高考物理一轮复习 第9章 第1课时 磁场 安培力大小和方向课件 粤教版.ppt

广州出版社 2015年五羊高考 高考总复习物理 课件 2015年五羊高考物理复习 第1课时磁场安培力大小及方向 课前自主解读 1 磁场磁场是存在于磁极和电流周围的一种特殊的物质 它的基本性质是对放入其中的磁极和电流产生力的作用 规定磁场中任意一点的自由小磁针静止时 的指向 或小磁针 受力的方向 为该处磁场的方向 2 磁感应强度用来描述磁场强弱的物理量 定义式 式中i必须垂直于该处的磁场 磁感应强度是描述磁场本身性质的物理量 与f i l 有关 或 无关 只由 决定 3 磁感线 1 磁感线磁感线的疏密表示磁场的 磁感线上 即为该点磁场的方向 n极 n极 无关 磁场本身 强弱 某切点方向 磁感线是闭合曲线 在磁体的外部 从 极极指向 极 在磁体的内部 从 极指向 极 磁感线是人们为了形象 直观地描述磁场而假想的曲线 磁场中 磁感线 某区域磁感线疏密程度表示磁场 但某点没有画磁感线 并不表示该点处就没有磁场存在 2 电流的磁场和安培定则 直线电流的磁场 右手握住直导线 伸直大拇指方向与电流的方向一致 方向就是直线电流在周围空间产生磁场的磁场方向 通电螺旋管的磁场右手弯曲四指方向跟电流方向一致 所指方向为通电螺线管内部的磁感线方向 课前自主解读 n s s n 并不真实存在 强弱 弯曲的四指 伸直大拇指 课前自主解读 4 几种典型磁场磁感线分布 1 通电直导线周围磁感线 如图所示 课前自主解读 2 通电圆环周围磁感线 如图所示 课前自主解读 3 通电螺旋管周围磁感线 如图所示 课前自主解读 4 地磁场的分布特点 若将地磁场与条形磁铁磁场等效代换 则地磁场的n极在地球 附近 s极在地球 附近 在赤道平面上 距离地球表面相等的各点 磁感应强度相等 且方向水平 5 安培力大小通电直导线在匀强磁场中所受安培力大小的计算式 f bilsin 式中 为磁场方向与电流方向之间夹角 1 当导线电流方向与磁场平行时 磁场对电流的安培力为 2 当导线电流方向与磁场垂直时 磁场对电流的安培力 由此说明 将通电导线放入磁场中某处并不一定受安培力作用而且安培力大小与导线在磁场中放置的方向有关 当将导线垂直放入磁场所受安培力才达到最大 地理南极 地理北极 零 最大 课前自主解读 6 安培力方向要使通电导线受到安培力 则只要导线与磁场不平行 因而导线方向与磁场方向会确定一个平面 安培力方向既垂直于磁场方向 又垂直于电流方向 因此安培力方向总垂直于 决定的平面 确定安培力方向的两个步骤 1 首先确定 确定的平面 安培力方向总垂直该平面 2 再根据左手定则确定安培力方向 伸开左手 使大拇指跟其余四指垂直 并且都跟手掌在同一平面内 让磁感线穿入手心 伸开四指指向 大拇指所指方向即为 导线与磁场方向 导线与磁场方向 电流方向 导线所受安倍力方向 课堂主题互动 2 磁场的叠加 主题一 磁场的基本性质 例题1 磁感应强度是一个矢量 磁场中某点磁感应强度的方向是 a 正电荷在该点所受力方向b 沿磁感线由n极指向s极c 小磁针n极或s极在该点的受力方向d 在该点的小磁针静止时n极所指方向 d 主题一 磁场的基本性质 例题2 下列说法正确的是 a 若某电荷在某处不受到电场力作用 则该处电场强度为零b 若一小段通电导线在某处不受到磁场力作用 则该处磁感应强度一定为零c 电场中某点的电场强度 在数值上等于检验电荷在该点受到的电场力与电荷电量的比值d 磁场中某点的磁感应强度 在数值上等于一小段通电导线放在该点受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值 ac 例题3 如图所示 同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2 通有大小相等 方向相反的电流 a b两点与两导线共面 a点在两导线的中间与两导线的距离均为r b点在导线2右侧 与导线2的距离也为r 现测得a点磁感应强度的大小为b 则去掉导线1后 b点的磁感应强度大小和方向为 a 大小为b 方向垂直纸面向里b 大小为b 方向垂直纸面向外c 大小为0 5b 方向垂直纸面向里d 大小为0 5b 方向垂直纸面向外 主题二 磁场的叠加 d 变式1 如图所示 在等边三角形abc的a b两个顶点处有图示的通电导线 通电直导线垂直纸面摆放 已知两通电导线在c处产生的磁感应强度大小均为b0 则c处的合磁感应强度的大小和方向为 a 大小为b 方向平行于ab边远离cb 大小为b 方向垂直于ab边远离cc 大小为b 方向平行于ab边远离cd 大小为b 方向垂直于ab边远离c 主题二 磁场的叠加 a 例题4 如图所示 一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1t的匀强磁场中 以导线为中心 半径为r的圆周上有a b c d四个点 已知c点的实际磁感应强度为0 则 a 直导线中电流方向垂直纸面向里b d点的磁感应强度为0c a点的磁感应强度为2t 