2020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第九章第1講磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用教案新人教版

1、第1講 磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用考制等情要求垓心累養(yǎng)磁筋、磁感應(yīng)在叟、磁感繡a通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向*安培力、安培力的方向*寫強(qiáng)密曲中的安培力全國(guó)卷5年6君奏壽褶數(shù)*11 1 II糧建觀念a透宣贊場(chǎng)僵感度強(qiáng)度學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)物質(zhì)的客觀怛存在形 成經(jīng)典物方的物質(zhì)觀念一科學(xué)思讖利用電場(chǎng)和崔場(chǎng)的奧比,培養(yǎng)學(xué)生的粒學(xué)鼠維方法，4從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面遂行科學(xué)推理、柱出安培力的 祖律、璀成結(jié)論,并能解舞自然愛(ài)象和楚決實(shí)際向噩考點(diǎn)1安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)疊加1.安培定則的應(yīng)用：在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場(chǎng)時(shí) 應(yīng)分清“因”和“果”.原因（電流方1可）結(jié)果（磁場(chǎng)方向）直線電流的磁場(chǎng)大拇

2、指四指環(huán)形電流及通電 螺線管的磁場(chǎng)四指大拇指2.磁場(chǎng)疊加磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，多個(gè)通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)在空間某一點(diǎn)疊加時(shí)，合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各場(chǎng)源單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和.1. （2019 湖南衡陽(yáng)聯(lián)考）無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與導(dǎo)線中通過(guò)的電流成正比，與導(dǎo)線到這一點(diǎn)的距離成反比.現(xiàn)有兩根相距為L(zhǎng)且平行的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有電流I和3I ,通過(guò)的電流方向如圖所示.在兩導(dǎo)線所處位置的連線上有 a、b、c三點(diǎn)，a點(diǎn)為連線的中點(diǎn)，b、c兩點(diǎn)距導(dǎo)線的距離均為L(zhǎng).下列說(shuō)法正確的是（B ）- L L L c 吸 a人 biBII1IBIA. a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)

3、強(qiáng)度方向相反B. a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為16 1C. c點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同D. c點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為8 1解析：由題意知B= k；.由安培定則知，電流 3I在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，電流I在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，由磁場(chǎng)疊加知，a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，電流3I在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，電流I在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向上，由B= k；知，電流3I在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)大，由磁場(chǎng)疊加知， b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，故 a 點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同，選項(xiàng) A錯(cuò)誤；由磁場(chǎng)疊加知，a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 Ba= k"L" + k=

4、，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 已=卜五一壇=五，故R Bb= 16 1,選項(xiàng)B正確；22由安培定則知，電流 3I在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向上，電流 I在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng) 度方向向下，由B= k；知，電流3I在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大，由磁場(chǎng)疊加知，c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向上，故 c點(diǎn)和b點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相反，選項(xiàng) C錯(cuò)誤；由磁場(chǎng)疊加知，c點(diǎn)的磁感 一一、，_3I I 5kI_一，.八應(yīng)強(qiáng)度大小 巳=卜匚卜江=文，故Bc Bb=5 1,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2. （2019 河南周口模擬）（多選）如圖甲所示，一長(zhǎng)直導(dǎo)線沿南北方向水平放置，在導(dǎo)線下方有一靜止的靈敏小磁針.現(xiàn)在導(dǎo)線中通以圖甲所示的恒定電流，測(cè)得小磁針偏

5、離南北方向的角度0的正切值tan 0與小磁針離開導(dǎo)線的距離之間的關(guān)系如圖乙所示.若該處地磁場(chǎng)的水平分量為B）,則下列判斷中正確的是A.通電后，小磁針的N極向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn)B.通電后，小磁針靜止時(shí)N極所指的方向即為電流在小磁針處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向C.電流在xo處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為坐B3D. xo處合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2Bo解析：由安培定則可知，電流在小磁針處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故小磁針N極應(yīng)向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn)，A正確；通電后小磁針靜止時(shí) N極所指的方向?yàn)殡娏鳟a(chǎn)生的磁場(chǎng)與地磁 場(chǎng)水平分量的合磁場(chǎng)方向，B錯(cuò)誤；由矢量合成知識(shí)可知，電流在xo處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B= BOtan 0 =

