【優(yōu)化方案】高考物理總復(fù)習 第11章第一節(jié) 磁場的描述 磁場對電流的作用課件 大綱

第一節(jié)磁場的描述磁場對電流的作用第一節(jié)磁場的描述磁場對電流的作用基礎(chǔ)知識梳理課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練基礎(chǔ)知識梳理一、磁場、磁感線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．2．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．磁力切線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11－1－1所示)．磁體圖11－1－1二、幾種常見的磁場及安培定則1．條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(如圖11－1－2所示)圖11－1－22．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(dǎo)線越遠磁場______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______越弱最強越弱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縱截面圖3.勻強磁場：在磁場的某些區(qū)域內(nèi)，磁感線為_________的平行線，如圖11－1－3所示．等間距圖11－1－34．地磁場(1)地磁場的N極在地球______附近，S極在地球______附近，磁感線分布如圖11－1－4所示．南極北極圖11－1－4(2)地磁場B的水平分量(Bx)總是從地球______指向_______，而豎直分量量(By)則南北相反，，在南半球垂垂直地面向上上，在北半球球垂直地面向向下．(3)在赤道平面上上，距離地球球表面高度相相等的各點，，磁感應(yīng)強度度_______，且方向水平平______．南極北極相等向北名師點撥：(1)任何一條磁感感線都是閉合合的曲線，在在磁體外部，，磁感線從N極到S極；在磁體內(nèi)內(nèi)部，從S極到N極．(2)只有在同一個個圖中才能根根據(jù)磁感線的的疏密來判定定磁場的強弱弱．強弱方向特(T)矢量大小方向四、安培力1．大?。?如圖11－1－5)(1)F＝BILsinθ.(其中θ為B與I之間的夾角)(2)磁場和電流垂垂直時F＝_____.(3)磁場和電流平平行時F＝0.BIL圖11－1－52．方向(1)用左手定則判判定：伸開左左手，使大拇拇指與其余四四個手指垂直直，并且都跟跟手掌在同一一個平面內(nèi)，，把手放入磁磁場中，讓磁磁感線垂直穿穿入手心，并并使伸開的四四指指向______的方向，那么么，大______所指的方向就就是通電導(dǎo)線線在磁場中所所受安培力的的方向．(2)安培力的方向向特點：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于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)電流拇指五、磁磁電式式電流流表1．磁場場特點點(1)方向：：沿______均勻輻輻射地地分布布．(2)大?。海涸诰嗑噍S線線等距距離處處的磁磁感應(yīng)應(yīng)強度度大小小______．徑向相等圖11－1－62．安培培力的的特點點(1)方向：：安培培力的的方向向與線線圈平平面______．(2)大小：：安培培力的的大小小與通通過的的電流流成______．3．表盤盤刻度度特點點由于導(dǎo)導(dǎo)線在在安培培力作作用下下帶動動線圈圈轉(zhuǎn)動動，螺螺旋彈彈簧變變形，，反抗抗線圈圈的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，，電流流越大大，安安培力力越大大，形形變就就______，所以以指針針偏角角與通通過線線圈的的電流流I成______，表盤盤刻度度______．垂直正比越大正比均勻課堂互動講練3．勻強強磁場場：磁磁感應(yīng)應(yīng)強度度大小小和方方向處處處相相同，，磁感感線互互相平平行且且間距距相等等．特別提提醒：：(1)電場強強度的的方向向和電電荷受受力方方向相相同或或相反反，而而磁感感應(yīng)強強度的的方向向和電電流元元受力力方向向垂直直．(2)電荷在在電場場中一一定受受靜電電力作作用，，而電電流在在磁場場中不不一定定受安安培力力．1.關(guān)于磁磁感應(yīng)應(yīng)強度度B，下列列說法法中正正確的的是()A．磁場場中某某點B的大小小，跟跟放在在該點點的試試探電電流元元的情情況有有關(guān)B．磁場場中某某點B的方向向，跟跟放在在該點點的試試探電電流元元所受受磁場場力方方向一一致C．在磁磁場中中某點點的試試探電電流元元不受受磁場場力作作用時時，該該點的的B值大小小為零零D．在磁磁場中中磁感感線越越密集集的地地方，，磁感感應(yīng)強強度越越大即時應(yīng)用二、通通電導(dǎo)導(dǎo)體在在安培培力作作用下下運動動的判判斷判定通通電導(dǎo)導(dǎo)體在在安培培力作作用下下的運運動或或運動動趨勢勢，首首先必必須弄弄清楚楚導(dǎo)體體所在在位置置的磁磁場分分布情情況，，然后后利用用左手手定則則準確確判定定導(dǎo)體體的受受力情情況，，進而而確定定導(dǎo)體體的運運動方方向或或運動動趨勢勢的方方向．．