新課標高考物理一輪總復習磁場磁場的描述磁場對電流的作用張PPT學習教案

1、會計學1新課標高考物理一輪總復習磁場磁場的新課標高考物理一輪總復習磁場磁場的描述磁場對電流的作用張描述磁場對電流的作用張 2磁感應強度磁感應強度 (1)物理意義：描述磁場的物理意義：描述磁場的 和和 。 (2)定義式：定義式：B (通電導體垂直于磁場通電導體垂直于磁場)。 (3)方向：小磁針方向：小磁針 時時N極的指向。極的指向。 3磁通量磁通量 (1)概念：在磁感應強度為概念：在磁感應強度為B的勻強磁場中，與磁場的勻強磁場中，與磁場方向方向 的面積的面積S和和B的乘積。的乘積。 (2)公式：公式： 。 (3)單位：單位：1 Wb 。 強弱強弱方向方向靜止靜止垂直垂直BS1 Tm2第1頁/共6

2、5頁試一試試一試1下列說法中正確的是下列說法中正確的是 ()A電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強度為零度為零B一小段通電導線在某處不受磁場力作用，則該一小段通電導線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應強度一定為零處磁感應強度一定為零C表征電場中某點電場的強弱，是把一個檢驗電表征電場中某點電場的強弱，是把一個檢驗電荷放在該點時受到的電場力與檢驗電荷本身荷放在該點時受到的電場力與檢驗電荷本身電荷量的比值電荷量的比值D表征磁場中某點磁場的強弱，是把一小段通電表征磁場中某點磁場的強弱，是把一小段通電導線放在該點時受到的磁場力與該小段導體導線放在該點時受到的磁

3、場力與該小段導體長度和電流乘積的比值長度和電流乘積的比值第2頁/共65頁答案：答案：AC第3頁/共65頁磁感線和電流的磁場磁感線和電流的磁場想一想想一想 如圖如圖811所示，一束帶電粒子沿水平方向的所示，一束帶電粒子沿水平方向的虛線飛過小磁針上方，并與小磁針方向平行，能使小虛線飛過小磁針上方，并與小磁針方向平行，能使小磁針磁針N極轉(zhuǎn)向讀者，那么這束帶電粒子可能是如何運極轉(zhuǎn)向讀者，那么這束帶電粒子可能是如何運動的？動的？圖圖811超鏈超鏈接接第4頁/共65頁 提示提示帶電粒子沿水平方向的虛線飛過小磁針帶電粒子沿水平方向的虛線飛過小磁針上方，并與小磁針方向平行，能使小磁針上方，并與小磁針方向平行，

4、能使小磁針N極轉(zhuǎn)向讀極轉(zhuǎn)向讀者。可知電流的磁場在小磁針所在處是垂直于紙面指者。可知電流的磁場在小磁針所在處是垂直于紙面指向讀者的。向讀者的。 依據(jù)安培定則可得，電流的方向水平向左。因此依據(jù)安培定則可得，電流的方向水平向左。因此，如果這束帶電粒子是正離子，則向左飛行；如果是，如果這束帶電粒子是正離子，則向左飛行；如果是負離子，則向右飛行。負離子，則向右飛行。第5頁/共65頁記一記記一記 1磁感線磁感線 (1)磁感線：在磁場中畫出一些有方向的曲線，使曲磁感線：在磁場中畫出一些有方向的曲線，使曲線上各點的線上各點的 方向跟這點的磁感應強度方向一致。方向跟這點的磁感應強度方向一致。 (2)條形磁鐵和蹄

5、形磁鐵的磁場磁感線分布，如圖條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場磁感線分布，如圖812所示。所示。切線切線圖圖812第6頁/共65頁 2.地磁場地磁場 (1)地磁場的地磁場的N極在地理極在地理 附近，地磁場的附近，地磁場的S極極在地理在地理 附近，磁感線分布如圖附近，磁感線分布如圖813所示。所示。南極南極北極北極圖圖813 (2)地磁場地磁場B的水平分量的水平分量(Bx)總是從地理南極指向地理總是從地理南極指向地理北極，而豎直分量北極，而豎直分量(By)，在南半球垂直地面向上，在北半，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。赤道處的地磁場沿水平方向，指向北。球垂直地面向下。赤道處的地磁場沿水平方向，