6、害國(guó)選項(xiàng)C正確；xo處合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)弓鼠度大小應(yīng)為%=23區(qū),3cos 03選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3. （2018 全國(guó)卷H ）（多選）如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線L1、L2, L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；Li的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于L2對(duì)稱.整 個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bo,方向垂直于紙面向外.已知 a、(AC )1 一 1b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為 -EO-Bo,萬(wàn)向也垂直于紙面向外.則 32A.流經(jīng)Li的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1B.流經(jīng)Li的電流在a點(diǎn)廣生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B0121 _C.流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)

7、度大小為 B0D.流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為解析：本題考查安培定則、磁場(chǎng)的疊加.由安培定則判定，L1中的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，L2中的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向分別垂直于紙面向里和向外；設(shè)L1和匕中的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和民，由磁1_ _ _ 1_7 7_ _ 1_感應(yīng)強(qiáng)度的矢量疊加原理可得，Bo-B1-B2=-Bd, Bd+B.- B = -Bo,解得B = Ed,巳=心巳，321212故A、C項(xiàng)正確.求解有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度問(wèn)題的3個(gè)關(guān)鍵(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度> 由磁場(chǎng)本身決定.(2)合磁感應(yīng)強(qiáng)度>等于各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)

8、度的矢量和(滿足平行四邊形定則).(3)牢記判斷電流的磁場(chǎng)的方法一一安培定則，并能熟練應(yīng)用，建立磁場(chǎng)的立體分布模 型.考點(diǎn)2安培力及在安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)深化理解1 .判斷導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的基本思路：首先明確導(dǎo)體所在位置的磁感線的分布情況，然后利用左手定則判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向.2 .常用判斷方法電流兀法左手定則分割為電流元> 安培力方向一一整段導(dǎo)體合力方向一 一運(yùn)動(dòng)方向特殊位置法在特殊位置一一安培力方向>運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流？小磁針；條形磁鐵？通電螺線管？多個(gè)環(huán)形電流結(jié)論法同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作 用時(shí)，有轉(zhuǎn)到

9、平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究 對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的問(wèn)題：可先分 析電流在磁體磁場(chǎng)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(chǎng)的作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向考向1安培力大小方向的判斷士典例1在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一用粗細(xì)均勻、相同材料制成的導(dǎo)體框 abc, b為半圓弧的頂點(diǎn).磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體框平面向里，在ac兩端接一直流電源，如圖所示，則 ()A.導(dǎo)體框abc所受安培力的合力為零B.導(dǎo)體框abc所受安培力的合力垂直于ac向上C.導(dǎo)體框abc所受安培力的合力垂直于ac向下D.導(dǎo)體框abc的圓弧段所受安培力為零審題指導(dǎo)(1)計(jì)算彎曲導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁

10、場(chǎng)中所受安培力的大小時(shí)，有效長(zhǎng)度L等于曲線兩端點(diǎn)的直線長(zhǎng)度.(2)串、并聯(lián)電路中，兩條導(dǎo)線電阻不同.【解析】由左手定則可知，導(dǎo)體框 abc所受安培力的合力垂直于 ac向上，故選B.【答案】B1 .（多選）如圖甲所示，揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場(chǎng)中，當(dāng)音頻電流信號(hào)通過(guò)線圈時(shí)， 線圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng)，發(fā)出聲音.俯視圖乙表示處于輻射狀磁場(chǎng)中的線圈（線圈平面即紙面）,磁場(chǎng)方向如圖中箭頭所示，在圖乙中（BC ）13A.當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里8 .當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C.當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D.當(dāng)電流沿逆時(shí)針