方向向右d b点的磁感应强度为t 方向斜向右下方 主题二 磁场的叠加 cd 主题三 左手定则 例题5 试画出如图所示通电导线棒ab所受的安培力f方向 要求画出平面受力图 变式2 图中的d为置于电磁铁两极间的一段通电直导线 电流方向垂直于纸面向里 在电键s接通后 导线d所受磁场力的方向是 a 向上b 向下c 向左d 向右 a 主题三 左手定则 主题四 安培及相关计算 例题6 如图所示 在倾角为 的光滑斜面上 垂直纸面放置一根长为l 质量为m的直导体棒 在导体棒中的电流i垂直纸面向里时 欲使导体棒静止在斜面上 下列外加匀强磁场的磁感应强度b的大小和方向正确的是 a 方向垂直斜面向上b 方向垂直斜面向下c 方向垂直斜面向下d 方向垂直斜面向上 a 变式3 2011 广州六校 如图所示 长为2l的直导线折成边长相等 夹角为60 的 v 形 并置于与其所在平面相垂直向里的匀强磁场中 磁感应强度为b 当在该导线中通以电流强度为i的电流时 该 v 形通电导线受到的安培力大小为 a bilb 2bilc 0 5bild 0 a 主题四 安培及相关计算 例题7 2005 北京高考 如图是导轨式电磁炮实验装置示意图 两根平行长直金属导轨沿水平方向固定 其间安放金属滑块 即实验用弹丸 滑块可沿导轨无摩擦滑行 且始终与导轨保持良好接触 电源提供的强大电流从一根导轨流入 经过滑块 再从另一导轨流回电源 滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射 在发射过程中 该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场 方向垂直于纸面 其强度与电流的关系为b ki 比例常量k 2 5 10 6t a 主题四 安培及相关计算 已知两导轨内侧间距l 1 5cm 滑块的质量m 30g 滑块沿导轨滑行s 5m后获得的发射速度v 3 0km s 此过程视为匀加速运动 1 求发射过程中电源提供的电流强度 2 若电源输出的能量有4 转换为滑块的动能 则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大 主题四 安培及相关计算 例题7 解 1 由匀加速运动公式由安培力公式和牛顿第二定律 有f ibl ki2l ki2l ma因此 2 滑块获得的动能是电源输出能量的4 即发射过程中电源供电时间所需电源输出功率为由功率p iu 解得输出电压 主题四 安培及相关计算 课外演练 1 关于磁感线的一些说法 不正确的是 a 磁感线上各点的切线方向 就是该点的磁场方向b 磁场中两条磁感线一定不相交c 磁感线分布较密的地方 磁感应强度较强d 通电螺线管的磁感线从n极出来 终止于s极 它是一条不闭合的曲线2 下列说法中不正确的是 a 电荷处在电场强度为零的地方 受到的电场力一定为零b 一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方 受到的磁场力一定为零c 电荷在某处不受电场力作用 则该处电场强度为零d 一小段通电导线在某处不受磁场力作用 则该处磁感应强度一定为零 d d 课外演练 3 根据安培的思想 认为磁场是由于运动电荷产生的 这种思想如果对地磁场也适用 而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷 那么由此可断定地球应该 a 带负电b 带正电c 不带电d 无法确定4 如图1 1所示 有一根直导线上通以恒定电流i 方向垂直指向纸内 且和匀强磁场b垂直 则在图中圆周上 磁感应强度数值最大的点是 a a点b b点c c点d d点 a a 课外演练 5 如图1 2所示 在正四棱柱abcd a b c d 的中心线oo 上有一根通有恒定电流的无限长直导线 比较各点的磁场 a 棱ab上的各点磁感应强度方向相同b 棱ad上的各点磁感应强度大小相等c 棱cc 上的各点磁感应强度方向相同d 正四棱柱顶点a c两点磁感应强度相同6 在赤道上某处有一竖直立的避雷针 当带有正电荷的乌云经过避雷针的上方并通过避雷针形成电流时 地磁场对避雷针的安培力的方向为 a 向南b 向北c 向西d 向东 c d 课外演练 7 如图所示 倾斜导轨宽为l 与水平面成 角 处在方向竖直向上 磁感应强度为b的匀强磁场中 金属杆ab水平放在导轨上 当回路电流强度为i时 金属杆ab所受安培力f为 a 方向垂直ab杆沿斜面向上b 方向垂直ab杆水平向右c f bilcos d f bilsin 8 如图所示 长为2l的直导线折成边长相等 夹角为60 的 v 形 并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中 磁感应强度为b 当在该导线中通以电流强度为i的电流时 该 v 形通电导线受到的安培力大小为 a bilb 2bilc 0 5bild 0 b a 课外演练 9 2014 揭阳调考 有关洛仑兹力和安培力的描述 正确的是