6、指向北。第7頁/共65頁3電流的磁場電流的磁場直線電流的磁場直線電流的磁場 通電螺線管的磁場通電螺線管的磁場 環(huán)形電流的磁場環(huán)形電流的磁場特特點點無磁極、非勻強無磁極、非勻強且距導線越遠處且距導線越遠處磁場磁場 _與條形磁鐵的磁場與條形磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為相似，管內(nèi)為_磁場且磁場磁場且磁場 ，管外為非勻強磁場管外為非勻強磁場環(huán)形電流的兩側(cè)環(huán)形電流的兩側(cè)是是N極和極和S極，極，且離圓環(huán)中心越且離圓環(huán)中心越遠，磁場遠，磁場_越弱越弱勻強勻強最強最強越弱越弱第8頁/共65頁橫截面圖橫截面圖立體圖立體圖安培定則安培定則環(huán)形電流的環(huán)形電流的磁場磁場通電螺線管通電螺線管的磁場的磁場直線電流的直線電流的磁

7、場磁場第9頁/共65頁試一試試一試2.磁場中某區(qū)域的磁感線如圖磁場中某區(qū)域的磁感線如圖814所示，所示，則則 ()Aa、b兩處的磁感應強度的大小不等，兩處的磁感應強度的大小不等，BaBbBa、b兩處的磁感應強度的大小不等，兩處的磁感應強度的大小不等，BaBbC同一通電導線放在同一通電導線放在a處受力一定比放在處受力一定比放在b處受力大處受力大D同一通電導線放在同一通電導線放在a處受力一定比放在處受力一定比放在b處受力小處受力小解析：在磁場中，磁感線疏密表示磁場的強弱，故解析：在磁場中，磁感線疏密表示磁場的強弱，故BaBb，選項，選項B正確，正確，A錯誤；同一通電導線如果都垂直錯誤；同一通電導線

8、如果都垂直放入磁場中，則在放入磁場中，則在a處受力一定比處受力一定比b處受力小，但如果處受力小，但如果導線與磁場平行放置，受力均為導線與磁場平行放置，受力均為0，故，故C、D均錯誤。均錯誤。答案：答案：B圖圖814第10頁/共65頁磁場對電流的作用磁場對電流的作用安培力安培力想一想想一想 通電導線處在磁場中，導線一定受安培力嗎？安通電導線處在磁場中，導線一定受安培力嗎？安培力的方向怎樣判定？培力的方向怎樣判定？ 提示提示不一定。利用左手定則判斷。不一定。利用左手定則判斷。第11頁/共65頁記一記記一記 1安培力的方向安培力的方向 (1)左手定則：伸開左手，讓拇指與其余四個手指左手定則：伸開左手

9、，讓拇指與其余四個手指 ，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向入，并使四指指向 的方向，這時的方向，這時 所指的方所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。 (2)兩平行的通電直導線間的安培力：同向電流互兩平行的通電直導線間的安培力：同向電流互相相 ，異向電流互相，異向電流互相 。垂直垂直電流電流拇指拇指吸引吸引排斥排斥第12頁/共65頁 2安培力的大小安培力的大小 當磁感應強度當磁感應強度B的方向與導線方向成的方向與導線方向成角時，角時，F(xiàn) ，這是一般情況下的安培力的表達式，以

10、下是兩種特，這是一般情況下的安培力的表達式，以下是兩種特殊情況：殊情況： (1)當磁場與電流當磁場與電流 時，安培力最大，時，安培力最大，F(xiàn)max 。 (2)當磁場與電流當磁場與電流 時，安培力等于零。時，安培力等于零。ILBsin 垂直垂直ILB平行平行第13頁/共65頁試一試試一試3(2013渭南質(zhì)檢渭南質(zhì)檢)如圖如圖815所示，長方形所示，長方形線框線框abcd通有電流通有電流I，放在直線電流，放在直線電流I附近，附近，以下關(guān)于線框四個邊受到安培力的說法正以下關(guān)于線框四個邊受到安培力的說法正確的是確的是 ()A線框只有兩個邊受力，合力向左線框只有兩個邊受力，合力向左B線框只有兩個邊受力，

