高考物理磁場(chǎng)ppt

1、高考物理磁場(chǎng)課件ppt第1頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四一、磁場(chǎng)基本概念1、磁場(chǎng)由什么產(chǎn)生？磁體、電流、變化的電場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)電荷2、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是什么？對(duì)放入磁場(chǎng)中的磁體、通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用第2頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四磁體與電流的作用電流與電流的作用磁體與磁體的作用作用本質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)的作用常見的磁作用第3頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四3、最早揭示磁現(xiàn)象的電本質(zhì)的科學(xué)家是誰？它提出了什么假說？安培安培分子電流假說:在原子分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流-分子電流,分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微

2、小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極.第4頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四為什么有的物體無磁性，有的物體有磁性？如下圖，小鐵釘被吸向右側(cè)，而加熱后卻吸不住了，為什么？第5頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四4、最早發(fā)現(xiàn)電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)的科學(xué)家是誰？奧斯特【總結(jié)】導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)南北方向放置，若東西方向放置則導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)在統(tǒng)一直線上【例題】在重復(fù)奧斯特的電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為使實(shí)驗(yàn)方便且效果明顯，通電直導(dǎo)線應(yīng) ( A )A平行于南北方向，位于小磁針上方B平行于東西方向，位于小磁針上方C平行于東南方向，位于小磁針下方D平行于西南方向，位于小磁針下方第6頁

3、，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四PQ二、磁場(chǎng)描述(定性)1、磁場(chǎng)的方向是如何規(guī)定的？BPBQ1）小磁針靜止時(shí)N極指向2）小磁針N極的受力方向3）磁感線在該點(diǎn)的切線方向第7頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四二、磁場(chǎng)描述(定性)-磁感線2、常見磁場(chǎng)磁感線特點(diǎn)1、疏密表示強(qiáng)弱，切線方向表示B的方向2、閉合，磁體外N到S磁體內(nèi)S到N3、非實(shí)際存在4、不相交、不相切第8頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四 知識(shí)簡析電流磁場(chǎng)的確定方法右手安培定則握??！第9頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四安培定則：判斷電流產(chǎn)生磁

4、場(chǎng)的法則（兩種不同形式）從前向后看？從下向上看？從前向后看（剖面圖）？從左向右看？從前向后看？從上向下看？立體圖平面圖畫想象基本技能：立體圖參見 三維設(shè)計(jì) 149頁 右上第10頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四【例題】對(duì)于磁感線的認(rèn)識(shí)，下列說法中正確的是 ( )A磁場(chǎng)是由磁感線組成的B畫出磁感線的地方一定存在著磁場(chǎng)，沒畫出磁感線的地方一定不存在磁場(chǎng)C磁感線上任一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向D在有磁場(chǎng)的空間內(nèi)，任何一點(diǎn)只能畫出一條磁感線CD第11頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四NS地磁場(chǎng)特點(diǎn)第12頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38

5、分，星期四6地球的磁場(chǎng)：地球的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，其主要特點(diǎn)有三個(gè)(1)地磁場(chǎng)的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近，磁感線分布如圖11.1-1所示(2)地磁場(chǎng)B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向地球北極，而豎直分量(By)在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下(3)在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，且方向水平向北第13頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四例3如圖11.1-2所示，圖（甲）（乙）是兩種結(jié)構(gòu)不同的環(huán)狀螺線管的示意圖其中（乙）圖是由兩個(gè)匝數(shù)相同、互相對(duì)稱的、半圓環(huán)形螺線管串聯(lián)而成的給它們按圖示方向通以電流試畫出磁感線的分布

6、情況示意圖圖11.1-2第14頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四解析 （甲）圖所示的通電螺線管中的磁場(chǎng)，只能存在于環(huán)形螺線管的空腔中，磁感線都是圓形；根據(jù)右手螺旋定則，磁感線方向是順時(shí)針方向如圖中的虛線所示 （乙）圖為兩個(gè)對(duì)稱的半圓環(huán)形的螺線管組合而成左邊的通電半圓環(huán)形螺線管中的磁場(chǎng)是順時(shí)針方向的；右邊的通電半圓環(huán)形螺線管中的磁場(chǎng)是逆時(shí)針方向的；由于磁感線都是閉合曲線，兩個(gè)半圓環(huán)形螺線管磁場(chǎng)的磁感線在環(huán)頂相遇都轉(zhuǎn)彎豎直向下，各自閉合，環(huán)面中間部分的磁場(chǎng)方向向下【點(diǎn)評(píng)】 磁感線是閉合曲線，圖（甲）中比較容易判斷磁感線方向是順時(shí)針的圖（乙）中要注意導(dǎo)線的繞向由于左、右兩半圓

