10.1-磁場的描述 磁場對電流的作用（無答案）

1、 PAGE 12 教 育 學(xué) 科 教 師 講 義講義編號： 副校長/組長簽字： 簽字日期： 學(xué) 員 編 號 ： 年 級 ： 高三 課 時 數(shù) ：學(xué) 員 姓 名 ： 輔 導(dǎo) 科 目 ： 物理 學(xué) 科 教 師 ：孫莉珍課 題 磁場的描述磁場對電流的作用課 型 預(yù)習(xí)課 同步課 復(fù)習(xí)課 習(xí)題課課 次授課日期及時段 2017年 1 月 8 日 教 學(xué) 目 的應(yīng)用矢量合成法判斷空間某點合磁場的方向；2.會用安培定則判斷電流周圍的磁場方向.3.會用左手定則分析解決通電導(dǎo)體在磁場中的受力及平衡類問題重 難 點1.會用安培定則判斷電流周圍的磁場方向.2.會用左手定則分析解決通電導(dǎo)體在磁場中的受力及平衡類問題教

2、學(xué) 內(nèi) 容【基礎(chǔ)知識網(wǎng)絡(luò)總結(jié)與鞏固】知識點一對磁感應(yīng)強度的理解及與電場強度的比較1磁感應(yīng)強度(1)物理意義：描述磁場強弱和方向 (2)定義式：Beq o(,sup1(02)_(通電導(dǎo)線垂直于磁場)(3)方向：小磁針靜止時eq o(,sup1(03)_的指向或經(jīng)過該點的磁感線的切線方向2、直線電流產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度B=KI/r，式中k為常數(shù)，I為導(dǎo)線中電流的大小，r為空間點到導(dǎo)線的距離。 磁感應(yīng)強度B與電場強度E的比較1某點電場強度的方向與電荷在該點的受力方向相同或相反；而某點磁感應(yīng)強度方向與電流元在該點所受安培力方向垂直，滿足左手定則2電荷在電場中一定會受到電場力的作用；如果電流方向與磁場方

3、向平行，則電流在磁場中不受安培力的作用知識點二安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加1電流周圍的磁場直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場特點無磁極、非勻強且距導(dǎo)線越遠處磁場越弱與條形磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為勻強磁場且磁場最強，管外為非勻強磁場環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極且離圓環(huán)中心越遠，磁場越弱安培定則立體圖橫截面圖2安培定則的應(yīng)用在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應(yīng)分清“因”和“果”.原因(電流方向)結(jié)果(磁場繞向)直線電流的磁場大拇指四指環(huán)形電流的磁場四指大拇指3磁場的疊加磁感應(yīng)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 注意：兩個電流附近的磁場某

4、處的磁感應(yīng)強度是由兩個電流分別獨立存在時產(chǎn)生的磁場在該處的磁感應(yīng)強度疊加而成的考點三：對安培力公式的理解和應(yīng)用1安培力的大小(1)磁場和電流垂直時，F(xiàn)eq o(,sup1(13)_. (2)磁場和電流平行時：F0.2安培力的方向(1)用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，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eq o(,sup1(14)_的方向，這時eq o(,sup1(15)_所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向(2)安培力的方向特點：FB，F(xiàn)I，即F垂直于B和I決定的平面(注意：B和I可以有任意夾角),3安培力公式的說明在高中階段計算安培力時，

5、常用FBIL，即只考慮磁場與電流方向垂直的情況，很少考慮二者不垂直的情形4對有效長度的理解彎曲導(dǎo)線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度(如圖所示)，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端安培力的作用點為等效長度的幾何中心知識點四 安培力作用下導(dǎo)體運動情況的判斷(1)判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運動或運動趨勢，首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場分布情況，然后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進而確定導(dǎo)體的運動方向或運動趨勢的方向(2)在應(yīng)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判定安培力作用下

6、導(dǎo)體運動情況的常用方法電流元法分割為電流元左手定則安培力方向整段導(dǎo)體所受合力方向運動方向特殊位置法在特殊位置安培力方向運動方向等效法環(huán)形電流小磁針條形磁鐵通電螺線管多個環(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，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，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考點一 電磁感應(yīng)強度和電場強度的區(qū)別例題1.(單選)關(guān)于磁感應(yīng)強度的說法正確的是()A一小段通電導(dǎo)體放在磁場A處，受到的磁場力比B處的大