11、合力向右線框只有兩個邊受力，合力向右C線框四個邊都受力，合力向左線框四個邊都受力，合力向左D線框四個邊都受力，合力向右線框四個邊都受力，合力向右圖圖815第14頁/共65頁解析：利用左手定則可判斷出線框四個邊都受力，由于解析：利用左手定則可判斷出線框四個邊都受力，由于左側(cè)邊所在處磁感應強度最大，所以合力向左，選項左側(cè)邊所在處磁感應強度最大，所以合力向左，選項C正確。正確。答案：答案：C第15頁/共65頁安培定則的應用安培定則的應用 1.安培定則的應用安培定則的應用 在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應分清應分清“因因”和和“果果”。大拇指大

12、拇指四指四指環(huán)形電流的磁場環(huán)形電流的磁場四指四指大拇指大拇指直線電流的磁場直線電流的磁場結(jié)果結(jié)果(磁場繞向磁場繞向)原因原因(電流方向電流方向)第16頁/共65頁 2磁場的疊加磁場的疊加 磁感應強度是矢量，計算時與力的計算方法相同，磁感應強度是矢量，計算時與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進行合成與分解。利用平行四邊形定則或正交分解法進行合成與分解。第17頁/共65頁 例例1(2012全國高考全國高考)如圖如圖816所示，兩根互相平行的長直導線過紙面所示，兩根互相平行的長直導線過紙面上的上的M、N兩點，且與紙面垂直，導線兩點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流。中

13、通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在在M、N的連線上，的連線上，O為為MN的中點，的中點，c、d位于位于MN的中垂線上，且的中垂線上，且a、b、c、d到到O點的距離均相等。關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正點的距離均相等。關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是確的是 ()圖圖816第18頁/共65頁AO點處的磁感應強度為零點處的磁感應強度為零Ba、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反Cc、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同Da、c兩點處磁感應強度的方向不同兩點處磁感應強度的方向不同嘗試解題嘗試解題由安培定則可知，

14、兩導線在由安培定則可知，兩導線在O點產(chǎn)生的磁場均豎直點產(chǎn)生的磁場均豎直向下，合磁感應強度一定不為零，選項向下，合磁感應強度一定不為零，選項A錯；由安培定則錯；由安培定則，兩導線在，兩導線在a、b兩處產(chǎn)生的磁場方向均豎直向下，由于對兩處產(chǎn)生的磁場方向均豎直向下，由于對稱稱第19頁/共65頁性，電流性，電流M在在a處產(chǎn)生磁場的磁感應強度等于電流處產(chǎn)生磁場的磁感應強度等于電流N在在b處產(chǎn)生磁場的磁感應強度，同時電流處產(chǎn)生磁場的磁感應強度，同時電流M在在b處產(chǎn)生磁場處產(chǎn)生磁場的磁感應強度等于電流的磁感應強度等于電流N在在a處產(chǎn)生磁場的磁感應強度處產(chǎn)生磁場的磁感應強度，所以，所以a、b兩處磁感應強度大小

15、相等方向相同，選項兩處磁感應強度大小相等方向相同，選項B錯；根據(jù)安培定則，兩導線在錯；根據(jù)安培定則，兩導線在c、d兩處產(chǎn)生的磁場垂直兩處產(chǎn)生的磁場垂直c、d兩點與導線連線方向向下，且產(chǎn)生的磁場的磁感應兩點與導線連線方向向下，且產(chǎn)生的磁場的磁感應強度相等，由平行四邊形定則可知，強度相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點處的磁感兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同，選項應強度大小相等，方向相同，選項C正確；正確；a、c兩處磁兩處磁感應強度的方向均豎直向下，選項感應強度的方向均豎直向下，選項D錯。錯。 答案答案C第20頁/共65頁 本題考查磁場的疊加和安培定則的應用，解決此類本題考查磁場的疊加和安培

16、定則的應用，解決此類問題應注意以下幾點：問題應注意以下幾點： (1)根據(jù)安培定則確定通電導線周圍磁感線的方向。根據(jù)安培定則確定通電導線周圍磁感線的方向。 (2)磁場中每一點磁感應強度的方向為該點磁感線的磁場中每一點磁感應強度的方向為該點磁感線的切線方向。切線方向。 (3)磁感應強度是矢量，多個通電導體產(chǎn)生的磁場疊磁感應強度是矢量，多個通電導體產(chǎn)生的磁場疊加時，合磁場的磁感應強度等于各場源單獨存在時在該加時，合磁場的磁感應強度等于各場源單獨存在時在該點磁感應強度的矢量和。點磁感應強度的矢量和。第21頁/共65頁安培力作用下通電導體的運動方向的判定安培力作用下通電導體的運動方向的判定 (1)判定通