7、形螺線管中電流方向不同，應(yīng)先判斷環(huán)內(nèi)磁感線的方向，然后根據(jù)磁感線閉合的特點(diǎn)來判斷磁感線的形狀第15頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四i【易錯(cuò)題】 電視機(jī)顯象管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如右，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)？【解析】：畫出偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi)側(cè)的電流，是左半線圈靠電子流的一側(cè)為向里，右半線圈靠電子流的一側(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)。（本題用其它方法判斷也行，但不如這個(gè)方法簡潔） 第16頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四三、磁場(chǎng)的描述（定量）定義

8、： 一小段通電直導(dǎo)線，垂直磁感線放在磁場(chǎng)某處時(shí)，受到的安培力F與IL的比值稱為該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。1、磁感強(qiáng)度B方向：磁場(chǎng)方向定義式：此公式不是決定式！思考：某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的決定因素是什么？第17頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四點(diǎn)定B定：就是說磁場(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,滿足矢量運(yùn)算法則.練習(xí)： 三維設(shè)計(jì) 151頁 右下 練習(xí)1第18頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)3

9、8分，星期四2、磁通量（1）定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積叫穿過這個(gè)面積的磁通量。（2）定義式：=BS（3）對(duì)此定義式的理解：a 、適用勻強(qiáng)磁場(chǎng)；b 、B和S垂直；C、S為磁場(chǎng)實(shí)際占有的面積d、 與線圈匝數(shù)無關(guān)第19頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四 規(guī)律方法【例】如圖所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細(xì)長磁鐵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)過位置到位置，且位置和都很靠近位置，在這個(gè)過程中，線圈中的磁通量A是增加的； B是減少的C先增加，后減少； D先減少，后增加解析： 解析：條形磁鐵在 N極附近的分布情況如圖所示，由圖

10、可知線圈中磁通量是先減少，后增加D選項(xiàng)正確 第20頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四例2、如圖所示，兩個(gè)同心圓線圈a 、b在同一平面內(nèi)，半徑Rab B、 a = b C、 ab D、無法確定NSab注意（1）磁通量等于穿過平面的磁感線的凈條數(shù)； （2）注意區(qū)分S是磁場(chǎng)面積還是回路面積。A第21頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四（1）安培力磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力稱安培力，其大小為F =BILsin， 其中表示電流方向與磁感強(qiáng)度方向的夾角四、安培力-磁場(chǎng)通電導(dǎo)線的作用第22頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四四、安培力-磁場(chǎng)通電

11、導(dǎo)線的作用1、方向：左手定則2、大小當(dāng)BL時(shí)當(dāng)BL時(shí)3、適用條件F=BILF=0勻強(qiáng)磁場(chǎng)中F =BILsin由左手定則可知：安培力F一定垂直B、I所組成的平面第23頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四4、安培力的大小特點(diǎn)：不僅與B、I、L有關(guān)，還與放置方式有關(guān)，夾角L是有效長度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長度第24頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四注意：閉合的通電線圈在磁場(chǎng)中的受到的合的磁場(chǎng)力為 零第25頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四5、安培力、磁感強(qiáng)度、電流三者方向關(guān)系安培力的方向總垂直于電流和磁感線所確定的平面已知F和B的方向

12、，當(dāng)導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可唯一確定電流I的方向已知電流I和B的方向，可用左手定則唯一確定F的方向已知F和I的方向，磁感強(qiáng)度B的方向不能唯一確定IF第26頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四【總結(jié)】兩同向電流互相吸引，兩反向電流互相排斥；螺線管通電后，在軸向上有收縮趨勢(shì)，徑向有擴(kuò)張的趨勢(shì)兩導(dǎo)線間的相互作用力？通電后沿軸線方向和半徑方向的力的方向？第27頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四NS解題方法：1）選取一小段電流元 2）確定該點(diǎn)的磁場(chǎng) 3）應(yīng)用左手定則判斷其受力 4）確定其運(yùn)動(dòng)情況方法2：環(huán)形電流等效小磁針或 小磁針等效環(huán)形電流【重要】最終 同向吸

