2012《金榜夺冠》物理一轮第十章第一单元第2课时.pptVIP

高考总复习物理 第一单元 磁场 安培力 第2课时 安培力磁电式电表 选修3-1 第九章 磁场 高考总复习物理 高考总复习物理 基础回顾 考点一 安培力 1定义：通电导线在磁场中受到的作用力，称为安培力( 仍属于磁场力) 2安培力的方向 (1)安培力方向的判定方法_定则：伸开左 手，使拇指与其余四个手指_，并且都与手掌在同 一个平面内让磁感线从掌心进入，并使四指指向 _的方向，这时_所指的方向就是通电导线 在磁场中所受安培力的方向 (2)在匀强磁场中，安培力的方向永远垂直于_ 与_所构成的_即FB，同时FI. 高考总复习物理 (3)两平行的通电直导线，同向相互_，异向相互 _ 3安培力的大小 (1)垂直于匀强磁场放置，长为L的直导线，通过的电 流为I时，它所受的安培力F_，为最大值 (2)当磁感应强度B的方向与导线方向成角时，F _.当磁感应强度B的方向与导线方向平行时，安 培力等于零 答案： 2(1)左手 垂直 电流 拇指 (2)磁感应强度 电流 平面 (3)吸引 排斥 3(1)BIL (2)BILsin 高考总复习物理 要点深化 1安培力的方向特点 (1)与电场力比较 磁场和电场有许多相似之处，但是，安培力比电场力复 杂得多，点电荷在电场中受力方向和电场方向不是相同就是 相反；而电流元在磁场中受力的方向和磁场方向不在同一直 线上，而且还不在同一平面内，安培力的方向与磁场方向和 电流方向决定的平面垂直 (2)安培力方向的判定方法 安培力的方向可用左手定则判断需要指出的是 通电导线只要与磁场方向不平行，则有安培力的作用 安培力是由B和I共同决定的 高考总复习物理 安培力F一定垂直于B与I所决定的平面，即F既垂直于B ，又垂直于I.但I与B不一定垂直，可以成任意角 由磁场B的方向和电流I的方向确定安培力F的方向是惟 一的，但由F和B(或I)的方向确定I(或B)的方向不是惟一的 2安培力的大小和做功的情况 (1)安培力的大小 公式FBILsin .式中为电流I方向与磁感应强度B方向 的夹角讨论：当磁场与电流垂直时，安培力最大，FBIL.当 磁场与电流平行时，安培力最小，F0. 若导线是曲线时，连结导线两端点的直线长度，才是受 安培力的有效长度 安培力的实质是通电导线中所有运动电荷受到的洛伦兹 力的宏观表现 高考总复习物理 安培力作用点为磁场中该部分导体的中点 分析通电导体在安培力作用下的运动问题时， 应会根据立体图画出投影截面图，做好受力分析，然 后运用平衡条件或牛顿定律求解 (2)安培力做功的实质：能量的传递 安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导 线或转化为导线的动能或转化为其他形式的能 安培力做负功：是将其他形式的能转化为电能 ，或储存或再转化为其他形式的能 高考总复习物理 基础回顾 考点二 磁电式电流表 1磁电式电流表的主要构成 如图(a)所示，主要由五部分 组成： (1)磁性很强的蹄形磁铁； (2)圆柱形铁芯，固定在磁铁 的两极间； (3)套在铁芯上可绕轴转动的 铝框； 高考总复习物理 (4)绕在铝框上的线圈； (5)铝框的转轴上装有两个螺旋弹 簧和一个指针 2电流表的工作原理 蹄形磁铁和铁芯间的磁场是_， 如图(b)所示不管通电线 圈转到什么角度，_.当电流通过线圈的时候 ，线圈上跟铁芯的轴平行的两边都受安培力作用，如右图所 示，这两个力产生的力矩使线圈发生转动，线圈转动时，螺 旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线 圈转动角度的增大而增大当这种阻碍线圈转动的力矩增大 到同安培力产生的使线圈发生转动的力矩平衡时，线圈停止 转动即：KNBIS. 高考总复习物理 安培力FI，所以I越大，安培力产生的力矩 也越大，线圈和指针偏转的角度就越大当线圈 中的电流方向改变时，安培力F的方向随着改变， 指针的偏转方向也随着改变所以，根据指针的偏 转方向，可以知道被测电流的方向 说明：磁电式电流表是以电流的流入而工作的 ，故它是反映电流的仪表由于其原理涉及磁力矩 ，高考并没有要求，故知道其构造和原理就可了， 不必对磁力矩进行研究 答案： 2均匀地辐向分布的 它的平面都跟磁感线平行 高考总复习物理 高考总复习物理 题型一 安培力作用下物体运动情况的判断 如图所示，两条直导线从正 面看交叉，如图甲所示；从右侧向 左侧看隔有一点距离，如图乙所示 当通过如图所示的电流时，从正 面看，流过I1的导线固定，则流过I2 的导线将怎样转动；从侧面看，他 又将怎样移动( ) AI2的导线将顺时针转动，同时远离I1的导线 BI2的导线将顺时针转动，同时靠近I1的导线 CI2的导线将逆时针转动，同时远离I1的导线 DI2的导线将逆时针转动，同时靠近I1的导线 高考总复习物理 解析： 电流元受力分析法：把直线电 流CD等效为CO、OD两段电流元，AB电流 的磁感线分布如图所示，用左手定则可知 导线将逆时针转动；特殊位置分析法：将 导线CD转过90度的特殊位置，两直线电流 相互平行，方向相同而相互吸引，可见CD 将靠近AB，所以导线CD逆时针方向转动， 同时靠近导线AB. 