17、電導體在安培力作用下的運動或運動趨判定通電導體在安培力作用下的運動或運動趨勢，首先必須弄清楚導體所在位置的磁場分布情況，勢，首先必須弄清楚導體所在位置的磁場分布情況，然后利用左手定則準確判定導體的受力情況，進而確然后利用左手定則準確判定導體的受力情況，進而確定導體的運動方向或運動趨勢的方向?，F(xiàn)對五種常用定導體的運動方向或運動趨勢的方向。現(xiàn)對五種常用的方法列表如下：的方法列表如下：把整段彎曲導線分為多段直線電流元，先用左把整段彎曲導線分為多段直線電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導線所受合力的方向，從而確定導線運動整段導線所受合力的

18、方向，從而確定導線運動方向方向電流電流元法元法第22頁/共65頁兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉(zhuǎn)動趨勢，同向兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢結(jié)論結(jié)論法法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個環(huán)形電流，反過來等效也成立。等效后形磁鐵或多個環(huán)形電流，反過來等效也成立。等效后再確定相互作用情況再確定相互作用情況等效等效法法特殊位特殊位

19、置法置法 通電導線轉(zhuǎn)動到某個便于分析的特殊位置時，判斷其通電導線轉(zhuǎn)動到某個便于分析的特殊位置時，判斷其所受安培力的方向，從而確定其運動方向所受安培力的方向，從而確定其運動方向 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換研究研究對象對象法法 定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向力，從而確定磁體所受合力及運動方向 第23頁/共65頁 (2)在應用左手定則判定安培

20、力方向時，磁感線方在應用左手定則判定安培力方向時，磁感線方向不一定垂直于電流方向，但安培力方向一定與磁場向不一定垂直于電流方向，但安培力方向一定與磁場方向和電流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁場方方向和電流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁場方向和電流方向決定的平面。向和電流方向決定的平面。第24頁/共65頁圖圖817 例例2如圖如圖817所示，把一所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導線可以自由轉(zhuǎn)磁鐵兩極的正上方，導線可以自由轉(zhuǎn)動，當導線通入圖示方向電流動，當導線通入圖示方向電流I時，導時，導線的運動情況是線的運動情況是(從上往下看從上往

21、下看)() A順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降 B順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升 C逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降 D逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升第25頁/共65頁 審題指導審題指導 先明確常見磁場的磁感線分布情況，然后取先明確常見磁場的磁感線分布情況，然后取“電流電流元元”，用左手定則判定其受力方向，特別注意電流旋轉(zhuǎn)，用左手定則判定其受力方向，特別注意電流旋轉(zhuǎn)后，有了垂直于紙面的分量而導致向下受力。后，有了垂直于紙面的分量而導致向下受力。 嘗試解題嘗試解題 (1)電流元法電流元法 如圖所示，把直線電流等效為如圖所示，把直

22、線電流等效為AO、OO、OB三段三段(OO段極短段極短)電流元，由于電流元，由于OO段電流方向與該處磁場方向平行，所段電流方向與該處磁場方向平行，所第26頁/共65頁以不受安培力作用；以不受安培力作用；AO段電流元所在處的磁場方向傾段電流元所在處的磁場方向傾斜向上，根據(jù)左手定則可知其所受安培力方向垂直于斜向上，根據(jù)左手定則可知其所受安培力方向垂直于紙面向外；紙面向外；OB段電流元所在處的磁場方向傾斜向下，段電流元所在處的磁場方向傾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直于紙面向里。綜上可同理可知其所受安培力方向垂直于紙面向里。綜上可知導線將以知導線將以OO段為軸順時針轉(zhuǎn)動段為軸順時針轉(zhuǎn)動(俯視俯視

23、)。 (2)特殊位置法特殊位置法 把導線轉(zhuǎn)過把導線轉(zhuǎn)過90的特殊位置來分析，根據(jù)左手定的特殊位置來分析，根據(jù)左手定則判得安培力方向向下，故導線在順時針轉(zhuǎn)動的同時則判得安培力方向向下，故導線在順時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動。向下運動。 綜上所述，選項綜上所述，選項A正確。正確。答案答案A第27頁/共65頁 1.安培力的大小安培力的大小 安培力常用公式安培力常用公式FBIL，要求兩兩，要求兩兩垂直，應用時要滿足：垂直，應用時要滿足： (1)B與與L垂直；垂直； (2)L是有效長度，即垂直磁感應強度方向的長度。是有效長度，即垂直磁感應強度方向的長度。如彎曲導線的有效長度如彎曲導線的有效長度L等于兩端點所連

