創(chuàng)新設(shè)計(jì)屆高考物理一輪復(fù)習(xí)磁場及磁場對電流的作用新人教版1-完整版PPT

1、考綱展示高考瞭望知識點(diǎn)要求磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感線1.(1)高考對本章內(nèi)容的考查主要集中在以下兩點(diǎn)：安培力的應(yīng)用和帶電粒子在磁場中的運(yùn)動帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(2)從題型上看，選擇、計(jì)算題都有選擇側(cè)重考查磁場的基本概念，安培力作用下導(dǎo)體棒的運(yùn)動，帶電粒子在磁場中的運(yùn)動等，試題難度不大；計(jì)算題則側(cè)重帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動，試題難度較大2.由于復(fù)合場問題綜合性較強(qiáng)，覆蓋考點(diǎn)較多，預(yù)計(jì)在2011年的高考中仍將是一個熱點(diǎn).通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向安培力，安培力的方向勻強(qiáng)磁場中的安培力洛倫茲力，洛倫茲力的方向洛倫茲力公式帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動質(zhì)譜儀和回旋加速器說明：安培力的計(jì)算只限于電

2、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方向垂直的情形.第八章 磁場1磁場的基本特點(diǎn) 磁場對放入其中的磁體、電流和運(yùn)動電荷有 的作用2磁場的方向 在磁場中的任一點(diǎn)，小磁針的 受力的方向，亦即小磁針靜止時 所指的 方向，就是那一點(diǎn)的磁場方向磁場力N極N極第1講 磁場及磁場對電流的作用 (1)磁感線某點(diǎn)切線方向表示該點(diǎn)的磁場方向，磁感線的 ，表示磁場的 強(qiáng)弱 (2)磁感線是 的，外部NS，內(nèi)部SN. (3)任意兩條磁感線不相交4幾種典型磁場 (1)條形磁體和蹄形磁體的磁場(如圖811)：閉合疏密(2)直線電流的磁場：無磁極，非勻強(qiáng)，距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場 ，畫法如圖812所示(3)環(huán)形電流

3、的磁場：兩側(cè)是N極和S極，離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場 ，畫法如圖 813所示越弱越弱(4)通電螺線管的磁場：兩端分別是N極和S極，管內(nèi)是 磁場，磁感線方向由S極指向N極，管外為 磁場，磁感線由N極指向S極，畫法如圖814所示勻強(qiáng)非勻強(qiáng) 5安培定則(1)直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場磁感線的方向可以用 定則確定(2)對于通電直導(dǎo)線，可用 握住導(dǎo)線，大拇指指向 方向，彎曲的四指指向 的方向(3)對于環(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，右手大拇指指向螺線管 的磁感線的方向安培磁感線環(huán)繞電流軸線上右手電流磁感線和電場線比較磁感線電場線相似點(diǎn)引入目的都是為了形象描述場而引入的假想線，實(shí)

4、際不存在疏密都能定性描述場的強(qiáng)弱切線方向都是表示該點(diǎn)場的方向不同點(diǎn)相交不能相交(電場中無電荷空間不相交)S，內(nèi)部SS，內(nèi)部SN起始于正電荷，終止于負(fù)電荷沒有畫出磁感線或電場線的地方并不表示那里沒有磁場或電場存在1有a、b、c、d四個小磁針，分別放置在通電螺線管的附近和內(nèi)部，如圖815所示其中小磁針的指向正確的是() Aa Bb Cc DD 解析：由右手螺旋定則，可知螺線管內(nèi)部的磁場方向向左，小磁針的N極方向向左，D項(xiàng)正確答案：D1磁感應(yīng)強(qiáng)度 (1)定義：在磁場中垂直磁場方向的通電導(dǎo)線，受到的安培力跟電流和導(dǎo)線長 度的乘積的比值 (2)表達(dá)式：B . (3)矢量性：方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場方向，即通過該

5、點(diǎn)的磁感線的切線方向 (4)單位：特斯拉(T) 2勻強(qiáng)磁場(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 、方向 的磁場稱為勻強(qiáng)磁場(2)特點(diǎn)勻強(qiáng)磁場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異名磁極之間的磁場和通電螺線管內(nèi)部的磁場(邊緣部分除外)，都可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場處處相等處處相同磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解1磁感應(yīng)強(qiáng)度是由比值法定義的，磁場中某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及方向是客觀存在的，由磁場本身的性質(zhì)決定，與放入的直導(dǎo)線的電流I的大小、導(dǎo)線的長短即L的大小無關(guān)，與通電導(dǎo)線受到的力也無關(guān)，即便不放入載流導(dǎo)體，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度也照樣存在因此不能說B與F成正比，或B與IL成反比2磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，遵守矢量

