2013届高考物理一轮 专题23 磁场的描述 磁场对电流的作用学案 新课标

用心 爱心 专心1 20132013 届高三新课标物理一轮原创精品学案届高三新课标物理一轮原创精品学案 专题专题 2323 磁场的描述磁场的描述 磁磁 场对电流的作用场对电流的作用 课时安排 课时安排 2 2 课时课时 教学目标 教学目标 1 掌握电流的磁场 安培定则 了解磁性材料 分子电流假说 2 掌握磁感应强度 磁感线 知道地磁场的特点 3 掌握磁场对通电直导线的作用 安培力 左手定则 4 能够分析计算通电直导线在复合场中的平衡和运动问题 本讲重点 本讲重点 1 磁场对通电直导线的作用 安培力 第一课时 一 考点扫描一 考点扫描 一 知识整合 一 知识整合 1 磁极之间的相互作用是通过 发生的 磁极在空间产生 对 放入其中的磁极有 的作用 2 奥斯特实验说明 和 有密切的联系 3 磁场不仅对永磁体有力的作用 对通电导线也有力的作用 实验表明 当电流方向相同 时 当电流方向相反时 它们的相互作用也是通过 来传递的 4 法国学者安培注意到 的磁场与 的磁场很相似 由此受 到启发 提出了著名的分子电流假说 安培认为 在 存在着一种 分子电流 分子电流使每个物质微粒都成为 它的两侧是 5 我们约定 在磁场中的 的受力方向 为 的磁场方向 磁感线是在磁场中画出的一些 这些 都 和 方向一致 6 直线电流的方向跟磁感线方向之间的关系可以用安培定则来判定 用 握住 导线 让 就是磁感线的 环绕方向 研究环形电流的磁场时 仍可以用安培定则来判定 让 和 一致 就是圆环的轴线上磁感线的方向 螺线管的电流方向跟它内部磁感线方 向之间的关系 也可以用安培定则来判定 用 让 跟 的方向一致 就是螺线管内部磁感线的方向 7 磁场对通电导线的作用力叫做 它的大小 若I B时 若 用心 爱心 专心2 I B时 8 安培力的方向跟B I方向间的关系可以用 定则来判断 伸开左手 使大拇 指跟其余四指 并且跟手掌在同一个 内 让磁感线穿过掌心 并使伸开的 四指指向 方向 那么 大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向 二 重难点阐释 二 重难点阐释 1 磁感应强度 磁感线的理解 2 安培定则 几种典型磁场的磁感线 会利用安培定则判断直线电流 环形电流 通电螺线管的磁感线方向 会画上述电流的磁 场的磁感线及条形磁铁 蹄形磁铁的磁感线 安培定则的几种使用如下图 3 磁通量 表达式适用于B与S垂直的情况 BS 在匀强磁场中 若B与S不垂直 B与S夹角为 则应把S投影到与B垂直的面 上 S与上穿过的磁感线条数相等 S S sinBSSB 4 小磁针的指向 认清小磁针所在的位置 判断小磁针所在处的磁场方向 小磁针N极所受磁场力的方向与所在处的磁场方向相同 用心 爱心 专心3 二 高考要点精析二 高考要点精析 一 对磁感应强度的理解 一 对磁感应强度的理解 考点点拨考点点拨 磁感应强度 注意电流垂直于磁场方向放置 某点的磁感应强度是由磁场本身决 IL F B 定的 与检验电流无关 磁感应强度的方向与电流所受力的方向垂直 例 1 下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是 A 通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B 通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C 放在匀强磁场中各处的通电导线 受力大小和方向处处相同 D 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 考点精炼考点精炼 1 下列说法中错误的是 A 磁场中某处的磁感应强度大小 就是通以电流I 长为L的一小段导线放在该处时所受 磁场力F与I L的乘积的比值 B 一小段通电导线放在某处不受磁场力作用 则该处一定没有磁场 用心 爱心 专心4 C 一小段通电导线放在磁场中 A 处时受磁场力比放在B处大 则A处磁感应强度比B处的 磁感应强度大 D 因为B F IL 所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比 2 一根导线长 0 2m 通过 3A 的电流 垂直放入磁场中某处受到的磁场力是 6 10 2N 则 该处的磁感应强度B的大小是 T 如果该导线的长度和电流都减小一半 则该处的磁 感应强度的大小是 T 二 对安培分子电流假说的理解 二 对安培分子电流假说的理解 考点点拨考点点拨 安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质 三 安培定则的应用 三 安培定则的应用 考点点拨考点点拨 安培定则用来判断电流产生磁场的方向 例 3 一细长的小磁针 放在一螺线管的轴线上 N极在管内 S极在管外 若此小磁针 可左右自由移动 则当螺线管通以图所示电流时 小磁针将怎样移动 I a b N I S I a b N I S 解析 当螺线管通电后 根据右手螺旋定则判定出管内 外磁感线方向如图所示 管内外 a b两处磁场方向向右 管内b处磁感线分布较密 管处a处磁感线分布较稀 根据磁场力的性质知 小磁针N极在b处受力方向向右 且作用力较大 小磁针S极在a 处受力向左 且作用力较小 