人教版安徽省高三物理一輪 第8章 磁場(chǎng) 第一講精品課件

1、第八章磁場(chǎng)12022/7/30 星期六電流的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感線地磁場(chǎng) 磁性材料分子電流假說 磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用安培力左手定則. 磁電式電表原理 22022/7/30 星期六磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，洛倫茲力帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 質(zhì)譜儀和回旋加速器 說明：安培力的計(jì)算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的情形洛倫茲力的計(jì)算只限于速度與磁場(chǎng)方向垂直的情形32022/7/30 星期六第一講磁場(chǎng)及通電導(dǎo)線在磁 場(chǎng)中受到的力42022/7/30 星期六一、磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度1磁場(chǎng)(1)基本性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有_的作用(2)方向：小磁針的_所受磁場(chǎng)力的方向磁場(chǎng)力N極52022/7/30

2、 星期六環(huán)形電流62022/7/30 星期六72022/7/30 星期六強(qiáng)弱和方向N極82022/7/30 星期六4勻強(qiáng)磁場(chǎng)(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小_、方向_的磁場(chǎng)稱為勻強(qiáng)磁場(chǎng)(2)特點(diǎn)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感線是疏密程度相同的、方向相同的平行直線距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)和通電螺線管內(nèi)部中心軸線附近的磁場(chǎng)(邊緣部分除外)，都可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng)處處相等處處相同92022/7/30 星期六二、磁感線及幾種常見的磁場(chǎng)分布1磁感線：在磁場(chǎng)中畫出一些曲線，使典線上每一點(diǎn)的_方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致2磁感線的特點(diǎn)(1)磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而人為假設(shè)的曲線，并不是客觀存在于磁場(chǎng)中的真實(shí)曲

3、線(2)磁感線在磁體(螺線管)外部由_到_極，內(nèi)部由_到_極，是_切線N極S閉合曲線NS極102022/7/30 星期六(3)磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的_，磁感線較密的地方磁場(chǎng)較強(qiáng)，磁感線較疏的地方磁場(chǎng)較弱(4)磁感線上任何一點(diǎn)的_，都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度)方向一致(5)磁感線不能_，也不能相切強(qiáng)弱切線方向相交112022/7/30 星期六3幾種常見的磁場(chǎng)(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(如下圖所示)122022/7/30 星期六(2)幾種電流周圍的磁場(chǎng)分布直線電流的磁場(chǎng)通電螺線管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)特點(diǎn)無磁極、非勻強(qiáng)且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)_與_磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)中心軸線附近為_磁場(chǎng)且磁場(chǎng)_，管外

4、為_磁場(chǎng)環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)_越弱條形勻強(qiáng)最強(qiáng)非勻強(qiáng)越弱132022/7/30 星期六安培定則142022/7/30 星期六立體圖152022/7/30 星期六橫截面圖162022/7/30 星期六4.安培定則(1)直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場(chǎng)磁感線的方向可以用_定則確定(2)對(duì)于通電直導(dǎo)線，可用_握住導(dǎo)線，大拇指指向電流方向，彎曲的四指指向_的方向(3)對(duì)于環(huán)形電流和通電螺線管，則用彎曲的四指指向_環(huán)繞的方向，右手拇指指向螺線管_的磁感線的方向安培右手磁感線環(huán)繞電流軸線上172022/7/30 星期六三、通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力安培力1安培力的大小(1)磁

5、場(chǎng)和電流垂直時(shí)：F_.(2)磁場(chǎng)和電流平行時(shí)：F0.2安培力的方向(1)用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)讓磁感BIL182022/7/30 星期六192022/7/30 星期六線從掌心進(jìn)入，并使四指指向_的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受_的方向(2)安培力的方向特點(diǎn)：FB，F(xiàn)I，即F垂直于_決定的平面電流安培力B和I202022/7/30 星期六四、磁電式電流表1基本組成部分：磁鐵和放在磁鐵兩極之間的_2工作原理：如圖所示，磁場(chǎng)的方向總沿著_均勻輻射地分布，在距軸線等距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小總是_的，保證B的大小不發(fā)生變化，且安培