13、引第28頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四【典型題】、兩條直導(dǎo)線相互垂直，如圖所示，但相隔一個(gè)小距離，其中一條AB是固定的，另一條CD能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)直流電流按圖示方向通入兩條導(dǎo)線時(shí)，CD導(dǎo)線將（ ）A、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABB、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線ABC、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線ABD、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABABCDIIA【結(jié)論】：兩通電導(dǎo)線有達(dá)到電流方向相同，并靠近的趨勢(shì)第29頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四例5：如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，它的正中央上方固定一長直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直給電線通以垂直紙面向

14、外的電流，則A、磁鐵對(duì)桌面壓力增大，要受桌面摩擦力作用B、磁鐵對(duì)桌面壓力增大，不受桌面摩擦力作用C、磁鐵對(duì)桌面壓力減小，要受桌面摩擦力作用D、磁鐵對(duì)桌面壓力減小，不受桌面摩擦力作用I如果導(dǎo)線不在磁鐵的中心呢？D第30頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四例:如圖所示，MN、PQ為平行光滑導(dǎo)軌，其電阻忽略不計(jì)，與地面成30角固定NQ間接一電阻R=1.0，MP端與電池組和開關(guān)組成回路，電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻r=1.0，導(dǎo)軌區(qū)域加有與兩導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)現(xiàn)將一條質(zhì)量m=40g，電阻R=1.0的金屬導(dǎo)線置于導(dǎo)軌上，并保持導(dǎo)線ab水平已知導(dǎo)軌間距L=0.1m，當(dāng)開關(guān)S接通后導(dǎo)線

15、ab恰靜止不動(dòng)試計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；BBILFNmg若軌道有粗糙，欲使金屬桿靜止在軌道上，B的取值范圍？三維設(shè)計(jì) 152頁 練習(xí)3第31頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四 規(guī)律方法 【典型題】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對(duì)A圖:對(duì)B圖:對(duì)C圖:對(duì)D圖:若F安cos=mgsin,則f=0.若F安=mg,則N=0,f=0.N0,f0.F=F安cos+mgsin0F安mgNF安m

16、gmgNfmgNfF安F安AB 第32頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四 【較難題】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E2V,r0.5,豎直導(dǎo)軌電阻可略,金屬棒的質(zhì)量m0.1kg,R=0.5,它與導(dǎo)體軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4,有效長度為0.2 m,靠在導(dǎo)軌的外面,為使金屬棒不下滑,我們施一與紙面夾角為600且與導(dǎo)線垂直向外的磁場(chǎng),(g=10 m/s2)求：（1)此磁場(chǎng)是斜向上還是斜向下？（2）B的范圍是多少？解析: 導(dǎo)體棒側(cè)面受力圖如圖所示 由平衡條件得:B最小時(shí)摩擦力沿導(dǎo)軌向上,則有FNBILcos300mg, FN=BILsin300 解得B2.34 T 當(dāng)B最大時(shí)摩擦力沿導(dǎo)軌向下

17、，則有BILcos300mgFN FN=BILsin300 解得B=3.75 TB的范圍是2.34T 3.75 T 規(guī)律方法第33頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四 規(guī)律方法 【練習(xí)題】在傾角為的斜面上,放置一段通有電流強(qiáng)度為I,為L,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒a,(通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),磁場(chǎng)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)斜面無壓力,則所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度又如何?a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： F安mgsinFNBILcos, FN=mgcosBILsin解得 當(dāng)=900時(shí), （2）當(dāng)FN=0時(shí),則BILmg,BIL=mg,由左手定則知B方向水平向左第34頁，共36頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期四【5】如圖所示是一個(gè)可以用來測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的裝置：一長方體絕緣容器內(nèi)部高為L，厚為d，左右兩管等高處裝有兩根完全相同的開口向上的管子a、b，上、下兩側(cè)裝有電極C（正極）和D（負(fù)極）并經(jīng)開關(guān)S與電源連接，容器中注滿能導(dǎo)電的液體，液體的密度為；將容器置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，豎直管子a、b中的液面高度相同，開關(guān)S閉合后，a、b