7、，說明A處的磁感應(yīng)強度比B處的磁感應(yīng)強度大B由Beq f(F,IL)可知，某處的磁感應(yīng)強度的大小與放入該處的通電導(dǎo)線所受磁場力F成正比，與電流強度I和導(dǎo)線長度L的乘積IL成反比C一小段通電導(dǎo)體在磁場中某處不受磁場力作用，則該處磁感應(yīng)強度一定為零D小磁針N極所受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強度的方向例題2關(guān)于磁感應(yīng)強度B，下列說法中正確的是()A磁場中某點B的大小，跟放在該點的試探電流元的情況有關(guān)B磁場中某點B的方向，跟放在該點的試探電流元所受磁場力方向一致C若在磁場中某點的試探電流元不受磁場力作用，該點B值大小為零D在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強度越大例3下列說法中正確的是()A電荷在某處

8、不受電場力的作用，則該處電場強度為零B一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應(yīng)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D表征磁場中某點磁場的強弱，是把一小段通電導(dǎo)線放在該點時受到的磁場力與該小段導(dǎo)線長度和電流乘積的比值考點二 磁感應(yīng)強度的矢量性及安培定則的應(yīng)用例題1、為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場由以地心為圓心的環(huán)形電流I引起的在下列四個圖中，能正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是（）ABCD例題2、指南針是我國四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針，下列說法正確的是（ ）A.指南針可以僅具有一個磁極B.指南針能夠指向南

9、北，說明地球具有磁場C.指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾D.在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時指南針不偏轉(zhuǎn)例題3、如圖4所示，兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是()圖4AO點處的磁感應(yīng)強度為零Ba、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反Cc、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同Da、c兩點處磁感應(yīng)強度的方向不同例題4、（海南）三條在同一平面（紙面）內(nèi)的長直絕緣導(dǎo)線組成一等邊三角

10、形，在導(dǎo)線中通過的電流均為I，方向如圖所示a、b和c三點分別位于三角形的三個頂角的平分線上，且到相應(yīng)頂點的距離相等將a、b和c處的磁感應(yīng)強度大小分別記為B1、B2和B3，下列說法正確的是（）A.B1=B2B3B.B1=B2=B3C.a和b處磁場方向垂直于紙面向外，c處磁場方向垂直于紙面向里D.a處磁場方向垂直于紙面向外，b和c處磁場方向垂直于紙面向里例題5、(單選)(2011高考大綱全國卷)如圖，兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1I2；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；b點在兩導(dǎo)線之間，b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直磁感應(yīng)強度可

11、能為零的點是()Aa點Bb點Cc點 Dd點考點三 安培力大小及方向的判定例題1、（2014新課標(biāo)理綜）關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強磁場中所受的安培力，下列說法正確的是A安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線B安培力的方向總是垂直于磁場的方向C安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角無關(guān)D將直導(dǎo)線從中點折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话肜}2.(單選)如圖所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直線段ab、bc和cd的長度均為L，且abcbcd135.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示導(dǎo)線段abcd所受到的磁場的作用力的合力() A方向沿紙面向上，大小

12、為(eq r(2)1)ILBB方向沿紙面向上，大小為(eq r(2)1)ILBC方向沿紙面向下，大小為(eq r(2)1)ILBD方向沿紙面向下，大小為(eq r(2)1)ILB例題3.(單選)如圖所示，長為2l的直導(dǎo)線折成邊長相等，夾角為60的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B.當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強度為I的電流時，該V形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為()A0 B.eq f(1,2)BIlCBIl D2BIl4磁場對電流作用力的計算如圖1所示，用粗細均勻的電阻絲折成平面梯形框架，ab、cd邊均與ad邊成60角，abbccdL，長度為L的該電阻絲電阻為r，框架與一電動勢為E

13、、內(nèi)阻為r的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，則框架受到的安培力的合力大小為()圖1A0 B.eq f(5BEL,11r) C.eq f(10BEL,11r) D.eq f(BEL,r)例題5、（2015?普陀區(qū)一模）如圖，由均勻的電阻絲組成的等邊三角形導(dǎo)體框，垂直磁場放置，將AB兩點接入電壓恒定的電源兩端，通電時，線框受到的安培力為F，若將ACB邊移走，則余下線框受到的安培力大小為（ ） A.F B.F C.F D.F例題6(2012海南單科10)圖12中裝置可演示磁場對通電導(dǎo)線的作用電磁鐵上、下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬

14、桿當(dāng)電磁鐵線圈兩端a、b，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個不同的直流電源上時，L便在導(dǎo)軌上滑動下列說法正確的是()圖12A若a接正極，b接負極，e接正極，f接負極，則L向右滑動B若a接正極，b接負極，e接負極，f接正極，則L向右滑動C若a接負極，b接正極，e接正極，f接負極，則L向左滑動D若a接負極，b接正極，e接負極，f接正極，則L向左滑動考點四安培力作用下導(dǎo)體運動情況的判定例1一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖5所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運動且通以方向為由a到b的電流，則導(dǎo)線ab受磁場力后的運動情況為()圖5A從上向下看順時針轉(zhuǎn)動并靠近螺線管 B從上向下看順時針轉(zhuǎn)動并遠離螺

