高考物理复习课件：磁场对电流的作用

一 【 考情 报 告 】二 【 思 维诊 断 】三 【 小 题 慢 练 】四 【 典例剖析 】典 1典 2第 1讲 磁场及其对电流的作用【 总结提升 】 判定安培力作用下导体运动情况的常用方法考点 1 安培定则的应用和磁场的叠加考点 2 安培力作用下 导 体的运 动问题考纲考情三年 8考 高考指数： 1.磁 场 、磁感 应 强 度、磁感 线 2.通 电 直 导线 和通 电线 圈周 围 磁 场 的方向 3.安培力、安培力的方向 4.匀 强 磁 场 中的安培力 一 【 考情 报 告 】二 【 思 维诊 断 】(1)小磁 针 N极受磁 场 力的方向就是 该处 磁感 应 强 度的方向。 ( )(2)磁 场 中的一小段通 电导 体在 该处 受力 为 零 ,此 处 B一定 为 零。 ( )(3)由定 义 式 B= 可知 ,电 流 强 度 I越大 ,导线 l越 长 ,某点的磁感 应 强 度就越小。 ( )(4)磁感 线总 是由 N极出 发 指向 S极。 ( )(5)在磁 场 中磁感 线 越密集的地方 ,磁感 应 强 度越大。 ( )(6)安培力的方向既跟磁感 应 强 度方向垂直 ,又跟 电 流方向垂直。 ( )(7)安培力一定不做功。 ( ) 三 【 小 题 慢 练 】1.磁 场 中某区域的磁感 线 如 图 所示 ,则 ( )A.a、 b两 处 的磁感 应 强 度的大小不等 ,BaBbB.a、 b两 处 的磁感 应 强 度的大小不等 ,BaBbC.同一通 电导线 放在 a处 受力一定比放在 b处 受力大D.同一通 电导线 放在 a处 受力一定比放在 b处 受力小2.下列四图为电流产生磁场的分布图 ,正确的分布图是 ( )A. B. C. D.3.下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力 ,其中正确的是 ( )4.如图所示 ,一个边长为 L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为 B的匀强磁场中。若通以图示方向的电流 (从 A点流入 ,从 C点流出 ),电流强度为 I,则金属框受到的磁场力为 ( )A.0 B.ILBC. ILB D.2ILB考点 1 安培定则的应用和磁场的叠加1.安培定则的 “因 ”和 “果 ”：2.磁场的叠加 ：磁感应强度为矢量 ,合成与分解遵循平行四边形定则。原因 (电 流方向 ) 结 果 (磁 场 方向)直 线电 流的磁场 大拇指 四指环 形 电 流及通电螺 线 管的磁 场四指 大拇指【 典例 1】 (多 选 )(2014海南高考 )如 图 ,两根平行 长 直 导线 相距 2l,通有大小相等、方向相同的恒定 电 流 ;a、 b、c是 导线 所在平面内的三点 ,左 侧导线 与它 们 的距离分别为 、 l和 3l。关于 这 三点 处 的磁感 应 强 度 ,下列判断正确的是 ( )A.a处的磁感应强度大小比 c处的大B.b、 c两处的磁感应强度大小相等C.a、 c两处的磁感应强度方向相同D.b处的磁感应强度为零【 变 式 训练 】 (2013安徽高考 )图 中 a、 b、 c、 d为四根与 纸 面垂直的 长 直 导线 ,其横截面位于正方形的四个 顶 点上 ,导线 中通有大小相同的 电 流 ,方向如 图 所示。一 带 正 电 的粒子从正方形中心 O点沿垂直于 纸 面的方向向外运 动 ,它所受洛 伦兹 力的方向是 ( )A.向上 B.向下 C.向左 D.向右考点 2 安培力作用下 导 体的运 动问题1.安培力的大小：计 算安培力常用公式 F=BIl,应 用 时 要 满 足：(1)B与 l垂直。(2)l是有效长度 ,即垂直磁感应强度方向的长度。例如 ,弯曲导线的有效长度 l等于两端点所连直线的长度 (如图所示 ),相应的电流方向沿 l由始端流向末端。因为任意形状的闭合线圈 ,其有效长度为零 ,所以闭合线圈通电后在匀强磁场中 ,受到的安培力的矢量和为零。2.解决安培力作用下导体运动问题的一般思路：(1)选取通电导体为研究对象。(2)画出垂直于导体棒的平面示意图。(3)受力分析 ,特别要画准安培力的方向。(4)根据平衡条件、牛顿第二定律或动能定理列出方程。(5)求解得出结论。【 典例 2】 (多 选 )(2014浙江高考 )如 图 甲所示 ,两根光滑平行 导轨水平放置 ,间 距 为 L,其 间 有 竖 直向下的匀 强 磁 场 ,磁感 应 强 度 为 B。垂直于 导轨 水平 对 称放置一根均匀金属棒。从 t=0时 刻起 ,棒上有如 图 乙所示的持 续 交 变电 流 I,周期 为 T,最大 值为 Im,图 甲中 I所示方向 为电 流正方向。 则 金属棒 ( )A.一直向右移动B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期内做正功【 解 题 探究 】(1)试 分析安培力的 变 化特点。提示： 因 B、 I、 L的大小均不变 ,由 F安 =BIL得 ,F安 的大小没变 ,又因 I反向 ,所以安培力的方向随 I方向的变化而变化 ,由左手定则得安培力的方向先向右再向左。(2)试 分析金属棒的运 动 性 质 。提示： 金属棒受重力、弹力、安培力 ,其合力为 F安 ,且大小不变 ,所以金属棒从静止开始 ,先向右匀加速运动 ,再向右匀减速运动 ,不断重复。【 变式训练 】 (多选 )把一根不计重力的通电的硬直导线 ab放在磁场中 ,导线所在区域的磁感线呈弧形 ,如图所示。导线可以在空中自由移动和转动 ,导线中的电流方向由 a向 b,关于导线的受力和运动情况 ,下述说法正确的是 ( )A.硬直导线先转动 ,后边转动边下移B.硬直导线只能转动 ,不会向下移动C.硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直D.在图示位置 ,a端受力垂直纸面向内 ,b端受力垂直纸面向外【 总结提升 】 判定安培力作用下导体运动情况的常用方法(1)电流元法： 把整段弯曲导线分为多段直线电流元 ,先用左手定则判断每段电流元受力的方向 ,然后判断整段导线所受合力的方向 ,从而确定导线运动方向。(2)特殊位置法： 通电导线转动到某个便于分析的特殊位置时 ,判断其所受安培力的方向 ,从而确定其运动方向。(3)等效法： 环形电流可等效成小磁针 ,通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流。然后根据同极相斥、异极相吸判断相互作用情况。(4)结论法： 两平行直线电流在相互作用过程中 ,无转动趋势 ,同向电流互相吸引 ,反向电流互相排斥