第十一章 磁場 第56課時　磁場及其對電流的作用　雙基落實課學生用

第56課時磁場及其對電流的作用[雙基落實課]（人教版教材必修第三冊P112）磁針能夠指向南北，是因為地磁場的存在。指南針的廣泛使用，促進了人們對地球磁場的認識。地球的地理兩極與地磁兩極并不重合（如圖所示）。地磁場具有以下特點：1.地磁場的N極在地理南極附近，S極在地理北極附近。2.在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點，磁感應強度大小相等，且方向水平向北。根據(jù)上述情境，判斷下列說法正誤：（1）地磁場兩極的磁感應強度比赤道處大。（）（2）將通電導線放在空中，一定受到安培力的作用。（）（3）磁場中某點磁感應強度的方向，跟安培力的方向一致。（）（4）若地磁場是因地球表面帶電荷引起的，則地球表面應該帶正電荷。（）（5）在同一幅圖中，磁感線越密，磁場越強。（）考點一磁場和安培定則[素養(yǎng)自修類]1.【地磁場磁感應強度的測定】（多選）（2022·全國乙卷18題）安裝適當?shù)能浖?，利用智能手機中的磁傳感器可以測量磁感應強度B。如圖，在手機上建立直角坐標系，手機顯示屏所在平面為xOy面。某同學在某地對地磁場進行了四次測量，每次測量時y軸指向不同方向而z軸正向保持豎直向上。根據(jù)表中測量結果可推知（）測量序號Bx/μTBy/μTBz/μT1021－4520－20－463210－454－210－45A.測量地點位于南半球B.當?shù)氐牡卮艌龃笮〖s為50μTC.第2次測量時y軸正向指向南方D.第3次測量時y軸正向指向東方2.【安培定則及磁場的疊加】（多選）如圖所示，三根通電長直細導線垂直于紙面固定，導線的橫截面（截面積不計）分別位于以O點為圓心的圓環(huán)上a、c、d三處，已知每根導線在O點的磁感應強度大小均為B，則（）A.O點的磁感應強度方向垂直于aO向右B.O點的磁感應強度方向從O指向aC.O點的磁感應強度大小為（2＋1）BD.O點的磁感應強度大小為（2－1）B

1.磁場疊加問題的分析思路（1）確定磁場場源，如通電導線。（2）定位空間中需求解磁場的點，利用安培定則判定各個場源在這一點上產(chǎn)生的磁場的大小和方向。如圖中通電導線M、N在c點產(chǎn)生的磁場BM、BN。（3）應用平行四邊形定則進行合成，如圖中的合磁場B。2.安培定則的應用在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場時應分清“因”和“果”。因果磁場原因（電流方向）結果（磁場方向）直線電流的磁場大拇指四指環(huán)形電流及通電螺線管的磁場四指大拇指考點二安培力的大小和方向[素養(yǎng)自修類]1.【安培力的方向】（2021·廣東高考5題）截面為正方形的絕緣彈性長管中心有一固定長直導線，長管外表面固定著對稱分布的四根平行長直導線，若中心直導線通入電流I1，四根平行直導線均通入電流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（）

2.【安培力的大小】如圖所示，正六邊形線框abcdef由六根導體棒連接而成，固定于勻強磁場中的線框平面與磁場方向垂直，線框頂點a、b與電源兩端相連，其中ab棒的電阻為5R，其余各棒的電阻均為R，電源內(nèi)阻及導線電阻忽略不計。S閉合后，線框受到的安培力大小為F。若僅將ab棒移走，則余下線框受到的安培力大小為（）A.F2 B.2F3C.3F4 1.安培力方向的判斷（1）判斷方法：左手定則。（2）方向特點：F既垂直于B，也垂直于I，所以安培力方向一定垂直于B與I決定的平面。2.安培力大?。篎＝BIlsinθ，θ為I與B的夾角。（1）適用條件：勻強磁場。（2）特例①當I⊥B時，F(xiàn)＝BIl。②當I∥B時，F(xiàn)＝0。（3）通電導線的有效長度①當通電導線彎曲時，l是導線兩端的有效直線長度（如圖所示）。②對于任意形狀的閉合線圈，其有效長度均為零，所以通電后在勻強磁場中受到的安培力的矢量和為零。考點三安培力作用下導體運動情況的判斷[互動共研類]安培力作用下導體運動情況判斷的常用方法電流元法分割為電流元安培力方向→整段導體所受合力方向→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，有轉到平行且電流方向相同的趨勢轉換研究對象法先分析電流所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受的作用力【典例1】一個可以沿過圓心的水平軸自由轉動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，如圖所示。當兩線圈中通以圖示方向的電流時，從左向右看，線圈L1將（）A.不動 B.順時針轉動C.逆時針轉動 D.在紙面內(nèi)平動聽課記錄1.【等效法的應用】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，線圈順時針轉動，同時靠近磁鐵D.從上往下看，線圈逆時針轉動，同時靠近磁鐵2.【轉換研究對象法的應用】（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體棒，當導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＜F2

考點四安培力作用下導體的平衡、加速問題[多維探究類]1.安培力作用下導體的平衡和加速問題的分析思路選定研究對象→三維圖二維平面圖→畫受力圖。即通過畫俯視圖、剖面圖、側視圖等，將立體圖轉換為平面受力圖，如圖例所示：2.安培力做功的特點和實質（1）安培力做功與路徑有關，這一點與電場力不同。（2）安培力做功的實質是能量轉化。①安培力做正功時，將電能轉化為導體的機械能或其他形式的能。②安培力做負功時，將機械能轉化為電能或其他形式的能?？挤ㄒ话才嗔ψ饔孟聦w的平衡問題【典例2】（2022·湖南高考3題）如圖甲，直導線MN被兩等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO'上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO'的磁場，與OO'距離相等位置的磁感應強度大小相等且不隨時間變化，其截面圖如圖乙所示。導線通以電流I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是（）A.當導線靜止在圖甲右側位置時，導線中電流方向由N指向MB.電流I增大，靜止后，導線對懸線的拉力不變C.tanθ與電流I成正比D.sinθ與電流I成正比聽課記錄

考法二安培力作用下導體的加速問題【典例3】“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構示意圖如圖所示。光滑水平加速導軌電阻不計，軌道寬L＝0.2m。在導軌間有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B＝1×102T。“電磁炮”彈體總質量m＝0.2kg，其中彈體在軌道間的電阻R＝0.4Ω?？煽仉娫吹膬?nèi)阻r＝0.6Ω，電源的電壓能自行調節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗發(fā)射時