種排斥力可使磁體懸浮在空中，磁懸浮列車(chē)就采用了這項(xiàng)技術(shù)，磁體懸浮的原理是（） 超導(dǎo)體電流的磁場(chǎng)方向與磁體的磁場(chǎng)方向相同超導(dǎo)體電流的磁場(chǎng)方向與磁體的磁場(chǎng)方向相反超導(dǎo)體使磁體處于失重狀態(tài)超導(dǎo)體對(duì)磁體的磁力與磁體的重力相平衡a. b. c. d. 6. 如圖所示，在光滑的水平桌面上，有兩根彎成直角相同金屬棒，它們的一端均可繞固定轉(zhuǎn)軸o 自由轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端b 互相接觸，組成一個(gè)正方形線(xiàn)框，正方形邊長(zhǎng)為l ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直桌面向下， 磁感強(qiáng)度為 b當(dāng)線(xiàn)框中通以圖示方向的電流時(shí)， 兩金屬棒 b 點(diǎn)的相互作用力為 f ，此時(shí)線(xiàn)框中的電流為多少？用心愛(ài)心專(zhuān)心【試題答案】1. 解析：因通電直導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng)分布規(guī)律是b 1/r，故 a ，c 正確，