【優(yōu)化方案】浙江省高考物理總復(fù)習 第8章第一節(jié) 磁場的描述 磁場對電流的作用課件 大綱人教

第一節(jié)磁場的描述磁場對電流的作用

課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第一節(jié)磁場的描述磁場對電流的作用基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理一、磁場、磁感應(yīng)強度1．磁場(1)基本性質(zhì)：磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有_____的作用．(2)方向：小磁針的N極所受磁場力的方向．磁力N極(4)單位：_______，符號T.特斯拉3．安培分子電流假說安培認為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流——分子電流．分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的_______，它的兩側(cè)相當于磁極(如圖8－1－1所示)．磁體圖8－1－1二、磁感線及幾種常見的磁場分布1．磁感線在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的______方向都跟這點的磁感應(yīng)強度的方向一致．2．幾種常見的磁場(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(如圖8－1－2所示)切線圖8－1－2(2)幾種電流周圍的磁場分布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、非勻強且距導線越遠處磁場______與條形磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為勻強磁場且磁場_______，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_______越弱最強越強直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場安培定則直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場立體圖直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場橫截面圖直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場縱截面圖特別提示示：同一個圖圖中可以以根據(jù)磁磁感線的的疏密判判定磁場場的強弱弱；沒有有畫出磁磁感線的的地方并并不表示示該處沒沒有磁場場存在．．三、安培培力的大大小和方方向1．大小(1)F＝BILsinθ(其中θ為B與I之間的的夾角角)(2)磁場和和電流流垂直直時F＝______.(3)磁場和和電流流平行行時F＝0.BIL圖8－1－32．方向向(1)用左手手定則則判定定：伸伸開左左手，，使拇拇指與與其余余四個個手指指垂直直，并并且都都與手手掌在在同一一個平平面內(nèi)內(nèi)；讓讓磁感感線從從掌心心進入入，并并使四四指指指向_______的方向向，這這時_______所指的的方向向就是是通電電導線線在磁磁場中中所受受安培培力的的方向向．(2)安培力力的方方向特特點：：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于于B和I決定的的平面面．(注意：：B和I可以有有任意意夾角角)電流拇指四、磁磁電式式電流流表的的工作作原理理1．磁場場特點點(1)方向：：沿______均勻輻輻射地地分布布．(2)大?。涸诰嗑噍S線等距距離處的磁磁感應(yīng)強度度大小________．2．安培力的的特點(1)方向：安培培力的方向向與線圈平平面______．(2)大小：安培培力的大小小與通過的的電流成______．徑向相等垂直正比圖8－1－43．表盤刻度度特點由于導線在在安培力作作用下帶動動線圈轉(zhuǎn)動動，螺旋彈彈簧變形，，反抗線圈圈的轉(zhuǎn)動，，電流越大大，安培力力越大，形形變就_____，所以指針針偏角與通通過線圈的的電流I成______，表盤刻度______．越大正比均勻課堂互動講練3．勻強磁場：：磁感應(yīng)強度度大小和方向向處處相同，，磁感線互相相平行且間距距相等．特別提醒：(1)電場強度的方方向和電荷受受力方向相同同或相反，而而磁感應(yīng)強度度的方向和電電流元受力方方向垂直．(2)電荷在電場中中一定受靜電電力作用，而而電流在磁場場中不一定受受安培力．即時應(yīng)用(即時突破，小小試牛刀)1.關(guān)于磁感應(yīng)強強度B，下列說法中中正確的是()A．磁場中某點點B的大小，跟放放在該點的試試探電流元的的情況有關(guān)B．磁場中某點點B的方向，跟放放在該點的試試探電流元所所受磁場力方方向一致C．在磁場中某某點的試探電電流元不受磁磁場力作用時時，該點的B值大小為零D．在磁場中磁磁感線越密集集的地方，磁磁感應(yīng)強度越越大二、通電導體體在安培力作作用下運動的的判斷判定通電導體體在安培力作作用下的運動動或運動趨勢勢，首先必須須弄清楚導體體所在位置的的磁場分布情情況，然后利利用左手定則則準確判定導導體的受力情情況，進而確確定導體的運運動方向或運運動趨勢的方方向．現(xiàn)對幾幾種常用的方方法列表比較較如下：電流元法把整段彎曲導線分為多段直線電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導線所受合力的方向，從而確定導線運動方向特殊位置法通電導線轉(zhuǎn)動到某個便于分析的特殊位置時，判斷其所受安培力的方向，從而確定其運動方向等效法環(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．