24、直線的長度等于兩端點所連直線的長度(如如圖圖818所示所示)，相應的電流方向沿，相應的電流方向沿L由始端流向末端。由始端流向末端。因為任意形狀的閉合線圈，其有效長度為零，所以閉合因為任意形狀的閉合線圈，其有效長度為零，所以閉合線圈通電后在勻強磁場中，受到的安培力的矢量和為零線圈通電后在勻強磁場中，受到的安培力的矢量和為零。與安培力有關(guān)的力學綜合問題與安培力有關(guān)的力學綜合問題圖圖818第28頁/共65頁 2通電導線在磁場中的平衡和加速問題的分析思通電導線在磁場中的平衡和加速問題的分析思路路 (1)選定研究對象；選定研究對象； (2)變?nèi)S為二維，如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等變?nèi)S為二維，如側(cè)視圖、

25、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意，并畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意F安安B、F安安I； (3)列平衡方程或牛頓第二定律的方程式進行求解列平衡方程或牛頓第二定律的方程式進行求解。 第29頁/共65頁 3安培力做功的特點和實質(zhì)安培力做功的特點和實質(zhì) (1)安培力做功與路徑有關(guān)，不像重力、電場力做安培力做功與路徑有關(guān)，不像重力、電場力做功與路徑無關(guān)。功與路徑無關(guān)。 (2)安培力做功的實質(zhì)：起能量轉(zhuǎn)化的作用。安培力做功的實質(zhì)：起能量轉(zhuǎn)化的作用。 安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通電導安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通電導線后轉(zhuǎn)化為導線的動能或轉(zhuǎn)化為其他形式

26、的能。線后轉(zhuǎn)化為導線的動能或轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 安培力做負功：是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能安培力做負功：是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能后儲存起來或轉(zhuǎn)化為其他形式的能。后儲存起來或轉(zhuǎn)化為其他形式的能。第30頁/共65頁圖圖819 例例3如圖如圖819所示，光滑的所示，光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分，金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分，O點為圓弧的圓心。兩金屬軌道之間的寬點為圓弧的圓心。兩金屬軌道之間的寬度為度為0.5 m，勻強磁場方向如圖所示，大，勻強磁場方向如圖所示，大小為小為0.5 T。質(zhì)量為。質(zhì)量為0.05 kg、長為、長為0.5 m的金屬細桿置于的金屬細桿置于金屬軌道上的金屬軌道上的M點。

27、當在金屬細桿內(nèi)通以電流強度為點。當在金屬細桿內(nèi)通以電流強度為2 A的恒定電流時，金屬細桿可以沿桿向右由靜止開始的恒定電流時，金屬細桿可以沿桿向右由靜止開始運動。已知運動。已知MNOP1 m，則，則 ()第31頁/共65頁 A金屬細桿開始運動時的加速度大小為金屬細桿開始運動時的加速度大小為5 m/s2 B金屬細桿運動到金屬細桿運動到P點時的速度大小為點時的速度大小為5 m/s C金屬細桿運動到金屬細桿運動到P點時的向心加速度大小為點時的向心加速度大小為10 m/s2 D金屬細桿運動到金屬細桿運動到P點時對每一條軌道的作用力點時對每一條軌道的作用力大小為大小為0.75 N第32頁/共65頁第33頁

28、/共65頁答案答案D第34頁/共65頁 典例典例(2012泉州模擬泉州模擬)如圖如圖8110所示，兩平行金屬導軌間的距離所示，兩平行金屬導軌間的距離L0.40 m，金屬導軌所在的平面與水平，金屬導軌所在的平面與水平面夾角面夾角37，在導軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應強度，在導軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應強度B0.50 T，方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場，金屬，方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場，金屬圖圖8110超鏈超鏈接接第35頁/共65頁導軌的一端接有電動勢導軌的一端接有電動勢E4.5 V、內(nèi)阻、內(nèi)阻r0.50 的直的直流電源?，F(xiàn)把一個質(zhì)量流電源?，F(xiàn)把一個質(zhì)量m0.04 kg的導體棒的導體棒ab放

