高中物理学科《磁场 安培力》课件人教版选修三.ppt

磁场安培力 考纲要求 五年高考考点分布 一 磁场的基本知识 1 磁场 存在于磁体及运动电荷或电流周围的一种特殊物质 2 基本特点 对放入其中的磁极及运动电荷或电流有力的作用 3 磁场的方向 人们规定 某点的磁场方向就是小磁针n极在该点的方向 注意 人们并不把运动的正电荷或电流在某点的受力方向作为该点场的磁场方向 磁场的方向小磁针静止时n极指向n极的受力方向磁感线某点的切线方向磁感应强度的方向 4 磁感线 2 磁感线是不相交 不相切的闭合曲线 电流磁场的磁场线方向与电流方向关系满足安培定则 即右手螺旋法则 对一些典型磁源的磁场 如条形磁铁 直线电流 环形电流 其磁感线的分布具有空间对称性 1 磁感线是为了形象地描述磁场的强弱及方向而人为画出的一组曲线 曲线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向相同 磁感线密处磁场强 磁感线疏处磁场弱 磁感线和电场线的相似和不同之处 任意两条都不能相交 都是假想线 切线方向都代表 电或磁 场的方向 疏密都代表 电或磁 场的弱和强 从正电荷出发到负电荷终止的不封闭曲线 磁铁外部 n极到s极 内部 s极到n极的封闭曲线 典型磁场 磁体的磁场 异名磁极同名磁极 地磁场 奥斯特试验 1 电流周围存在着磁场 这叫电流的磁效应 2 电流的磁场方向跟电流方向有关 表明 5 电流的磁场和安培定则 1 通电直导线 判断方法 右手螺旋定则 2 通电螺线管 判断方法 右手螺旋定则 3 环形导线 判断方法 右手螺旋定则 6 磁现象的电本质 安培分子假说揭示了磁体的磁场是由于电荷的运动而产生的 无论是电流的磁场还是磁体的磁场都是由运动电荷产生的 一切磁现象都可以归结为运动电荷的相互作用 此即为磁现象的电本质 正因为如此 人们在处理某些问题时 可将环形电流等效为一小磁针 或者将小磁针等效为一环形电流 二 磁感应强度 b 描述磁场的强弱 1 定义 在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线 受到的磁场力f与电流i和导线长度l的乘积的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度 b f il 3 单位 特斯拉 t 1t 1n a m 2 由磁场本身决定 和放不放入电流无关 4 是矢量 方向就是磁场方向 也就是小磁针静止时n极指向 5 匀强磁场 磁感应强度处处大小相等 方向相同的区域 两个较大的平行异名磁极之间 除边缘外 长直通电螺线管内部 除两端外 都是匀强磁场 三 磁场力 1 安培力大小磁场对通电导线的作用力称安培力 其大小为f bilsin 其中 表示电流方向与磁感强度方向的夹角 安培力的方向可用左手定则判定 由左手定则可知 安培力f一定垂直b i所组成的平面 2 安培力的方向 2 f b f l 3 相互平行通电长直导线间的相互作用力 1 判定 左手定则 伸开左手 使大拇指跟其余四个手指垂直 并且都跟手掌在一个平面内 把手放入磁场中 让磁力线垂直穿入手心 并使伸开的四指指向电流的方向 那么 大拇指所指的方向 就是通电导线所受的安培力的方向 磁场对电流发生作用 综合安培定则和左手定则 可以证明两同向电流互相吸引 两反向电流互相排斥 因此 螺线管通电后 在轴向上有收缩趋势 在径向上有扩张趋势 1 有关磁现象及其电本质的判断 正确的是 a 同向电流间的吸引力是通过磁场来实现的b 安培分子电流假设揭示了磁体的磁场也是一种特殊的运动电荷 分子电流 所激发的c 安培分子电流假设是用来解释通电导线产生磁场的原因的d 安培分子电流假设是用来解释通电导线间有相互作用力的原因的 答案 ab 四 例题 2 b 解 画其截面图 如图所示 由受力平衡可得 沿水平方向 f1 f沿竖直方向 f2 n mg 即 bilsin f bilcos n mg 解得摩擦力f bilsin 导轨对棒的支持力n mg bilcos 由牛顿第三定律棒对导轨的压力也为mg bilcos f 解题步骤 画出相关的试图 俯视图 正视图 或侧视图 受力分析 先重力 后安培力及其他力 如弹力 摩擦力 进行力的正交分解或力的合成根据牛顿第二定律或物体的平衡列方程 注1 安培力与磁感强度及导线电流应垂直2 注意安培力计算中l的物理意义 1 当电磁铁线圈中有电流通过时 小磁针静止在如图所示的位置上 则电源的a端是 极 负 练习 2 关于磁感应强度 下列说法中正确的是 a 磁感应强度的方向 就是通电直导线在磁场中的受力方向b 磁感应强度大的地方 通电导线所