6、分解、合成的平行四邊形定則注意磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處的磁場方向，并不是該處通電導(dǎo)線的受力方向2關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說法中正確的是() A磁場中某點(diǎn)B的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān) B磁場中某點(diǎn)B的方向，跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受磁場力方向一致 C在磁場中某點(diǎn)的試探電流元不受磁場力作用時，該點(diǎn)B值大小為零 D在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大 解析：磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場本身屬性，在磁場中某處為一恒量，其大小可由B 計(jì)算，與試探電流元的F、I、L的情況無關(guān)，A錯磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向規(guī)定為小磁針N極受磁場力的方向，與放在該處電流元受力方向垂直，B錯當(dāng)試探電流元的方向與磁場方向平行時，雖

7、電流元受磁場力為零，但磁感應(yīng)強(qiáng)度卻不為零，C錯磁感線的疏密是根據(jù)磁場的強(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：D1安培力的方向 (1)安培力：通電導(dǎo)線在磁場中受的力實(shí)驗(yàn)表明安培力的方向與 、 都有關(guān)系 (2)左手定則：伸開左手，讓拇指與其余四指 ，并且都與手掌在同一個平面 內(nèi)讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向 ，這時 所指的方 就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向磁場方向電流方向垂直電流的方向拇指 2安培力的大小(1)當(dāng)磁場與電流 時，安培力最大為FmaxBIL.(2)當(dāng)磁場與電流平行時，即磁場方向與電流方向相同或相反時，安培力為零牢記安

8、培力的方向既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直又跟電流方向垂直 閉合通電線圈在勻強(qiáng)磁場中所受安培力為多少？ 提示：任意形狀的閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中所受安培力的矢量和為零，但不一定會處于靜止?fàn)顟B(tài)垂直1應(yīng)用公式FBIL時應(yīng)注意哪些問題？(1)B與L垂直；(2)式中L是有效長度彎曲導(dǎo)線的有效長度L等于在垂直磁場平面內(nèi)的投影長度兩端點(diǎn)所連直線的長度(如圖816所示)，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端對于任意形狀的閉合線圈，其有效長度均為零，所以通電后在勻強(qiáng)磁場中受到的安培力的矢量和為零(3)B并非一定是勻強(qiáng)磁場，但一定是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 2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)

9、線或轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的動能或其他形式的能(2)安培力做負(fù)功：是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，或儲存或再轉(zhuǎn)化為其他形式的能4(2009海南單科，2)一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定導(dǎo)線中通有電流，方向如下圖中箭頭所示當(dāng)沒有磁場時，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)；當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場時，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個圖示中正確的是() 解析：由左手定則知D項(xiàng)正確 答案：D1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817所示，磁場的方向總沿著 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，且安培力 的方向與線圈垂直線圈徑向相等當(dāng)電流通過線圈時

10、，導(dǎo)線受到安培力的作用，線圈轉(zhuǎn)動，螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動，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 越大均勻靈敏度很弱越大5關(guān)于磁電式電流表內(nèi)的磁鐵和鐵芯間的矩形線圈與磁場的關(guān)系，下列說法中 正確的有() A通電線圈旋轉(zhuǎn)的角度不同，它所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也不同 B不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么位置，它所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都相等 C通電線圈旋轉(zhuǎn)的角度不同，它的平面與磁感線的夾角也不同 D不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面

11、都與磁感線相平行 解析：磁鐵和鐵芯間是均勻的輻向磁場，通電線圈不論在哪個位置，其平面都與磁感線平行，并且所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都相等，因此，B、D正確 答案：BD 【例1】 三根平行的長直通電導(dǎo)線，分別通過一個等腰直角三角形的三個頂點(diǎn)且與三角形所在平面垂直，如圖818圖818所示現(xiàn)在使每根通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，則下列說法中正確的有()AO點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為BBO點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 BCO點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與斜邊夾角為90DO點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與斜邊夾角為arctan 2解析：先根據(jù)安培定則確定每根通電導(dǎo)線在O點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

12、，再根據(jù)矢量合成法則求出結(jié)果根據(jù)安培定則，I1與I3在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B3方向相同，I2在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與B1、B3方向垂直，如圖所示，故O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 ，A項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)正確；由幾何關(guān)系可知O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與斜邊夾角為arctan 2，C項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確答案：BD空間中磁場疊加，在某一點(diǎn)的磁場方向即該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向只有一個，即合磁場方向，應(yīng)用平行四邊形定則來求11取兩個完全相同的長導(dǎo)線，用其中一根繞成如圖819甲所示的螺線管，當(dāng)在該螺線管中通以電流強(qiáng)度為I的電流時，測得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，若將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如圖819乙所示