29、在金放在金屬導軌上，導體棒恰好靜止。導體棒與金屬導軌垂直屬導軌上，導體棒恰好靜止。導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R02.5 ，金屬導軌電阻不計，金屬導軌電阻不計，g取取10 m/s2。已知。已知sin 370.60，cos 370.80，求：，求： (1)通過導體棒的電流；通過導體棒的電流； (2)導體棒受到的安培力的大??；導體棒受到的安培力的大小； (3)導體棒受到的摩擦力。導體棒受到的摩擦力。第36頁/共65頁在三維空間對物體受力分析時，無法準確畫出在三維空間對物體受力分析時，無法準確畫出其受力情況，在解決此

30、類問題時，可將三維立其受力情況，在解決此類問題時，可將三維立體圖轉(zhuǎn)化為二維平面圖，即通過畫俯視圖、剖體圖轉(zhuǎn)化為二維平面圖，即通過畫俯視圖、剖面圖或側(cè)視圖等，可較清晰地明確物體受力情面圖或側(cè)視圖等，可較清晰地明確物體受力情況，畫出受力分析圖況，畫出受力分析圖思路思路立現(xiàn)立現(xiàn)立體圖立體圖平面圖平面圖轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換對象對象第37頁/共65頁(2)導體棒受到的安培力：導體棒受到的安培力：F安安BIL0.3 N。第38頁/共65頁 (3)導體棒所受重力沿導軌所在導體棒所受重力沿導軌所在平面向下的分力平面向下的分力F1mgsin 370.24 N，由于，由于F1小于安培力，故導小于安培力，故導體棒受沿導軌所在平

31、面向下的摩擦體棒受沿導軌所在平面向下的摩擦力力Ff，如圖，如圖8111所示，根據(jù)共所示，根據(jù)共點力平衡條件點力平衡條件mgsin 37FfF安安，解得：，解得：Ff0.06 N。 答案答案(1)1.5 A(2)0.3 N(3)0.06 N，方向，方向沿導軌向下沿導軌向下圖圖8111第39頁/共65頁 題后悟道題后悟道解決此類問題，首先將此立體圖轉(zhuǎn)化解決此類問題，首先將此立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖為平面圖(剖面圖剖面圖)，金屬桿用圓代替，電流方向用，金屬桿用圓代替，電流方向用“”與與“”表示，然后畫出磁場方向，分析物體的受力，畫表示，然后畫出磁場方向，分析物體的受力，畫出物體受力的平面圖，列方程求解。出

32、物體受力的平面圖，列方程求解。第40頁/共65頁 (2013蘇州聯(lián)考蘇州聯(lián)考)如圖如圖8112所示，質(zhì)所示，質(zhì)量為量為m、長為、長為L的直導線用兩絕緣細線懸掛的直導線用兩絕緣細線懸掛于于O、O，并處于勻強磁場中。當導線中通，并處于勻強磁場中。當導線中通以沿以沿x正方向的電流正方向的電流I，且導線保持靜止時，懸線與豎直，且導線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為方向夾角為，則磁感應強度方向和大小可能為，則磁感應強度方向和大小可能為 ()圖圖8112第41頁/共65頁答案：答案：BC第42頁/共65頁隨堂鞏固落實隨堂鞏固落實1(2011新課標全國卷新課標全國卷)為了解釋地球的磁性，為了解釋地球的磁性，

33、19世紀世紀安培假設：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形安培假設：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流電流I引起的。圖引起的。圖8113中，正確表示安培假設中，正確表示安培假設中環(huán)形電流方向的是中環(huán)形電流方向的是 ()圖圖8113第43頁/共65頁解析：由日常知識可知，地球的南極為磁場的解析：由日常知識可知，地球的南極為磁場的N極，由極，由右手螺旋定則可知，電流方向如圖右手螺旋定則可知，電流方向如圖B，故選項，故選項B正確。正確。答案：答案：B第44頁/共65頁2(2012上海模擬上海模擬)如圖如圖8114所示，所示，電流從電流從A點分兩路通過對稱的半圓支點分兩路通過對稱的半圓支路匯合于路匯合于