答案：D 点评：安培力作用下物体运动方向的判断方法：(1)电流 元受力分析法：即把整段电流等效为很多段直流电流元，先用 左手定则判断出每小段电流元受的安培力的方向，从而判断出 整段电流所受合力的方向，确定其运动方向(2)特殊位置分 析法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置(如转过90) 后再判断所受安培力的方向，从而确定运动的方向 高考总复习物理 题型训练 1如图所示，用一块蹄形磁铁缓慢 地接近发光的白炽灯的灯丝，可以看到灯 丝( ) A静止不动 B只向上边摆 C只向下边摆 D颤抖起来 解析：由于灯丝流过的电流是大小和方向作周期性变化 的交流电，根据左手定则可知灯丝所受的安培力的方向也作 周期性的变化，故可看到通电灯丝在磁场中发生颤抖 答案：D 高考总复习物理 题型二 物体所受安培力作用情况的判断 如图所示，一段导线abcd 位于磁感应强度大小为B的匀强 磁场中，且与磁场方向(垂直于纸 面向里)垂直线段ab、bc和cd的 长度均为L，且abcbcd 135.流经导线的电流为I，方向 如图中箭头所示导线段abcd所 受到的安培力的合力( ) A方向沿纸面向上，大小为(1)BIL B方向沿纸面向上，大小为(1)BIL C方向沿纸面向下，大小为(1)BIL D方向沿纸面向下，大小为(1)BIL 高考总复习物理 解析：本题考查安培力的大小与方向的判断该导线可 以用a和d之间的直导线长为 L来等效代替，根 据FBIL，可知大小为 BIL.根据左手定则判断 导线abcd所受到的安培力的方向沿纸面向上，A正确 答案：A 点评：弯曲的导线可以等效为直导线，取其初、终 两端点的连线长度等效为直线电流的长度，按安培 力的公式计算出安培力的合力 高考总复习物理 题型训练 2东西方向上的两个铁塔支撑一根与地面平行的输电 线，处于B地5.0105 T的地磁场中，当输电线自东向西 流过为220 A的电流时( ) A地磁场作用于每米输电线上的力为1.1102 N， 对铁塔的设计没有影响 B地磁场作用于每米输电线上的力为22 N，对铁塔 的设计有影响 C输电线所受的安培力向下 D输电线所受的安培力向上 高考总复习物理 解析：根据安培力的公式，FBIL，把B地 5.0105 T、IL220 Am代入计算，得到地 磁场作用于每米输电线上的力为1.1102 N ，由于每两个铁塔的距离大约在200 m左右， 每根输电线总的作用力也约为2.2 N，显然对 铁塔的设计没有影响根据左手定则，地磁场 从南向北穿过自东向西摆布的手掌心，输电线 所受的安培力向下 答案：AC 高考总复习物理 题型三 安培力与静力平衡的问题 质量为m的通电导体棒 ab置于倾角为的导轨上，如 右图(a)所示在图(b)所加各 种磁场中，导体均静止，则 导体与导轨间摩擦力为零的 可能情况是( ) 高考总复习物理 解析：要使静摩擦力为零，如果N0，必有f0.图(b)B选 项中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反可能使N0，B是 正确的；如果N0，则导体除受静摩擦力f以外的其他力的合力 只要为零，那么f0.在图(b)A选项中，导体所受到的重力G、支 持力N及安培力F安三力合力可能为零，则导体所受静摩擦力可 能为零图(b)的C、D选项中，从导体所受到的重力G、支持力 N及安培力F安三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体所 受静摩擦力不可能为零故正确的选项应为A、B. 答案：AB 点评：安培力是一种性质力，即属于力学思维范畴其解 题方法是：(1)首先把立体图画成易于分析的平面图，如侧面图 等；(2)确定导线所在处磁场方向，根据左手定则确定受安培力 方向；(3)根据静力平衡知识列方程求解 高考总复习物理 题型训练 3如图所示，在两个倾角均为的光滑斜面上均水平放置 一相同的金属棒，棒中通以相同的电流，一个处于方向竖直向 上的匀强磁场中，磁感应强度为B1，另一个处于垂直于斜面向 上的匀强磁场中，磁感应强度为B2，两金属棒均处于静止状态 ，则B1、B2大小的关系为( ) AB1B21cos BB1B21sin CB1B2cos 1 DB1B2sin 1 高考总复习物理 解析：对于左图，由平衡条件有： mgtan B1IL；对于右图，由平衡条 件有：mgsin B2IL；两式比较可得 ： B1B21cos . 答案：A 高考总复习物理 高考总复习物理 警示 力学概念理解不准确而导致分析出错 如右图所示，质量为m 50 g，长L10 cm的铜棒，用长 度亦为L的两根轻导线水平悬吊 在竖直向上的匀强磁场中，磁感 应强度B0.5 T未通电时，轻 线在竖直方向，通入恒定电流后 ，棒向外偏转的最大角度37 ，不考虑导体棒切割磁感线产生 的感应电流，求此棒中恒定电流 的大小 高考总复习物理 分析纠错：对铜棒进行受力分析 ，通电时导