13、的螺線管，并通以電流強(qiáng)度也為I的電流，則在該螺線管內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為() A0 B0.5B CB D2B解析：乙為雙繞線圈，兩通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場互相抵消，管內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故A正確答案：A【例2】 如圖8110所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁 鐵的軸線穿過線圈的圓心，且垂直于線圈平面，當(dāng)線圈中通入如圖方向 的電流后，線圈的運(yùn)動情況是()A線圈向左運(yùn)動 B線圈向右運(yùn)動C從上往下看順時針轉(zhuǎn)動 D從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動解析：解法一：電流元法首先將圓形線圈分成很多小段，每小段可看作一直線電流，取其中上、下兩小段分析，其截面圖和受安培力情況如圖甲所示根據(jù)對稱性可知，線圈所受安培力的

14、合力水平向左，故線圈向左運(yùn)動解法二：等效法將環(huán)形電流等效成一條形磁鐵，如圖乙所示，據(jù)異名磁極相吸引知，線圈將向左運(yùn)動同時，也可將左側(cè)條形磁鐵等效成一環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，異向電流相排斥”，又可得到相同的答案答案：A 安培力作用下物體運(yùn)動方向的判斷方法電流元法把整段導(dǎo)線分為許多段直電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線運(yùn)動方向等效法環(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(如例2)特殊位置法通過轉(zhuǎn)動通電導(dǎo)線到某個便于分析的特殊位置(如轉(zhuǎn)過90)，然后判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動

15、方向結(jié)論法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，反向電流互相排斥；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轉(zhuǎn)換研究對象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運(yùn)動的問題，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力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動方向(如例1)21為了培養(yǎng)小明的觀察與思考能力，一天中午當(dāng)物理教師的爸爸和小明一起利用手邊的器材：一根松弛的導(dǎo)體線圈、導(dǎo)線、電池及電鍵連接成的電路如圖8111所示試問當(dāng)閉合電鍵后，小明將會觀察到線圈發(fā)生的現(xiàn)象是()A縱向收縮，徑向膨脹 B縱向伸長，徑向收縮C縱向伸長，徑向膨脹

16、D縱向收縮，徑向收縮答案：A22如圖8112所示，臺秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，此時臺秤讀數(shù)為F1，現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一導(dǎo)體棒，當(dāng)導(dǎo)體棒中通以方向如圖8112所示的電流后，臺秤讀數(shù)為F2，則以下說法正確的是()A彈簧長度將變長 B彈簧長度將變短CF1F2 DF1F2，電流對磁鐵的磁場力的水平分量使磁鐵左移，故彈簧長度將變短，B、C正確 答案：BC【例3】 如圖8113所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L0.40 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角37，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場金屬導(dǎo)軌的一

17、端接有電動勢E4.5 V、內(nèi)阻r0.50 的直流電源現(xiàn)把一個質(zhì)量m0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R02.5 ，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10 m/s2.已知sin 370.60，cos 370.80，求：(1)通過導(dǎo)體棒的電流；(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大?。?3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力解答：(1)導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I 1.5 A.(2)導(dǎo)體棒受到的安培力：F安BIL0.30 N.(3)導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力F1mgsin 370.24 N由于F1小于安培

18、力，故導(dǎo)體棒受沿斜面向下的摩擦力Ff，如圖所示，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件mgsin 37FfF安，解得：Ff0.06 N.(1)解決有關(guān)通電導(dǎo)體在磁場中的平衡問題，關(guān)鍵是受力分析只不過比純力學(xué)中的平衡問題要多考慮一個安培力(2)畫好輔助圖(如斜面)，標(biāo)明輔助方向(如B的方向、I的方向等)是畫好受力分析圖的關(guān)鍵(3)由于安培力、電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向之間涉及到三維空間，所以在受力分析時要善于把立體圖轉(zhuǎn)化成平面圖 31 如圖8114所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L，質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒在導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可將導(dǎo)體棒置于勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向在紙面內(nèi)由豎直向上逆時針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，關(guān)于B的大小的變化，正確的說法是() A逐漸增大 B逐漸減小 C先減小后增大 D先增大后減小 解析：導(dǎo)體棒受三個力，三力構(gòu)成的矢量三角形如圖所示安培力的大小變化從圖中即可看出是先減小后增大，由FBIL知，B的大小應(yīng)是先減小后增大，只有C正確 答案：C 32 如圖8115所示，用三條細(xì)線懸掛的水平圓形線圈共有n匝，線圈由粗細(xì)均勻、單位長度的質(zhì)量為2.5 g的導(dǎo)線繞制而成，三條細(xì)線呈對稱分布，穩(wěn)定時線圈平面水平，在線圈正下方放有一個圓柱形條形磁鐵，磁鐵的中軸線OO垂直于線圈平面且通過其圓心O，測得線圈的導(dǎo)