11、方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外解析：將環(huán)形導(dǎo)線分割成無(wú)數(shù)個(gè)小段，每一小段看成一直導(dǎo)線，當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí)，根據(jù)左手定則知，導(dǎo)線所受的安培力方向垂直紙面向外，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)，根據(jù)左手定則知，導(dǎo)線所受的安培力方向垂直紙面向里，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.考向2通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)歷典例2 （2019 廣東五校聯(lián)考）（多選）兩根固定的相互平行的直導(dǎo)線 A和B,相距為L(zhǎng), 電流方向如圖所示，導(dǎo)線 C用輕繩懸掛在 A B導(dǎo)線的中間上方，距離為 *3L,三根導(dǎo)線中的電流都為I .下列說(shuō)法正確的是（*A.從上往下看，導(dǎo)線 C順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)繩子的張力變小9 .從上往下

12、看，導(dǎo)線 C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)繩子的張力變大C.當(dāng)C轉(zhuǎn)到與A B平行時(shí)，A B和C單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為1D.當(dāng)C轉(zhuǎn)到與A、B平行時(shí)，A、B和C單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為如圖.審題指導(dǎo)本題可確定三個(gè)特殊點(diǎn)的磁場(chǎng)，再判斷安培力,【解析】 由安培定則可以判斷導(dǎo)線 C左側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直方向的分量從下往上，右C左側(cè)受到垂直紙面向外的力,側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直方向的分量從上往下，從而可判斷導(dǎo)線 右側(cè)受到垂直紙面向里的力，從上往下看導(dǎo)線C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；利用極限法可判斷導(dǎo)線 C轉(zhuǎn)動(dòng)到與A B平行時(shí)受到向下的安培力，所以繩子張力變大，A錯(cuò)誤，B正確.轉(zhuǎn)到與 A B平行時(shí)，三根導(dǎo)線處于等邊三角形的

13、頂點(diǎn)上， 三根導(dǎo)線電流方向都是垂直紙面向里， 且電流大 小都為I ,所以A、B和C單位長(zhǎng)度受到的磁場(chǎng)作用力大小相等， C錯(cuò)誤，D正確.【答案】BD2.如圖所示，條形磁鐵放在光滑斜面上，用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡，A為水平放置的直導(dǎo)線的截面，導(dǎo)線中無(wú)電流時(shí)磁鐵對(duì)斜面的壓力為Fni；當(dāng)導(dǎo)線中有垂直紙面向外的電流時(shí)，磁鐵對(duì)斜面的壓力為Fn2,則下列關(guān)于磁鐵對(duì)斜面的壓力和彈簧的伸長(zhǎng)量的說(shuō)法正確的是（C ）A. Fn1<Fn2,彈簧的伸長(zhǎng)量減小B. Fn尸F(xiàn)n2,彈簧的伸長(zhǎng)量減小C. Fn1>Fn2,彈簧的伸長(zhǎng)量增大D. Fni>Fn2,彈簧的伸長(zhǎng)量減小解析：在題圖中，由于條形磁鐵

14、的磁感線是從A處的一條磁感線，其方向是斜向左下方的，如圖所示, 由左手定則可判斷導(dǎo)線 A必受斜向右下方的安培力N極出發(fā)到S極，所以可畫出磁鐵在導(dǎo)線導(dǎo)線A中的電流垂直紙面向外時(shí),F,由牛頓第三定律可知磁鐵所受作用力F'的方向是斜向左上方，所以磁鐵對(duì)斜面的壓力減小，即Fn>Fn2.同時(shí)，F(xiàn)有沿斜面向下的分力，使得彈簧彈力增大，可知彈簧的伸長(zhǎng)量增大，所以選項(xiàng)C正確.考點(diǎn)3通電導(dǎo)體在安培力作用下的平衡與加速問(wèn)題深化理解1 .分析導(dǎo)體在磁場(chǎng)中平衡和加速問(wèn)題的基本思路(1)確定要研究的導(dǎo)體.(2)按照已知力一重力一安培力一彈力一摩擦力的順序，對(duì)導(dǎo)體受力分析.(3)分析導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況.(4)根