6、力的方向與線圈垂直線圈徑向相等212022/7/30 星期六222022/7/30 星期六當(dāng)電流通過線圈時(shí)，導(dǎo)線受到安培力的作用，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，電流越大，安培力就_，螺旋彈簧的形變也就_I與指針偏角成正比，表盤刻度_(均勻、不均勻)所以，從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過電流的大小3優(yōu)、缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是_高，能測(cè)出很弱的電流；缺點(diǎn)是線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流_越大越大均勻靈敏度很弱232022/7/30 星期六一、磁感線和電場(chǎng)線的比較磁感線電場(chǎng)線不同點(diǎn)閉合曲線起始于正電荷，終止于負(fù)電荷相似點(diǎn)引入目的形象描述場(chǎng)而引入的假想線，實(shí)際不存在疏密場(chǎng)的強(qiáng)弱切線方向場(chǎng)的方向相交不能相交

7、(電場(chǎng)中無電荷空間不相交)242022/7/30 星期六252022/7/30 星期六3磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式也是其度量式，但用來測(cè)量的小段通電導(dǎo)線必須垂直放入磁場(chǎng)，如果小段通電直導(dǎo)線平行放入磁場(chǎng)，所受安培力為零，但不能說該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零4磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，其方向是放入其中的小磁針靜止時(shí)N極的指向，不是磁場(chǎng)中電流所受磁場(chǎng)力的方向，而是與受到磁場(chǎng)力的方向垂直 262022/7/30 星期六272022/7/30 星期六282022/7/30 星期六292022/7/30 星期六四、安培力做功的實(shí)質(zhì)能量的傳遞1安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通電導(dǎo)線或轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的動(dòng)能或其他形式的能2安培力做負(fù)

8、功：是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，或儲(chǔ)存或再轉(zhuǎn)化為其他形式的能302022/7/30 星期六1.關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，下列說法中正確的是()A磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針放在該點(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致B磁極之間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種看得見、摸得著客觀存在的物質(zhì)C磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止的D磁感線就是細(xì)鐵屑連成的曲線312022/7/30 星期六解析：磁感線是為了描述磁場(chǎng)而假想的線，是閉合曲線， 故C、D錯(cuò)誤磁感線的疏密反映場(chǎng)的強(qiáng)弱，曲線上某點(diǎn)的切線反映場(chǎng)的方向，故A正確，磁場(chǎng)是在磁體和電流周圍客觀存在的看不

9、見、摸不著的特殊物質(zhì)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤答案：A322022/7/30 星期六332022/7/30 星期六342022/7/30 星期六當(dāng)試探電流元的方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，雖電流元受的磁場(chǎng)力為零，但磁感應(yīng)強(qiáng)度卻不為零，C錯(cuò)磁感線的疏密是根據(jù)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱畫出的，磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，磁感線越稀疏的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，故D正確答案：D352022/7/30 星期六319世紀(jì)20年代，以塞貝克(數(shù)學(xué)家)為代表的科學(xué)家已認(rèn)識(shí)到溫度差會(huì)引起電流，安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差從而提出如下假設(shè)：地球磁場(chǎng)是由繞地球的環(huán)形電流引起的該假設(shè)中的電流方向是()A由西向東垂直磁子午線B

10、由東向西垂直磁子午線C由南向北沿磁子午線 D由赤道向兩極沿磁子午線方向362022/7/30 星期六解析：如右圖所示考慮地球自轉(zhuǎn)方向，利用安培定則可以判定地磁場(chǎng)是由東向西的環(huán)形電流產(chǎn)生的，故B項(xiàng)正確答案：B372022/7/30 星期六382022/7/30 星期六解析：為了便于判斷所標(biāo)出的小磁針N極的指向是否正確，先根據(jù)安培定則在圖中畫出相關(guān)磁場(chǎng)中經(jīng)過小磁針的磁感線及其方向，如圖所示392022/7/30 星期六答案：D402022/7/30 星期六412022/7/30 星期六解析：該導(dǎo)線可以用a和d之間的直導(dǎo)線長(zhǎng)為(1)L來等效代替，根據(jù)FBIL，可知大小為(1)BIL，根據(jù)左手定則判定