因而小磁针所受的磁场力的合力方向向右 点评 同名磁极相斥 异名磁极相吸 只适合于磁体间外部相互作用的情形 适用情形 存在局限性 而磁场力的性质 磁体N极受力方向与所在处磁场方向相同 对于磁极间 内部或外部作用总是普遍适用的 考点精炼考点精炼 3 如图所示 一束带电粒 子沿水平方向飞过小磁针的上方 并与磁针指向平行 能使小 磁针的 N 极转向读者 那么这束带电粒子可能是 A 向右飞行的正离子束 B 向左飞行的正离子束 C 向右飞行的负离子束 D 向左飞行的负离子束 用心 爱心 专心5 第二课时 五 左手定则判断安培力的方向 五 左手定则判断安培力的方向 考点点拨考点点拨 安培力的方向可用左手定则判断 例 5 判断下图中导线A所受磁场力的方向 解答 垂直于纸面向里 考点精炼考点精炼 4 如图 两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时 试分析它们相互 间的作用力的方向如何 当AB和CD两根导线中通过反向电流时 它们间相 用心 爱心 专心6 互作用力的方向又如何 六 通电导线的运动情况的定性分析 六 通电导线的运动情况的定性分析 考点点拨考点点拨 通电导线在磁场中受到安培力的作用 可以平动 也可以转动 定性分析通电导线的运动 情况首先要明确导线所在处的磁场方向 然后由左手定则判断安培力方向 5 如图在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈 当线圈中通有逆时针方向的 电流时 线圈将向哪个方向偏转 七 安培力作用下导体棒的平衡问题 七 安培力作用下导体棒的平衡问题 考点点拨考点点拨 通电导线在重力 安培力等多个力的作用下 处于平衡状态 解决此类问题的思路是 以 导体棒为研究对象 按照力学中受力分析的方法 逐一分析导体棒所受的各个作用力 然 后由平衡条件求解 受力分析时分析安培力的方向是一个难点 有时要将立体图转化为平 面图 例 8 如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置 一长方体绝缘容器内部高为L S N 用心 爱心 专心7 厚为d 左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a b 上 下两侧装有电极 C 考点精炼参考答案考点精炼参考答案 1 ABCD 2 0 1T 0 1T 解析 由磁感应强度的定义式 IL F B 得T 0 1T 32 0 106 2 B 当导线的长度和电流都减小一半 磁感应强度的大小不变 仍为 0 1T 用心 爱心 专心8 6 解析 根据天平的原理很容易得出安培力F mg 2 1 所以F NBLI mg 2 1 因此磁感应强度B NLI mg 2 7 解析 设不通电时 弹簧长为x 则通向右的电流时 有 k x y mg BIL 通向左的电流时 有 k x y mg BIL 解得B k y IL 答案 A 2 关于磁感应强度 下列说法中错误的是 A 由B 可知 B与F成正比 与IL成反比 IL F B 由B 可知 一小段通电导体在某处不受磁场力 说明此处一定无磁场 IL F C 通电导线在磁场中受力越大 说明磁场越强 D 磁感应强度的方向就是该处电流受力方向 3 一束电子流沿x轴正方向高速运动 如图所示 则电子流产 生的磁场在z轴上的点P处的方向是 A 沿y轴正方向 B 沿y轴负方向 C 沿z轴正方向 D 沿z轴负方向 用心 爱心 专心9 4 在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态 突然发现小磁针N极向东偏转 由此可 知 A 一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针 B 一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针 C 可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过 D 可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过 7 根据安培假说的思想 认为磁场是由于电荷运动产生的 这种思想对于地磁场也适用 而目前在地球上并没有发现相对于地球定向移动的电荷 那么由此判断 地球应该 A 带负电 B 带正电 C 不带电 D 无法确定 9 如图所示 直导线处于足够大的匀强磁场中 与磁感线成 30 角 导线中通过的电 流为I 为了增大导线所受的磁场力 可采取下列四种办法 其中不 正确的是 A 增大电流I B 增加直导线的长度 C 使导线在纸面内顺时针转 30 D 使导线在纸面内逆时针转 60 10 如图所示 一金属直杆MN两端接有导线 悬挂于线圈上方 MN与线圈轴线均处于竖 直平面内 为使M N垂直纸面向外运动 可以 A 将a c端接在电源正极 b d端接在电源负极 B 将b d端接在电源正极 a c端接在电源负极 C 将a d端接在电源正极 b c端接在电源负极 D 将a c端接在交流电源的一端 b d接在交流电源的另一端 用心 爱心 专心10 13 长为L 重为G的均匀金属棒一端用细线悬挂 一端搁在桌面上与桌面夹角为 现 垂直细线和棒所在平面加一个磁感应强度为B的匀强磁场 当棒通 入如图所示方向的电流时 细线中正好无拉力 则电流的大小