重庆市万州区龙宝中学高考物理总复习 第8章 第1讲 磁场的描述及磁场对电流的作用课件.ppt

第1讲磁场的描述及磁场对电流的作用 抓住三个考点 备选视频展台 突破三个考向 随堂基础演练 1 磁场 磁感应强度2 磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向3 安培力 安培力的方向状元微博 1 对磁感应强度的理解2 安培定则 左手定则的理解与应用3 通电导体棒在安培力作用下的平衡问题 命题热点10 通电导体在安培力作用下的运动1 命题专家提醒阅卷老师叮咛2 高考佐证3 预测1预测2 聚焦一个热点 第八章磁场备选多媒体展台1 磁现象和磁场 奥斯特实验2 地磁场分布3 通电螺线管的磁场4 探究通电导线在磁场中受的力与i和l的关系5 安培分子电流假说6 质谱仪原理7 磁场对运动电荷的作用力 等离子体磁流体发电机 01抓住三个考点 思维驱动 01抓住三个考点 知识存盘 1 磁场 1 基本特性 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 所受磁场力的方向 2 磁感应强度 1 物理意义 描述磁场的 和 2 大小 通电导线垂直于磁场 3 方向 小磁针静止时 的指向 4 单位 特斯拉 t 3 匀强磁场 1 定义 磁感应强度的大小 方向 的磁场称为匀强磁场 2 特点匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的 方向相同的平行直线 磁场力 n极 强弱 方向 n极 处处相等 处处相同 01抓住三个考点 思维驱动 下列关于电场线和磁感线的说法中 正确的是 a 电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线b 磁场中两条磁感线一定不相交 但在复杂电场中的电场线是可以相交的c 电场线是一条不闭合曲线 而磁感线是一条闭合曲线d 电场线越密的地方 电场越强 磁感线越密的地方 磁场也越强 01抓住三个考点 知识存盘 1 磁感线 1 磁感线 在磁场中画出一些有方向的曲线 使曲线上各点的 方向跟这点的磁感应强度方向一致 2 条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布 如图所示 切线 01抓住三个考点 2 电流的磁场 判断安培力的方向用左手定则 01抓住三个考点 思维驱动 一根容易形变的弹性导线 两端固定 导线中通有电流 方向如下图中箭头所示 当没有磁场时 导线呈直线状态 当分别加上方向竖直向上 水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时 描述导线状态的四个图示中正确的是 解析通电导线在磁场中受安培力时 可用左手定则判断安培力的方向 答案d 01抓住三个考点 1 安培力的大小当磁感应强度b的方向与导线方向成 角时 f 这是一般情况下的安培力的表达式 以下是两种特殊情况 1 磁场和电流垂直时 f 2 磁场和电流平行时 f 0 2 安培力的方向 1 用左手定则判定 伸开左手 使拇指与其余四个手指垂直 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 这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受 2 安培力的方向特点 f b f i 即f垂直于 决定的平面 知识存盘 电流的方向 bilsin bil 安培力的方向 b和i 01抓住三个考点 典例1 2012 大纲全国 18 如图所示 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 02突破三个考向 审题导析1 根据安培定则判断磁场方向2 结合矢量合成法则确定各点磁感应强度的大小与方向 3 o点磁感应强度分析如图示 它们在等距处产生的磁感应强度大小相等 02突破三个考向 解析根据安培定则判断磁场方向 再结合矢量的合成知识求解 根据安培定则判断 两直线电流在o点产生的磁场方向均垂直于mn向下 o点的磁感应强度不为零 故a选项错误 a b两点的磁感应强度大小相等 方向相同 故b选项错误 根据对称性 c d两点处的磁感应强度大小相等 方向相同 故c选项正确 a c两点的磁感应强度方向相同 故d选项错误 答案c 求解有关磁感应强度问题的关键1 磁感应强度 由磁场本身决定 2 合磁感应强度 等于各磁场的磁感应强度的矢量和3 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 记住5种常见磁场的立体分布图 02突破三个考向 借题发挥 变式跟踪1 关于磁感应强度b 下列说法中正确的是 a 根据磁感应强度定义b f il 磁场中某点的磁感应强度b与f成正比 与i成反比b 磁感应强度b是标量 没有方向c 磁感应强度b是矢量 方向与f的方向相反d 在确定的磁场中 同一点的磁感应强度b是确定的 不同点的磁感应强度b可能不同 磁感线密集的地方磁感应强度b大些 磁感线稀疏的地方磁感应强度b小些 02突破三个考向 解析磁感应强度是磁场本身的性质 与放入磁场中的导体的电流或受力大小f无关 a错误 磁感应强度b是矢量 其方向与f总是垂直的 电流方向与f也总是垂直的 b c错误 在确定的磁场中 同一点的磁感应强度b是确定的 由磁场本身决定 与其他外来的一切因素无关 用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱 d正确 答案d 02突破三个考向 典例2 通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线mn在同一平面内 电流方向如图所示 ad边与mn平行 关于mn中电流产生的磁场对线框的作用 下列叙述中正确的是 a 线框有两条边所受到的安培力方向相同b 线框有两条边所受到的安培力大小相同c 