34、B點，在圓環(huán)中心點，在圓環(huán)中心O處的磁處的磁感應強度感應強度 ()A方向垂直于紙面向外方向垂直于紙面向外B方向垂直于紙面向里方向垂直于紙面向里C大小為零大小為零D無法確定無法確定解析：根據(jù)對稱性，由安培定則可判斷出在圓環(huán)中解析：根據(jù)對稱性，由安培定則可判斷出在圓環(huán)中心心O處的磁感應強度大小為零，選項處的磁感應強度大小為零，選項C正確。正確。答案：答案：C圖圖8114第45頁/共65頁3(2012黃岡期末黃岡期末)如圖如圖8115所示，在所示，在光滑水平面上一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條光滑水平面上一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，此時磁鐵對水平面的壓力為形磁鐵連接起來，此時磁鐵對水平面的壓力為N1

35、，現(xiàn)在磁鐵左上方位置固定一導體棒，當導體棒中通現(xiàn)在磁鐵左上方位置固定一導體棒，當導體棒中通以垂直紙面向里的電流后，磁鐵對水平面的壓力為以垂直紙面向里的電流后，磁鐵對水平面的壓力為N2，則以下說法正確的是，則以下說法正確的是 ()A彈簧長度將變長彈簧長度將變長B彈簧長度將變彈簧長度將變短短CN1N2DN1N2，選項，選項B、C正正確。確。答案：答案：BC第47頁/共65頁圖圖81164(2012北京西城期末北京西城期末)如圖如圖8116所所示，示，A、B、C是等邊三角形的三個頂是等邊三角形的三個頂點，點，O是是A、B連線的中點。以連線的中點。以O為坐為坐標原點，標原點，A、B連線為連線為x軸，軸

36、，O、C連線連線為為y軸，建立坐標系。過軸，建立坐標系。過A、B、C、O四個點各有四個點各有一條長直導線垂直穿過紙面，導線中通有大小相一條長直導線垂直穿過紙面，導線中通有大小相等、方向向里的電流。則過等、方向向里的電流。則過O點的通電直導線所點的通電直導線所受安培力的方向為受安培力的方向為 ()第48頁/共65頁A沿沿y軸正方向軸正方向B沿沿y軸負方向軸負方向C沿沿x軸正方向軸正方向 D沿沿x軸負方向軸負方向解析：由安培定則和對稱性可知，解析：由安培定則和對稱性可知，A、B在在O點產(chǎn)生的點產(chǎn)生的磁場大小相等方向相反，抵消；磁場大小相等方向相反，抵消；C在在O點產(chǎn)生的磁場方點產(chǎn)生的磁場方向沿向沿

37、x軸負方向，由左手定則可知，過軸負方向，由左手定則可知，過O點的通電直導點的通電直導線所受安培力的方向為沿線所受安培力的方向為沿y軸正方向，選項軸正方向，選項A正確。正確。答案：答案：A第49頁/共65頁5(2013杭州模擬杭州模擬)如圖如圖8117所示，所示，兩根間距為兩根間距為d的平行光滑金屬導軌間的平行光滑金屬導軌間接有電源接有電源E，內(nèi)阻不計，導軌平面與，內(nèi)阻不計，導軌平面與水平面間的夾角水平面間的夾角30。金屬桿。金屬桿ab垂直導軌放置垂直導軌放置，導軌與金屬桿接觸良好。整個裝置處于磁感應，導軌與金屬桿接觸良好。整個裝置處于磁感應強度為強度為B的勻強磁場中。當磁場方向垂直導軌平面的勻

38、強磁場中。當磁場方向垂直導軌平面向上時，金屬桿向上時，金屬桿ab剛好處于靜止狀態(tài)。要使金屬剛好處于靜止狀態(tài)。要使金屬桿能沿導軌向上運動，可以采取的措施是桿能沿導軌向上運動，可以采取的措施是 () 圖圖8117第50頁/共65頁A增大磁感應強度增大磁感應強度BB調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流減小調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流減小C增大導軌平面與水平面間的夾角增大導軌平面與水平面間的夾角D將電源正負極對調(diào)使金屬桿中的電流方向改變將電源正負極對調(diào)使金屬桿中的電流方向改變答案：答案：A課時跟蹤檢測課時跟蹤檢測見見“課時跟蹤課時跟蹤檢測（二十九）檢測（二十九）”第51頁/共65頁1(2012河北期末河北期末)電子做近核運動

