高考物理一輪復(fù)習(xí)課件 【備課精講精研】 磁場的描述 磁場對電流的作用

10.1磁場的描述

磁場對電流的作用一、磁感應(yīng)強(qiáng)度

磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度：描述磁場的強(qiáng)弱和方向。磁感線：①磁感線上某點的切線方向就是該點的磁場方向。②磁感線的疏密定性地表示磁場的強(qiáng)弱。③磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點。磁鐵外部:N→S，內(nèi)部:S→N④磁感線是假想的曲線，客觀上并不存在。一、磁感應(yīng)強(qiáng)度

磁場常見電流磁場——安培定則一、磁感應(yīng)強(qiáng)度

磁場地球本身是一個大磁體N極位于地理南極附近S極位于地理北極附近。二、安培力安培力的大小BθI安培力的方向(左手定則)掌心：磁感線垂直進(jìn)入，四指：電流方向大拇指所：安培力的方向B⊥I

F=BILB//I

F=0F=ILB⊥=ILBsinθ

F⊥BF⊥IF⊥B與I決定的平面。二、安培力通電導(dǎo)線的有效長度①當(dāng)通電導(dǎo)線彎曲時，l是導(dǎo)線兩端的有效直線長度(如圖所示)。②閉合線圈，有效長度為零，安培力的矢量和為零?？键c一：安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加(2021·浙江1月選考)如圖所示是通有恒定電流的環(huán)形線圈和螺線管的磁感線分布圖。若通電螺線管是密繞的，下列說法正確的是()A．電流越大，內(nèi)部的磁場越接近勻強(qiáng)磁場B．螺線管越長，內(nèi)部的磁場越接近勻強(qiáng)磁場C．螺線管直徑越大，內(nèi)部的磁場越接近勻強(qiáng)磁場D．磁感線畫得越密，內(nèi)部的磁場越接近勻強(qiáng)磁場B考點一：安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加(2021·全國甲卷)兩足夠長直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，EO與O′Q在一條直線上，PO′與OF在一條直線上，兩導(dǎo)線相互絕緣，通有相等的電流I，電流方向如圖所示。若一根無限長直導(dǎo)線通過電流I時，所產(chǎn)生的磁場在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、N兩點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為 (

)A．B、0B．0、2BC．2B、2BD．B、BB考點一：安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加(多選)如圖所示，六根直導(dǎo)線均勻分布在圓心為O的圓周上，導(dǎo)線中均通有方向垂直紙面向里、大小相同的電流。若將其中一根導(dǎo)線中的電流反向，圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0；若將其中兩根導(dǎo)線中的電流反向，圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能為 (

)BC考點二：安培力大小和方向同向電流相互吸引。反向電流相互排斥。abcd兩不平行的電流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行且方向相同且相互吸引的趨勢ab固定，cd自由活動考點二：安培力大小和方向(2021·廣東高考)截面為正方形的絕緣彈性長管中心有一固定長直導(dǎo)線，長管外表面固定著對稱分布的四根平行長直導(dǎo)線，若中心直導(dǎo)線通入電流I1，四根平行直導(dǎo)線均通入電流I2，I1?I2，電流方向如圖所示，下列截面圖中可能正確表示通電后長管發(fā)生形變的是 (

)C考點二：安培力大小和方向(2019·全國卷Ⅰ)如圖，等邊三角形線框LMN由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，固定于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線框頂點M、N與直流電源兩端相接。已知導(dǎo)體棒MN受到的安培力大小為F，則線框LMN受到的安培力的大小為 (

)A．2F

B．1.5FC．0.5F

D．0B[等效法]如圖所示，在固定放置的條形磁鐵S極附近懸掛一個金屬線圈，線圈與水平磁鐵位于同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)在線圈中通入沿圖示方向流動的電流時，將會看到 (

)A．線圈向左平移B．線圈向右平移C．從上往下看，線圈順時針轉(zhuǎn)動，同時靠近磁鐵D．從上往下看，線圈逆時針轉(zhuǎn)動，同時靠近磁鐵考點三：安培力作用下導(dǎo)體運動的判斷C考點三：安培力作用下導(dǎo)體運動的判斷[電流元法和結(jié)論法的組合]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，如圖所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運動且通以由a到b的電流，則關(guān)于導(dǎo)線ab受安培力后的運動情況，下列說法正確的是(

)A．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(yuǎn)離螺線管C．從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并遠(yuǎn)離螺線管D．從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并靠近螺線管D考點三：安培力作用下導(dǎo)體運動的判斷[轉(zhuǎn)換研究對象法](多選)如圖所示，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C．F1＞F2

D．F1＜F2BC考點三：安培力作用下導(dǎo)體運動的判斷電流元法分割為電流元→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，通電螺線管→條形磁鐵結(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四：安培力下導(dǎo)體平衡問題三維圖→二維平面圖考點四：安培力下導(dǎo)體平衡問題如圖所示，金屬桿MN用兩根絕緣細(xì)線懸于天花板的O、O′點，桿中通有垂直于紙面向里的恒定電流，空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場，桿靜止時處于水平，懸線與豎直方向的夾角為θ。若將磁場在豎直面內(nèi)沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)過90°，在轉(zhuǎn)動過程中通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度大小來保持懸線與豎直方向的夾角不變，則在轉(zhuǎn)動過程中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的變化情況是(

)A．一直減小

B．一直增大C．先減小后增大

D．先增大后減小C考點四：安培力下導(dǎo)體平衡問題D考點五：安培力作用下電力綜合問題(多選)如圖所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置，間距為L，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。垂直于導(dǎo)軌水平對稱放置一根均勻金屬棒。從t＝0時刻起，棒上有如圖2所示的持續(xù)交變電流I，周期為T，最大值為Im，圖1中I所示方向為電流正方向，則金屬棒 (

)A．一直向右移動B．速度隨時間周期性變化C．受到的安培力隨時間周期性變化

D．受到的安培力在一個周期內(nèi)做正功ABC考點五：安培力作用下電力綜合問題AD考點五：安培力作用下電力綜合問題“電磁炮”是利用電磁力對彈體加速的新型武器，具有速度快、效率高等優(yōu)點?！半姶排凇钡脑斫Y(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。光滑水平加速導(dǎo)軌電阻不計，軌道寬L＝0.2m。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1×102T?！半姶排凇睆楏w總質(zhì)量m＝0.2kg，其中彈體在軌道間的電阻R＝0.4Ω。可控電源的內(nèi)阻r＝0.6Ω，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗發(fā)射時，電源為加速彈體提供的電流I＝4×103A，不計空氣阻力。求：(1)彈體所受安培力大??；(2)彈體從靜止加速到4km/s