15、據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列式求解.2 .受力分析的注意事項(xiàng)(1)安培力的方向特點(diǎn)：F，B, F±I ,即F垂直于B和I決定的平面.(2)安培力的大?。簯?yīng)用公式 F=BILsin 0計(jì)算彎曲導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受安培力的大 小時(shí)，有效長(zhǎng)度L等于曲線兩端點(diǎn)的直線長(zhǎng)度.(3)視圖轉(zhuǎn)換：對(duì)于安培力作用下的力學(xué)問(wèn)題，導(dǎo)體棒的受力往往分布在三維空間的不 同方向上，這時(shí)應(yīng)利用俯視圖、剖面圖或側(cè)視圖等，變立體圖為二維平面圖.考向1安培力作用下的平衡問(wèn)題歷典例3如圖所示，一長(zhǎng)為10 cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1 T,方向垂直于紙面向里；彈簧上端

16、固定，下端與金屬棒絕緣.金屬棒通過(guò)開關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12 V的電池相連，電路總電阻為 2 .已知開關(guān)斷開時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量均為0.5 cm ;閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開關(guān)斷開時(shí)相比均改變了0.3 cm ,重力加速度大小取 10 m/s 2.判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量.【解析】金屬棒通電后，閉合回路電流I=U= 2 A = 6 AR 2導(dǎo)體棒受到的安培力大小為F= BIL= 0.06 N由左手定則可判斷知金屬棒受到的安培力方向豎直向下 由平衡條件知開關(guān)閉合前：2 kx = mg開關(guān)閉合后：2k(x+Ax) = mg+ F代入數(shù)值解得 mF 0.01 k

17、g【答案】方向豎直向下0.01 kg針對(duì)訓(xùn)練3 . （2019 云南江川模擬）（多選）如圖所示，質(zhì)量為 M長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線通有垂直紙面e的光滑斜面向外的電流I,被一絕緣細(xì)線拴著并處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線能靜止在傾角為上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的大小和方向可能是（BC ）Mgan 0、，一 , 一，A.大小為 一|L,萬(wàn)向垂直斜面向上b.大小為Mgsin,方向垂直紙面向里c大小為Mg方向水平向右D.大小為Mg方向沿斜面向下一一-_Mgan e 、，_ 解析：若磁感應(yīng)強(qiáng)度 B大小為 一IL-,萬(wàn)向垂直斜面向上，則安培力沿斜面向上，大小為Mgan 0 ,而重力和支持力的合力等于Mgsin 0 ,小于安培力，所以

18、導(dǎo)線會(huì)沿斜面向上_mMcsin運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；若磁感應(yīng)強(qiáng)度 B大小為一,方向垂直紙面向里，則導(dǎo)線所受的安培力為零，則導(dǎo)線受細(xì)線的拉力、重力以及斜面的支持力，可以保持靜止，選項(xiàng) B正確；若磁 感應(yīng)強(qiáng)度B大小為M，方向水平向右，則安培力豎直向上，大小為 Mg可以與重力平衡而 使導(dǎo)線處于靜止?fàn)顟B(tài)，故 C正確；若磁感應(yīng)強(qiáng)度 B大小為祟 方向沿斜面向下，則安培力垂 直斜面向上，大小為 Mg在垂直斜面方向，因?yàn)?MgMgcos 0 ,所以導(dǎo)線會(huì)離開斜面，故 D 錯(cuò)誤.考向2安培力作用下的加速問(wèn)題2典型4 （2018 江蘇卷）如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾 角為8,間距為d.導(dǎo)軌處于勻

19、強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為m的金屬棒被固定在導(dǎo)軌上，距底端的距離為s,導(dǎo)軌與外接電源相連，使金屬棒通有電流.金屬棒被松開后，以加速度a沿導(dǎo)軌勻加速下滑， 金屬棒中的電流始終保持恒定，重 力加速度為g.求下滑到底端的過(guò)程中，金屬棒末速度的大小v;(2)通過(guò)的電流大小I ;(3)通過(guò)的電荷量Q審題指導(dǎo)(1)視圖轉(zhuǎn)化，如圖.(2)受力分析，如圖.(3)運(yùn)動(dòng)分析：由于安培力恒定，導(dǎo)體棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).【解析】 (1)勻加速直線運(yùn)動(dòng) v2= 2as解得v=，2as(2)安培力F安=IdB金屬棒所受合力F= mgin 0 - F安mgsin a由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得 F= ma解得I = u ,DdB一.，、一 v . 運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=a電何重q= it，20Sm