現(xiàn)對對幾種種常用用的方方法列列表比比較如如下：：電流元法把整段彎曲導(dǎo)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(dǎo)線所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線運動方向特殊位置法通電導(dǎo)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)安培力的方方向與磁感感應(yīng)強度的的方向垂直直，而不是是相同或相相反，這跟跟電場力與與電場強度度方向之間間的關(guān)系是是不同的．．(2)某些導(dǎo)體在在安培力作作用下可能能會出現(xiàn)平平動與轉(zhuǎn)動動同時發(fā)生生的情況．．2．(2011年徐州模擬擬)如圖11－1－7所示，把輕輕質(zhì)導(dǎo)線圈圈用絕緣細細線懸掛在在磁鐵N極附近，磁磁鐵的軸線線穿過線圈圈的圓心，，且垂直于于線圈平面面，當線圈圈中通入如如圖方向的的電流后，，線圈的運運動情況是是()A．線圈向左左運動B．線圈向右右運動C．從上往下下看順時針針轉(zhuǎn)動D．從上往下下看逆時針針轉(zhuǎn)動即時應(yīng)用圖11－1－7解析：選A.法一：電流流元法．首首先將圓形形線圈分成成很多小段段，每一段段可看作一一直線電流流，取其中中上、下兩兩小段分析析，其截面面圖和受安安培力情況況如圖11－1－8甲所示．根根據(jù)對稱性性可知，線線圈所受安安培力的合合力水平向向左，故線線圈向左運運動．只有有選項A正確．法二：等效效法．將環(huán)環(huán)形電流等等效成一條條形磁鐵，，如圖乙所所示，據(jù)異異名磁極相相吸引知，，線圈將向向左運動，，選A.也可將左側(cè)側(cè)條形磁鐵鐵等效成一一環(huán)形電流流，根據(jù)結(jié)結(jié)論“同向向電流相吸吸引，異向向電流相排排斥”．也也可判斷出出線圈向左左運動，選選A.三、安培力力公式F＝BIL的說明1．B是與L垂直或與L垂直的分量量．2．L是有效長度度．3．B并非一定是是勻強磁場場，但一定定是導(dǎo)線所所在處的磁磁感應(yīng)強度度．如圖11－1－8甲所示．折折線abc中通入電流流I，ab＝bc＝L，折線所在在平面與勻勻強磁場磁磁感應(yīng)強度度B垂直．a(chǎn)bc受安培力等等效于ac(通有a→c的電流I)所受的安培培力，即F＝BI·L，方向同樣樣由等效電電流ac判斷為在紙紙面內(nèi)垂直直于ac斜向上．同同理推知：：(1)如圖乙所示示，半圓形形通電導(dǎo)線線受安培力力F＝BI·2R；(2)如圖丙所示示閉合的通通電導(dǎo)線框框受安培力力F＝0.圖11－1－83．(2009年高考全國國卷Ⅰ)如圖11－1－9所示，一段段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)應(yīng)強度大小小為B的勻強磁場場中，且與與磁場方向向(垂直于紙面面向里)垂直．線段段ab、bc和cd的長度均為為L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流經(jīng)導(dǎo)線的的電流為I，方向如圖圖中箭頭所所示．導(dǎo)線線段abcd所受到的磁磁場的作用用力的合力力()即時應(yīng)用圖11－1－9經(jīng)典題型探究磁場的疊加題型一(2011年山東青島島模擬)三根平行的的長直通電電導(dǎo)線，分分別通過一一個等腰直直角三角形形的三個頂頂點且與三三角形所在在平面垂直直，如圖11－1－10所示．現(xiàn)在在使每根通通電導(dǎo)線在在斜邊中點點O處所產(chǎn)生的的磁感應(yīng)強強度大小均均為B，則下列說說法中正確確的是()例1圖11－1－10圖11－1－11【答案】BD(2011年長沙市一一中月考)通有電流的的導(dǎo)線L1、L2處在同一平平面(紙面)內(nèi)，L1是固定的，，L2可繞垂直紙紙面的固定定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(O為L2的中心)，各自的電電流方向如如圖11－1－12所示．下列列哪種情況況將會發(fā)生生()A．因L2不受磁場力力的作用，，故L2不動B．因L2上、下兩部部分所受的的磁場力平平衡，故L2不動C．L2繞軸O按順時針方方向轉(zhuǎn)動D．L2繞軸O按逆時針方方向轉(zhuǎn)動題型二安培力作用下物體運動方向的判斷例2圖11－1－12【解析】由右手螺螺旋定則則可知導(dǎo)導(dǎo)線L1上方的磁磁場的方方向為垂垂直紙面面向外，，且離導(dǎo)導(dǎo)線L1的距離越越遠的地地方，磁磁場越弱弱，導(dǎo)線線L2上的每一一小部分分受到的的安培力力方向水水平向右右，由于于O點的下方方磁場較較強，則則安培力力較大，，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11－1－13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(dǎo)導(dǎo)軌，在導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)軌與金屬棒棒的電阻不計計)．金屬導(dǎo)軌是是光滑的，取取g＝10m/s2，要保持金屬屬棒在導(dǎo)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