[高三复习]磁场 磁场对电流的作用ppt.ppt

1 定义 磁场是磁体 电流周围存在的一种特殊物质 2 磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁体 电流和运动电荷都有力的作用 3 方向 磁场中任一点小磁针北极受力的方向即小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向 一 磁场及其描述 4 磁感应强度 1 物理意义 描述磁场的物理量 2 方向 即磁场方向 小磁针静止时极所指的方向 3 大小 B 通电直导线垂直于磁场 4 单位 符号T 1T 强弱 特斯拉 1N A m 5 磁感线 在磁场中画出的一些有方向的曲线 在这些曲线上每一点的都与该点的磁场方向一致 这样的曲线就叫做磁感线 磁感线的疏密程度表示磁场的 切线方向 强弱 N 二 几种常见的磁场1 条形磁铁和蹄形磁铁的磁场 2 地磁场 3 几种电流周围的磁场分布 4 匀强磁场 1 定义 磁感应强度的处处相同的磁场 2 磁感线特点 匀强磁场的磁感线为的平行直线 如图9 1 2所示 图9 1 2 大小和方向 间隔相同 5 磁通量 1 公式 2 单位 韦 符号 Wb 1Wb 3 适用条件 匀强磁场 S是垂直磁场并在磁场中的有效面积 韦伯 BS 1T m2 三 安培力的大小和方向1 安培力的大小如图9 1 3所示 1 F 2 磁场和电流垂直时 F 3 磁场和电流平行时 F 0 BILsin BIL 图9 1 3 2 安培力的方向 1 用左手定则判定 2 安培力的方向特点 F B F I 即F垂直于决定的平面 B I 左手定则 1 对磁感线的理解 1 磁感线的特点 假设的曲线 外部由N极到S极 内部由S极到N极 闭合曲线 疏密表示强弱 切线方向 表示磁场 磁感应强度 方向 不相交 不相切 2 磁感线和电场线的比较 2 对磁感应强度的理解 1 磁感应强度由磁场本身决定 跟在该位置放入的导线的长度L 电流I及安培力F均无关 2 由公式B 计算B时 通电导线必须垂直于磁场放入 3 通电所受安培力F为零 不能说明该处磁感应强度B为零 4 磁感应强度的方向不是通电导线所受磁场作用力的方向 而是与受到的作用力的方向垂直 3 磁感应强度B与电场强度E的比较 1 电场强度的方向与电荷受力方向相同或相反 而磁感应强度的方向与电流受力方向垂直 2 对电荷 有电场 一定有电场力 对电流 有磁场 不一定有磁场力 如图9 1 5所示 在a b c三处垂直于纸面放置三根长直通电导线 电流大小相等 a b c是等边三角形的三个顶点 a处电流在三角形中心O点产生的磁场的磁感应强度大小为B 求O处的磁感应强度 答案 2B 方向平行ab连线向右 2020 3 17 19 可编辑 1 BS 只适用于磁感应强度B与面积S垂直的情况 当S与B不垂直时 则取S的射影面积 如图甲所示 2 面积S的含义S不一定是整个线圈的面积 而是线圈在磁场范围内的面积 如图乙所示 S应为线圈面积的一半 10分 如图9 1 7所示 边长为100cm的正方形闭合线圈置于匀强磁场中 线圈ab cd两边中点连线OO 的左右两侧分别存在方向相同 磁感应强度大小各为B1 0 6T B2 0 40T的匀强磁场 若从上往下看 线圈逆时针方向转过37 时 穿过线圈的磁通量改变了多少 线圈从初始位置转过180 时 穿过线圈平面的磁通量改变了多少 图9 1 7 答案 0 1Wb 1 0Wb 3 多匝线圈的磁通量多匝线圈的磁通量的大小与线圈匝数无关 数值上等于一匝线圈的磁通量 4 复杂磁通量的求法若某个平面内有不同方向磁场共同存在 计算磁通量时 先规定某个方向为正 则反方向为负 合磁通量等于各个方向的磁通量的代数和 1 如图9 1 8所示 有两个同心放置且共面的金属圆环 条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直 比较通过两环的磁通量 a b 则 A a bB a bC a bD 不能确定 图9 1 8 答案 A 如图9 1 9所示 把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方 导线可以自由转动 当导线通入图示方向电流I时 导线的运动情况是 从上往下看 A 顺时针方向转动 同时下降B 顺时针方向转动 同时上升C 逆时针方向转动 同时下降D 逆时针方向转动 同时上升 图9 1 9 A 2 将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来 在其附近放一条形磁铁 磁铁的轴线与圆环在同一个平面内 且通过圆环中心 如图9 1 11所示 当圆环中通以顺时针方向的电流时 从上往下看 A 圆环顺时针转动 靠近磁铁B 圆环顺时针转动 远离磁铁C 圆环逆时针转动 靠近磁铁D 圆环逆时针转动 远离磁铁 图9 1 11 答案 C 名师归纳 13分 如图9 1 13所示 在倾角 30 的斜面上固定一金属框 框宽l 0 25m 接入电动势E 12V 内阻不计的电池 垂直框面放有一根质量m 0 2kg的金属棒ab 它与框架的动摩擦因数 整个装置放在磁感应强度B 0 8T 垂直框面向上的匀强磁场中 当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围时 可使金属棒静止在框架上 框架与棒的电阻不计 g取10m s2 答案 1 4 R 8 2 归纳 通电导线在磁场中的平衡和加速问题 1 选定研究对象 2 画出平面受力分析图 3 根据平衡条件 牛顿第二定律列方程式进行求解 涉及安培力的动力学问题 分析方法是在分析了其他力的基础上又多加上了一个安培力 平衡问题用平衡条件处理 动力学问题用牛顿定律处理 如果不涉及时间 可以考虑用动能定理或能量守恒定律处理 3 如图9 1 16所示 M N为两条水平放置的平行金属导轨 电阻不计 导轨间距d 0 2m 轨道上放置一质量m 50g的均匀金属棒ab 其长L 0 3m 总电阻R 0 75 棒与两导轨相垂直 已知电源电动势E 6V 内电阻r 0 5 电阻R0 2 整个装置放在匀强磁场中 磁感线与ab棒垂直 这时ab棒对轨道的压力恰好为零 且棒仍处于静止状态 求匀强磁场的磁感应强度大小 g取10m s2 不计导线电阻 答案 1 25T 随堂巩固 1 双选 下列说法中正确的是 A 电荷在某处不受电场力的作用 则该处电场强度为零B 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C 表征电场中某点电场的强弱 是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D 表征磁场中某点磁场的强弱 是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导体长度和电流乘积的比值 答案 AC 2 2009 全国卷 如图9 1 17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 abc bcd 135 流经导线的电流为I 方向如图中箭头所示 导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力 图9 1 17 A 方向沿纸面向上 大小为 1 ILBB 方向沿纸面向上 大小为 1 ILBC 方向沿纸面向下 大小为 1 ILBD 方向沿纸面向下 大小为 1 ILB 答案 A 3 2009 海南高考 一根容易形变的弹性导线 两端固定 导线中通有电流 方向如图9 1 18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 答案 D 4 通电螺线管附近放置四个小磁针 如图9 1 19所示 当小磁针静止时 图中小磁针的指向可能的是 涂黑的一端为N极 A aB bC cD d 图9 1 19 答案 B 5 如图9 1 20所示 PQ和MN为水平 平行放置的金属