高考物理一轮复习 第十一章第一节 磁场的描述 磁场对电流的作用课件 人教版.ppt

第十一章磁场 2014高考导航 第一节磁场的描述磁场对电流的作用 本节目录 基础梳理 自学导引 要点透析 直击高考 考点探究 讲练互动 知能演练 轻巧夺冠 技法提炼 思维升华 一 磁场 磁感线1 磁场 1 基本性质 磁场对处于其中的磁体 电流和运动电荷有 的作用 2 方向 小磁针的n极所受磁场力的方向 2 磁感线在磁场中画出一些曲线 使曲线上每一点的 方向都跟这点的磁感应强度的方向一致 磁力 切线 3 安培分子电流假说安培认为 在原子 分子等物质微粒的内部 存在着一种环形电流 分子电流 分子电流使每个物质微粒都成为微小的 它的两侧相当于磁极 如图所示 二 几种常见的磁场及安培定则1 条形磁铁和蹄形磁铁的磁场 如图所示 磁体 2 几种电流周围的磁场分布 3 匀强磁场 在磁场的某些区域内 磁感线为 的平行线 如图所示 4 地磁场 1 地磁场的n极在地球 附近 s极在地球 附近 磁感线分布如图所示 等间距 南极 北极 2 地磁场b的水平分量 bx 总是从地球 指向 而竖直分量 by 则南北相反 在南半球垂直地面向上 在北半球垂直地面向下 3 在赤道平面上 距离地球表面高度相等的各点 磁感应强度 且方向水平 南极 北极 相等 向北 名师点拨 1 任何一条磁感线都是闭合的曲线 在磁体外部 磁感线从n极到s极 在磁体内部 从s极到n极 2 只有在同一个图中才能根据磁感线的疏密来判定磁场的强弱 强弱 方向 特 t 矢量 大小 方向 四 安培力1 大小 如图 1 f bilsin 其中 为b与i之间的夹角 2 磁场和电流垂直时f 3 磁场和电流平行时f 0 2 方向 1 用左手定则判定 伸开左手 使大拇指与其余四个手指垂直 并且都跟手掌在同一个平面内 把手放入磁场中 让磁感线垂直穿入手心 并使伸开的四指指向 的方向 那么 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向 2 安培力的方向特点 f b f i 即f垂直于b和i决定的平面 注意 b和i可以有任意夹角 bil 电流 大拇指 五 磁电式电流表1 磁场特点 1 方向 沿 均匀辐射地分布 2 大小 在距轴线等距离处的磁感应强度大小 2 安培力的特点 1 方向 安培力的方向与线圈平面 2 大小 安培力的大小与通过的电流成 3 表盘刻度特点由于导线在安培力作用下带动线圈转动 螺旋弹簧变形 反抗线圈的转动 电流越大 安培力越大 形变就 所以指针偏角与通过线圈的电流i成 表盘刻度 径向 相等 垂直 正比 越大 正比 均匀 特别提醒 1 电场强度的方向和电荷受力方向相同或相反 而磁感应强度的方向和电流元受力方向垂直 2 电荷在电场中一定受静电力作用 而电流在磁场中不一定受安培力 即时应用1关于磁感应强度b 下列说法中正确的是 a 磁场中某点b的大小 跟放在该点的试探电流元的情况有关b 磁场中某点b的方向 跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致c 在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时 该点的b值大小为零d 在磁场中磁感线越密集的地方 磁感应强度越大 二 通电导体在安培力作用下运动的判断判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势 首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况 然后利用左手定则准确判定导体的受力情况 进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向 现对几种常用的方法列表比较如下 特别提醒 某些导体在安培力作用下可能会出现平动与转动同时发生的情况 即时应用2 2013 徐州模拟 如图所示 把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁n极附近 磁铁的轴线穿过线圈的圆心 且垂直于线圈平面 当线圈中通入图示方向的电流后 线圈的运动情况是 a 线圈向左运动b 线圈向右运动c 从上往下看顺时针转动d 从上往下看逆时针转动 解析 选a 法一 电流元法 首先将圆形线圈分成很多小段 每一段可看作一直线电流 取其中上 下两小段分析 其截面图和受安培力情况如图甲所示 根据对称性可知 线圈所受安培力的合力水平向左 故线圈向左运动 只有选项a正确 法二 等效法 将环形电流等效成一条形磁铁 如图乙所示 据异名磁极相吸引知 线圈将向左运动 选a 也可将左侧条形磁铁等效成一环形电流 根据结论 同向电流相吸引 异向电流相排斥 也可判断出线圈向左运动 选a 即时应用3 2010 高考上海卷 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 0b 0 5bilc bild 2bil 解析 选c 根据左手定则可知v形导线两部分的受力情况如图所示 其中f bil 则v形导线受到的安培力应为这两个力的合力 其大小为f合 2fcos60 bil 故本题只有选项c正确 考点1安培定则的应用及磁场的叠加 2011 高考大纲全国卷 如图 两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流i1和i2 且i1 i2 a b c d为导线某一横截面所在平面内的四点且a b c与两导线共面 b点在两导线之间 b d的连线与导线所在平面垂直 磁感应强度可能为零的点是 a a点b b点c c点d d点 解析 由安培定则画出a b c d的磁感线的分布图 由图可知a c两点的磁场方向相反 当b1 b2时该点处的磁感应强度可能为零 又i1 i2 故该点距i1距离应比i2大 故c正确 a b d均错误 答案 c 总结提升 1 牢记判断电流的磁场的方法 安培定则 并能熟练应用 建立磁场的立体分布模型 2 在进行磁感应强度的叠加时 应注意是哪个电流产生的磁场 磁场方向如何 3 磁感应强度是矢量 计算时与力的计算方法相同 利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解 跟踪训练 2012 高考大纲全国卷 如图 两根相互平行的长直导线过纸面上的m n两点 且与纸面垂直 导线中通有大小相等 方向相反的电流 a o b在m n的连线上 o为mn的中点 c d位于mn的中垂线上 且a b c d到o点的距离均相等 关于以上几点处的磁场 下列说法正确的是 a o点处的磁感应强度为零b a b两点处的磁感应强度大小相等 方向相反c c d两点处的磁感应强度大小相等 方向相同d a c两点处磁感应强度的方向不同 解析 选c 由安培定则可以判断通电导线产生的磁场的磁感线如图所示 由磁场的叠加原理可知c项正确 考点2安培力的分析与计算 答案 a 范例 2011 高考上海卷 如图所示 质量为m 长为l的直导线 用两绝缘细线悬挂于o o 并处于匀强磁场中 当导线中通以沿x正方向的电流i 且导线保持静止 时 悬线与竖直方向夹角为 则磁感应强度方向和大小可能为 寻规探法批注 研究对象是处于匀强磁场中的通电直导线 批注 通电导线处于平衡状态 可受力分析列出方程分析 批注 将三维转化为二维画出可能的受力分析图 答案 bc 方法提炼 转换思维法即在物理问题中通过对研究对象 条件 过程等进行合理有效的转换 以达到使问题简化 明朗 形