整个线框有向里收缩的趋势d 若导线mn向左微移 各边受力将变小 但合力不变 审题导析1 用安培定则判定出通电导线mn在其右侧产生的磁场特点 2 用左手定则分别分析ab bc cd da四段导线在此磁场中的受力情况 3 mn左微移 矩形框所在处磁场减弱 各边所受磁场力均发生变化 02突破三个考向 解析由直线电流产生磁场的特点可知 与导线距离相等的位置磁感应强度大小相等 因此ab与cd边受到的安培力大小相等 b对 由安培定则知mn中电流在导线框处产生的磁场垂直纸面向里 由左手定则可判定ab受力方向向下 cd受力方向向上 ad受力方向向左 bc受力方向向右 但ad受到的力大于bc受到的力 整个线框有向外扩张的趋势 a c错 若mn向左微移 则线框各边所在处磁场均减弱 故各边受力均变小 但ad边所在处减弱更多 故线框所受向左的合力变小 d错 答案b 02突破三个考向 安培定则和左手定则的 因 与 果 1 安培定则用于判定电流周围磁场的磁感线分布 使用时注意分清 因 电流方向 和 果 磁场方向 2 左手定则用于判定安培力的方向 使用时注意分清 因 电流方向与磁场方向 和 果 受力方向 借题发挥 变式跟踪2 在等边三角形的三个顶点a b c处 各有一条长直导线垂直穿过纸面 导线中通有大小相等的恒定电流 方向如图所示 则过c点的导线所受安培力的方向 a 与ab边平行 竖直向上b 与ab边平行 竖直向下c 与ab边垂直 指向左边d 与ab边垂直 指向右边 02突破三个考向 解析根据直线电流的安培定则 a b在c处所激发的磁场方向分别如图中ba bb所示 应用平行四边形定则可知c导线所在处的合磁场方向如图所示 根据左手定则可知安培力f安的方向与a b连线垂直 指向左边 答案c bb ba b f安 1 由安培定则判定通电导线a b在c处激发的磁场方向 2 由矢量合成法则确定合磁场方向 3 由左手定则判定c导线所受安培力方向 02突破三个考向 审题导析1 分析通电导体mn的受力情况 2 mn与其受力情况形成立体图 画受力图时要画mn的截面受力图 3 分析各选项时 依据mn处于平衡状态 所受各力的合力为零 典例3 2012 天津理综 2 如图示 金属棒mn两端由等长的轻质细线水平悬挂 处于竖直向上的匀强磁场中 棒中通以由m向n的电流 平衡时两悬线与竖直方向夹角均为 如果仅改变下列某一个条件 角的相应变化情况是 a 棒中的电流变大 角变大b 两悬线等长变短 角变小c 金属棒质量变大 角变大d 磁感应强度变大 角变小 mg bil ft f 02突破三个考向 借题发挥 1 通电导体在磁场中受到的安培力 1 方向 根据左手定则判断 2 大小 由公式f bil计算 且其中的l为导线在磁场中的有效长度 如弯曲通电导线的有效长度l等于连接两端点的直线的长度 相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端 如图所示 02突破三个考向 2 求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路 3 求解关键 把电磁学问题力学化 把立体图平面化 02突破三个考向 变式跟踪3 如图所示 光滑的平行导轨与电源连接后 与水平方向成 角倾斜放置 导轨上放一个质量为m的金属导体棒 当s闭合后 在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场 可以使导体棒静止平衡 下面四个图中分别加了不同方向的磁场 其中一定不能平衡的是 解析四种情况的受力分别如图所示 a c有可能平衡 d中如果重力与安培力刚好大小相等 则导体棒与导轨间没有压力 也可以平衡 b中合外力不可能为零 一定不能平衡 答案b 命题专家评述考情分析 2012年全国各地的高考试卷中 对磁场性质和安培力的考查出现2处 高考题型 选择题高考预测 2014年对磁场性质和安培力的单独考查以理解和简单运用为主 题型仍是选择题 03聚焦一个热点 阅卷教师叮咛易失分点 1 判断安培力的方向使用右手定则 2 不能把立体图正确转化为平面图或截面图 03聚焦一个热点 应对策略判定安培力作用下导体运动情况的常用方法 典例 2012 海南单科 10 如图所示的装置可演示磁场对通电导线的作用 电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨 l是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆 当电磁铁线圈两端a b 导轨两端e f 分别接到两个不同的直流电源上时 l便在导轨上滑动 下列说法正确的是 a 若a接正极 b接负极 e接正极 f接负极 则l向右滑动b 若a接正极 b接负极 e接负极 f接正极 则l向右滑动c 若a接负极 b接正极 e接正极 f接负极 则l向左滑动d 若a接负极 b接正极 e接负极 f接正极 则l向左滑动 03聚焦一个热点 审题导析1 先根据a b接电源正负极的不同 判断出电磁铁的磁场方向 2 再有e f接电源正负极的方式 判定通电导线l中电流流向 3 最后由左手定则判定l受安培力方向 解析若a接正极 b接负极 电磁铁磁极间磁场方向向上 e接正极 f接负极 由左手定则判定金属杆受安培力向左 则l向左滑动 a项错误 同理判定b d选项正确 c项错误 答案bd 高考佐证 预测1 直导线ab与线圈所在的平面垂直且隔有一小段距离 其中直导线固定 线圈可自由运动 当通过如图所示的电流方向时 同时通电 从左向右看 线圈将 a 不动b 顺时针转动 同时向右平移c 顺时针转动 同时向左平移d 逆时针转动 同时向右平衡 03聚焦一个热点 解析用安培定则判断线圈所处的b的方向 由左手定则及特殊位置法判定运动情况 答案b 先判断直导线ab产生的磁场方向及分布 再由左手定则判定线圈所受安培力及运动情况 外 里 预测2 如图示为电磁轨道炮的工作原理图 待发射弹体与轨道保持良好接触 并可在两平行轨道