磁场对电流的作用ppt课件.ppt

磁场 1 2 3 热点题型探究 考点知识梳理 学习目标知识 1 了解磁场 磁感应强度 磁感线 2 了解通电导线和线圈周围的磁场的分布 3 理解匀强磁场中的安培力 能力 培养自主学习能力 会物理知识解决综合问题 情感 极度投入 培养严谨的科学态度和规范解题的能力 4 5 1 磁场由什么产生 4 常见的磁作用 3 磁场的基本性质是什么 磁体 电流 变化的电场 运动电荷 对放入磁场中的磁体 通电导线 运动电荷有力的作用 2 最早发现电流也能产生磁场的科学家是 奥斯特 作用本质 磁场对磁场的作用 6 1 磁场的方向 小磁针静止时N极指向 小磁针N极的受力方向 磁感线在该点的切线方向 2 磁感线 疏密表示强弱 切线方向表示B的方向 闭合 磁体外N到S 磁体内S到N 非实际存在 理想化的模型 不相交 不相切 7 3 常见磁场磁感线 8 4 安培定则 9 磁感应强度 定义 一小段通电直导线 垂直磁感线放在磁场某处时 受到的安培力F与IL的比值称为该处的磁感应强度B 定义式 B F IL 方向 磁场方向 此公式不是决定式 思考 某点的磁感应强度大小的决定因素是什么 点定B定 磁场中某一点定了 则该处磁感应强度的大小与方向都是定值 矢量 运算满足平时四边形法则 10 安培力大小 F BILsin 其中 为电流方向与磁感强度方向的夹角 当B L时 当B L时 方向 左手定则 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 并使四指指向电流方向 这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向 安培力的大小特点 不仅与B I L有关 还与放置方式有关 夹角有关 L是有效长度 不一定是导线实际长度 11 预习自测答案 1 D2 D3 BD4 CD 很好 较好 12 13 点评 磁感应强度只取决于磁场本身 与试探电流元无关 类似的物理量还有速度 加速度 电场强度 电势 电容 电阻等 规律 凡是用比值定义法定义的物理量都与定义式中的物理量无必然联系 注意磁感应强度大小和方向的定义方式是不同的 大小是根据电流元来定义的 而方向是由小磁针静止时N极所指的方向来定义的 题型一磁感应强度的理解及应用 答案 D 例1 下列关于磁感应强度大小的说法正确的是 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 14 根据磁感应强度的定义式B F IL 下列说法中正确的是 A 在磁场中某确定位置 B与F成正比 与I L的乘积成反比B 一小段通电直导线在空间某处受磁场力F 0 那么该处的B一定为零C 磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同D 一小段通电直导线放在B为零的位置 那么它受到的磁场力F也一定为零 变式训练1 答案 D 15 例2 如图所示 A和B为两根互相平行的长直导线 通以同方向等大电流 虚线C为在A和B所确定的平面内与A B等距的直线 则下列说法正确的是 A 两导线间的空间不存在磁场B 虚线C处磁感应强度为零C AC间磁感应强度垂直纸面向里D CB间磁感应强度垂直纸面向外 题型二磁感应强度的叠加 答案 BCD 点评 电流产生磁场的方向的确定 磁感应强度叠加满足平行四边形法则 16 有两根长直导线a b互相平行放置 如图所示为垂直于导线的截图 在图示的平面内 O点为两根导线连线的中点 M N为两根导线附近的两点 它们在两导线的中垂线上 且与O点的距离相等 若两导线中通有大小相等 方向相同的恒定电流I 则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是 A M点和N点的磁感应强度大小相等 方向相同B M点和N点的磁感应强度大小相等 方向相反C 在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D 在线段MN上只有一点的磁感应强度为零 变式训练2 答案 BD 17 题型三安培力作用下导体运动情况的判定 受力 例3 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 当线圈中通入如题干图方向的电流后 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 等效法将环形电流等效成一条形磁铁 如下图所示 据异名磁极相吸引知 线圈将向左运动 同时 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 又可得到相同的答案 答案 A 18 点评 判断导体运动方向的五种方法 电流元法 把整段电流等效为多段直线电流元 先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向 从而判断出整段电流所受合力方向 最后确定运动方向 特殊位置法 把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向 从而确定运动方向 等效法 如环形电流等效成小磁针 通电螺线管等效成条形磁铁 结论法 两平行同向电流相互吸引 反向电流相互排斥 两不平行交叉电流相互作用时 有转到平行且电流方向相同的趋势 转换研究对象法 因为电流之间 电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律 这样 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题 可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力 然后由牛顿第三定律 再确定磁体所受电流作用力 从而确定磁体所受合力及运动方向 19 如图所示 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 变式训练3 答案 A 20 题型四安培力大小的计算 例4 如图所示 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 答案 A 点评 安培力不仅和B I L有关 还与放置方式有关 公式中的L是有效长度 不一定是导线实际长度 21 如图所示 用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架 ab cd边均与ad边成60 角 ab bc cd L 长度为L的电阻丝电阻为r 框架与一电动势为E 内阻为r的电源相连接 垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场 则框架受到的安培力的合力大小为 变式训练4 答案 C 22 题型五安培力与力学知识的综合 例5 质量为m 长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上 通过MN的电流为I 匀强磁场的磁感应强度为B 方向与导轨平面成 角斜向下 如图所示 求棒MN受到的支持力和摩擦力 解析 棒MN受力分析如图所示 水平方向 Ff Fsin 竖直方向 FN Fcos mg F BIL 得Ff BILsin FN BILcos mg 点评 1 把立体图变成易于分析的平面图 即画成俯视图 剖视图 侧视图 2 受力分析 23 如图所示 光滑的平行