15、線管C從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并遠離螺線管 D從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并靠近螺線管例題2、如圖6所示，把一重力不計的通電直導(dǎo)線AB放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動當(dāng)導(dǎo)線中通有如圖所示方向的電流I時，從上向下看，關(guān)于導(dǎo)線AB的運動情況下列說法正確的是()圖6A順時針轉(zhuǎn)動，同時下降 B順時針轉(zhuǎn)動，同時上升C逆時針轉(zhuǎn)動，同時下降 D逆時針轉(zhuǎn)動，同時上升例題3.(單選)如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面當(dāng)線圈內(nèi)通以圖中方向的電流后，線圈的運動情況是()A線圈向左運動 B線圈向右運動 C從上往下看順時針轉(zhuǎn)動 D從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動例題4.(單選)

16、如圖所示，原來靜止的圓形線圈通入逆時針方向的電流I，在其直徑AB上靠近B點處放一根垂直于線圈的固定不動的長直導(dǎo)線，長直導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流I，則圓線圈將()A向左平動 B向右平動 C以直徑為軸轉(zhuǎn)動 D靜止不動例題5.(單選)四條相互平行的通電直導(dǎo)線垂直于紙面，位于正方形的四個頂點上，其中A、D導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外，B、C導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里，四條導(dǎo)線中的電流大小相等，如圖所示則B導(dǎo)線受到A、C、D導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的作用力的合力方向是()A沿AB向右B沿DB向上 C沿CB斜向上 D沿BC斜向下考點五安培力作用下導(dǎo)體的平衡問題1安培力作用下導(dǎo)體的平衡問題與力學(xué)中的平衡問題分析方法

17、相同，只不過多了安培力，解題的關(guān)鍵是畫出受力分析圖2安培力作用下導(dǎo)體的加速問題與動力學(xué)問題分析方法相同，關(guān)鍵是做好受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律求出加速度1(2012天津理綜2)如圖11所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，金屬棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為.如果僅改變下列某一個條件，角的相應(yīng)變化情況是()圖11A金屬棒中的電流變大，角變大 B兩懸線等長變短，角變小C金屬棒質(zhì)量變大，角變大 D磁感應(yīng)強度變大，角變小2.（多選）如圖所示，質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細線懸掛于O、O點，并處于勻強磁場中，當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，

18、且導(dǎo)線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為，則磁感應(yīng)強度方向和大小可能為（?）Az正向，mgtan/IL By正向，mg/ILCz負向，mgtan/ILD沿懸線向上，mgsin/IL3、如圖8所示，質(zhì)量為M、長為L的直導(dǎo)線通有垂直紙面向外的電流I，被一絕緣線拴著并處在勻強磁場中，導(dǎo)線能靜止在傾角為的光滑斜面上，則磁感應(yīng)強度B的大小和方向可能是()圖8A大小為Mgtan /IL，方向垂直斜面向上B大小為Mgsin /IL，方向垂直紙面向里C大小為Mg/IL，方向水平向右D大小為Mg/IL，方向沿斜面向下5.(單選)(2014云南昆明調(diào)研)如圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l，與電動勢為E、

19、內(nèi)阻不計的電源相連質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置構(gòu)成閉合回路，回路平面與水平面的夾角為，回路其余電阻不計為使ab棒靜止，需在空間施加一勻強磁場，其磁感應(yīng)強度的最小值及方向分別為()A.eq f(mgR,El)，水平向右 B.eq f(mgRcos ,El)，垂直于回路平面向上C.eq f(mgRtan ,El)，豎直向下 D.eq f(mgRsin ,El)，垂直于回路平面向下6、如圖7所示，光滑的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度為0.5 m，勻強磁場方向如圖，大小為0.5 T質(zhì)量為0.05 kg、長為0.5 m的金屬細桿置于金屬軌道上的M點當(dāng)

20、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運動已知N、P為導(dǎo)軌上的兩點，ON豎直、OP水平，且MNOP1 m，g取10 m/s2，則()A金屬細桿開始運動時的加速度大小為5 m/s2B金屬細桿運動到P點時的速度大小為5 m/sC金屬細桿運動到P點時的向心加速度大小為10 m/s2D金屬細桿運動到P點時對每一條軌道的作用力大小為0.75 N7、如圖，一長為10cm的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強磁場中；磁場的磁感應(yīng)強度大小為0.1T,方向垂直于紙面向里：彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣。金屬棒通過開關(guān)與一電動勢為12V的電池相連，電路總電阻為2。已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長度均為0.5cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了0.3cm。重力加速度大小取10m/s2。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?？键c六 安培力與功、動能定理的