11、方向沿紙面向上，A正確答案：A422022/7/30 星期六432022/7/30 星期六答案：C442022/7/30 星期六安培定則的應(yīng)用及磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加452022/7/30 星期六462022/7/30 星期六空間中磁場(chǎng)疊加，在某一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向即該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向只有一個(gè)，即合磁場(chǎng)方向，應(yīng)用平行四邊形定則來求472022/7/30 星期六482022/7/30 星期六答案：B492022/7/30 星期六通電導(dǎo)線在安培力作用下運(yùn)動(dòng)情況的判定如右圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)

12、()A順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升502022/7/30 星期六【思路點(diǎn)撥】首先明確常見磁場(chǎng)的磁感線分布情況，然后取“電流元”，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(dǎo)致向下受力512022/7/30 星期六522022/7/30 星期六(2)特殊位置法把導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90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(dǎo)線在順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)綜上所述，選項(xiàng)A正確答案：A532022/7/30 星期六判定安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的常用方法542022/7/30 星期六結(jié)論法同向電流互相吸

13、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.552022/7/30 星期六562022/7/30 星期六答案：B572022/7/30 星期六與安培力相關(guān)的綜合問題582022/7/30 星期六【思維點(diǎn)撥】找出通電導(dǎo)線所受的所有的力畫出通電導(dǎo)線受力分析的平面圖找出各個(gè)力之間的關(guān)系根據(jù)受力關(guān)系找出電流情況592022/7/30 星期六答案：7 602022/7/30 星期六

14、求解通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的力學(xué)問題的方法是：(1)選定研究對(duì)象；(2)變?nèi)S為二維，畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向切忌跟著感覺走，要用左手定則來判斷，注意F安B、F安I；(3)根據(jù)力的平衡條件、牛頓第二定律列方程式進(jìn)行求解612022/7/30 星期六622022/7/30 星期六答案：A632022/7/30 星期六642022/7/30 星期六652022/7/30 星期六662022/7/30 星期六解析：由右手螺旋定則知閉合圓環(huán)在直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向是垂直紙面向里，再由左手定則知直導(dǎo)線受到的安培力方向指向M，所以導(dǎo)線AB將向M運(yùn)動(dòng)答案：A672022/7/30 星期六682022/

15、7/30 星期六692022/7/30 星期六答案：B702022/7/30 星期六712022/7/30 星期六答案：D722022/7/30 星期六732022/7/30 星期六解析：由左手定則，可分別判斷出導(dǎo)體棒所受安培力的方向如圖所示；由安培力方向可知，重力沿斜面方向的分力可能與安培力沿斜面方向分力相平衡的是A、C、D.當(dāng)重力沿斜面方向的分力與安培力沿斜面方向的分力大小相等、方向相反時(shí)，摩擦力大小為零B圖一定有摩擦存在，故B正確742022/7/30 星期六答案：B752022/7/30 星期六762022/7/30 星期六772022/7/30 星期六答案：(1)1.5 A(2)0.30 N(3)0.06 N782022/7/30 星期六19安培力作用下平衡問題的處理方法一、安培力、重力、彈力作用下平衡問題的處理方法求解導(dǎo)體棒在安培力作用下的平衡問題時(shí)應(yīng)先進(jìn)行受力分析，分析物體受哪幾個(gè)力的作用，在分析受力時(shí)不能漏掉安培力，同時(shí)要運(yùn)用左手定則判斷出安培力的方向，再根據(jù)共點(diǎn)力平衡的條件列方程求解在解題時(shí)此類試題往往具有空間的立體結(jié)構(gòu)，為了便于理解常常要先畫出平面圖792022/7/30 星期六802022/7/30 星期六812022/7/30 星期六822022/7/30 星期六答案：A832022/7/30 星期六二、安培力