39、的時候，產(chǎn)電子做近核運動的時候，產(chǎn)生了垂直于相對運動方向的磁場。如圖生了垂直于相對運動方向的磁場。如圖1所所示，為某種用來束縛原子的磁場的磁感線示，為某種用來束縛原子的磁場的磁感線分布情況，以分布情況，以O點點(圖中白點圖中白點)為坐標原點，沿為坐標原點，沿z軸正軸正方向磁感應強度大小的變化最有可能為方向磁感應強度大小的變化最有可能為 ()（給有能力的學生加餐）（給有能力的學生加餐）圖圖1圖圖2第52頁/共65頁解析：磁感線是為了形象地描述磁場而人為假想的曲解析：磁感線是為了形象地描述磁場而人為假想的曲線。其疏密程度反映磁場的強弱，磁感線越密的地方線。其疏密程度反映磁場的強弱，磁感線越密的地方

40、磁場越強，沿磁場越強，沿z軸正方向磁感線由密到疏再到密，即磁軸正方向磁感線由密到疏再到密，即磁感應強度由大到小再到大，只有感應強度由大到小再到大，只有C正確。正確。答案：答案：C第53頁/共65頁2.如圖如圖3所示，兩根相互平行的長直導所示，兩根相互平行的長直導線分別通有方向相反的電流線分別通有方向相反的電流I1和和I2，且且I1I2；a、b、c、d為導線某一橫為導線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點，且截面所在平面內(nèi)的四點，且a、b、c與兩導線共面與兩導線共面；b點在兩導線之間，點在兩導線之間，b、d的連線與導線所在平面的連線與導線所在平面垂直。磁感應強度可能為零的點是垂直。磁感應強度可能為零的點是

41、 ()Aa點點 Bb點點Cc點點 Dd點點圖圖3第54頁/共65頁解析：根據(jù)安培定則可知解析：根據(jù)安培定則可知I1和和I2電流分別在電流分別在a處產(chǎn)生的磁場方處產(chǎn)生的磁場方向為垂直向為垂直ac連線向上和向下，由于連線向上和向下，由于I1I2，且，且I1電流與電流與a點的距點的距離比離比I2電流與電流與a點距離要小，故點距離要小，故B1aB2a，則，則a處磁感應強度不處磁感應強度不可能為零，可能為零，A錯；兩電流在錯；兩電流在b處產(chǎn)生的磁場方向均垂直處產(chǎn)生的磁場方向均垂直ac連線連線向下，故向下，故B錯；錯；I1和和I2電流分別在電流分別在c處產(chǎn)生的磁場方向為垂直處產(chǎn)生的磁場方向為垂直ac連線向

42、下和向上，且連線向下和向上，且I1電流與電流與c點的距離比點的距離比I2電流與電流與c點距離點距離要大，故要大，故B1c與與B2c有可能等大反向，有可能等大反向，C對；兩電流在對；兩電流在d處產(chǎn)生處產(chǎn)生的磁場方向一定成某一夾角，且夾角一定不為的磁場方向一定成某一夾角，且夾角一定不為180，D錯。錯。答案：答案：C第55頁/共65頁3.如圖如圖4所示，兩個完全相同且相互絕緣、正交所示，兩個完全相同且相互絕緣、正交的金屬環(huán)，可沿軸線的金屬環(huán)，可沿軸線OO自由轉(zhuǎn)動，現(xiàn)通以自由轉(zhuǎn)動，現(xiàn)通以圖示方向電流，沿圖示方向電流，沿OO看去會發(fā)現(xiàn)看去會發(fā)現(xiàn)()AA環(huán)、環(huán)、B環(huán)均不轉(zhuǎn)動環(huán)均不轉(zhuǎn)動BA環(huán)將逆時針轉(zhuǎn)動，環(huán)將逆時針轉(zhuǎn)動，B環(huán)也逆時針轉(zhuǎn)動，兩環(huán)相對不環(huán)也逆時針轉(zhuǎn)動，兩環(huán)相對不動動CA環(huán)將順時針轉(zhuǎn)動，環(huán)將順時針轉(zhuǎn)動，B環(huán)也順時針轉(zhuǎn)動，兩環(huán)相對不環(huán)也順時針轉(zhuǎn)動，兩環(huán)相對不動動DA環(huán)將順時針轉(zhuǎn)動，環(huán)將順時針轉(zhuǎn)動，B環(huán)將逆時針轉(zhuǎn)動，兩者吸引靠環(huán)將逆時針轉(zhuǎn)動，兩者吸引靠攏攏解析：由于兩環(huán)均可以自由轉(zhuǎn)動，電流方向要趨于相同解析：由于兩環(huán)均可以自由轉(zhuǎn)動，電流方向要趨于相同，因此，