然后根據(jù)同極相斥、異極相吸判斷相互作用情況結(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動或運動趨勢的問題時，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特別提醒：(1)安培力的方向向與磁感應(yīng)強強度的方向垂垂直，而不是是相同或相反反，這跟電場場力與電場強強度方向之間間的關(guān)系是不不同的．(2)某些導體在安安培力作用下下可能會出現(xiàn)現(xiàn)平動與轉(zhuǎn)動動同時發(fā)生的的情況．即時應(yīng)用(即時突破，小小試牛刀)2．(2011年臺州模擬)如圖8－1－5所示，把輕質(zhì)質(zhì)導線圈用絕絕緣細線懸掛掛在磁鐵N極附近，磁鐵鐵的軸線穿過過線圈的圓心心，且垂直于于線圈平面，，當線圈中通通入如圖方向向的電流后，，線圈的運動動情況是()A．線圈向左運運動B．線圈向右運運動C．從上往下看看順時針轉(zhuǎn)動動D．從上往下看看逆時針轉(zhuǎn)動動圖8－1－5解析：選A.法一：電流元元法．首先將將圓形線圈分分成很多小段段，每一段可可看作一直線線電流，取其其中上、下兩兩小段分析，，其截面圖和和受安培力情情況如圖甲所所示．根據(jù)對對稱性可知，，線圈所受安安培力的合力力水平向左，，故線圈向左左運動．只有有選項A正確．法二：等效法法．將環(huán)形電電流等效成一一條形磁鐵，，如圖乙所示示，據(jù)異名磁磁極相吸引知知，線圈將向向左運動，選選A.也可將左側(cè)條條形磁鐵等效效成一環(huán)形電電流，根據(jù)結(jié)結(jié)論“同向電流相吸吸引，異向電電流相排斥”．也可判斷出出線圈向左運運動，選A.三、安培力公公式F＝BIL的說明1．B是與L垂直或與L垂直的分量．．2．L是有效長度．．3．B并非一定是勻勻強磁場，但但一定是導線線所在處的磁磁感應(yīng)強度．．如圖8－1－6甲所示．折線線abc中通入電流I，ab＝bc＝L，折線所在平平面與勻強磁磁場磁感應(yīng)強強度B垂直．a(chǎn)bc受安培力等效效于ac(通有a→c的電流I)所受的安培力力，即F＝BI·L，方向同樣由由等效電流ac判斷為在紙面面內(nèi)垂直于ac斜向上．同理理推知(1)如圖乙所示，，半圓形通電電導線受安培培力F＝BI·2R；(2)如圖丙所示閉閉合的通電導導線框受安培培力F＝0.圖8－1－6即時應(yīng)用(即時突破，小小試牛刀)3．(2009年高考全國卷卷Ⅰ)如圖8－1－7所示，一段導導線abcd位于磁感應(yīng)強強度大小為B的勻強磁場中中，且與磁場場方向(垂直于于紙面面向里里)垂直．．線段段ab、bc和cd的長度度均為為L，且∠∠abc＝∠bcd＝135°.流經(jīng)導導線的的電流流為I，方向向如圖圖中箭箭頭所所示．．導線線段abcd所受到到的磁磁場的的作用用力的的合力力()圖8－1－7A．方向向沿紙紙面向向上，，大小小為(＋1)ILBB．方向向沿紙紙面向向上，，大小小為(－1)ILBC．方向向沿紙紙面向向下，，大小小為(＋1)ILBD．方向向沿紙紙面向向下，，大小小為(－1)ILB解析：：選A.ab、bc、cd所受安安培力力的大大小均均為F＝BIL，bc邊所所受受安安培培力力的的方方向向垂垂直直于于bc向上上，，ab、cd邊所所受受安安培培力力的的方方向向如如圖圖所所示示，，由由幾幾何何關(guān)關(guān)系系可可知知ab與cd邊所所受受安安培培力力方方向向之之間間的的夾夾角角為為90°°，合合力力大大小小F′＝BIL，方方向向垂垂直直于于bc向上，且且與bc邊所受安安培力在在一條直直線上，，因此abcd所受磁場場的作用用力的合合力為F合＝F＋F′＝(＋1)ILB，方向沿沿紙面垂垂直bc向上．經(jīng)典題型探究題型一磁場的疊加(2011年山東青青島模擬擬)三根平行行的長直直通電導導線，分分別通過過一個等等腰直角角三角形形的三個個頂點且且與三角角形所在在平面垂垂直，如如圖8－1－8所示．現(xiàn)在使使每根通電導導線在斜邊中中點O處所產(chǎn)生的磁磁感應(yīng)強度大大小均為B，則下列說法法中正確的是是()例1圖8－1－8【答案】BD圖8－1－9(2011年金華一中月月考)通有電流的導導線L1、L2處在同一平面面(紙面)內(nèi)，L1是固定的，L2可繞垂直紙面面的固定轉(zhuǎn)軸軸O轉(zhuǎn)動(O為L2的中心)，各自的電流流方向如圖8－1－10所示．下列哪哪種情況將會會發(fā)生()題型二安培力作用下物體運動方向的判斷例2圖8－1－10A．因L2不受磁場力的的作用，故L2不動B．因L2上、下兩部分分所受的磁場場力平衡，故故L2不動C．L2繞軸O按順時針方向向轉(zhuǎn)動D．L2繞軸O按逆時針方向向轉(zhuǎn)動【解析】由右手螺旋定定則可知導線線L1上方的磁場的的方向為垂直直紙面向外，，且離導線L1的距離越遠的的地方，磁場場越弱，導線線L2上的每一小部部分受到的安安培力方向水水平向右，由由于O點的下方磁場場較強，則安安培力較大，，因此L2繞固定轉(zhuǎn)軸O按逆時針方向向轉(zhuǎn)動，D正確．【答案】D(滿分樣板10分)(2011年北京東城區(qū)區(qū)檢測)如圖8－1－11所示，在傾角角為θ＝30°的斜面上，固固定一寬L＝0.25m的平行金屬導導軌，在導軌軌上端接入電電源和滑動變變阻器R.電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝1Ω，一質(zhì)量m＝20g的金屬棒ab與兩導軌垂直直并接觸良好好．整個裝置置處于磁感應(yīng)應(yīng)強度B＝0.80T、垂直于斜面面向上的勻強強磁場中(導軌與金屬棒棒的電阻不計計)．金屬導軌是是光滑的，取取g＝10m/s2，要保持金屬屬棒在導軌上上靜止，求：：題型三安培力作用下物體的平衡例3(1)金屬棒所受到到的安培力大大?。?2)通過金屬棒的的電流；(3)滑動變阻器R接入電路中的的阻值．圖8－1－11?解題樣板規(guī)規(guī)范步驟，該該得的分一分分不