【金榜夺冠】高三物理第一轮复习 第九章 第一单元 第1课时 磁场及描述课件 选修31.pptVIP

第一单元磁场安培力第1课时磁场及描述 选修3 1第九章磁场 基础回顾 考点一磁场 磁感线 1 产生 磁场是一种物质 产生于 和 周围 2 性质 磁场对放入其中的 或 有力的作用 3 方向 规定磁场中任意一点的小磁针静止时 或小磁针 为该处磁场的方向 2 磁感线 1 概念 用来形象地描述磁场中任意点的 而 的曲线 2 特点 是闭合曲线 在磁体外部是从 极到 极 内部从 极到 极 磁感线上每一点的 就是该点的磁场方向 磁感线的 表示磁场的强弱 3 两种常见的磁感线条形磁铁的磁感线和蹄形磁铁的磁感线如下图所示 3 电流磁场 安培定则用安培定则判断几种电流磁场 1 直线电流的磁场 用 握住导线 让伸直的 跟电流的方向一致 那么弯曲的四指所指的方向就是 的环绕方向 如下图所示 2 环形电流 或通电螺线管 的磁场 用 握住导线 让右手弯曲的四指跟电流的 一致 那么 所指的方向就是环形导线中心轴上的磁感线方向 或通电螺线管的n极 如下图所示 答案 1 1 磁体电流 2 磁体电流 3 n极的指向n极受力的方向2 1 磁场方向假想 2 nssn 切线方向 密疏3 1 右手大拇指磁感线 2 右手环绕方向伸直的大拇指 要点深化 1 地磁场的认识地球的磁场 简称地磁场 与条形磁铁的磁场相似 其主要特点有三个 1 地磁场的n极在地球地理的南极附近 地磁场的s极在地球地理的北极附近 2 地磁场b的水平分量 bx 总是从地球南极指向北极 而竖直分量 by 在南半球垂直地面向上 在北半球垂直地面向下 3 在赤道平面上 距地球表面等高的各点 磁感应强度大小相等 方向均水平向北 2 磁现象的电本质 1 永久磁铁的磁场是由磁体内的分子电流定向移动而产生的 安培分子电流假设 2 电流的磁场是由形成电流的运动电荷产生的 奥斯特的电流磁效应 3 磁感线和电场线比较 磁感线和电场线的疏密都能形象地表示相应场的强弱 但应注意 1 只有在同一个图中才能根据磁感线或电场线的疏密判定各处相应场的强弱 2 没有画出磁感线或电场线的地方并不表示那里没有磁场或电场存在 基础回顾 考点二磁感应强度 1 磁感应强度 1 物理意义 表示 强弱的物理量 2 定义 在磁场中 磁场方向的通电导线 受到的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值 3 表达式 b 式中il称为检验电流元 其意义是在磁场中某一点处垂直于磁感线的方向上 放置一电流强度为i 长度为l的通电导线 由于导线长度l极短 所以称为检验电流元 f为检验电流元il在磁场中该点处所受到的磁场力大小 值得注意的是 磁感应强度b仅跟磁场本身特性有关 与il和f无关 4 磁感应强度b是 其方向为磁场中某点的磁感线的切线方向 5 磁感应强度的单位是 简称 符号t 1t 2 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相同 方向相同的平行直线 距离很近的两个异名磁极之间的磁场和通电螺线管内部的磁场 边缘部分除外 都可以认为是匀强磁场 答案 1 1 磁场 2 垂直 3 4 矢量 5 特斯拉特1n a m 2 1 处处相等处处相同 要点深化 1 正确理解磁感应强度的公式b b 是磁感应强度的定义式 式中的i一定要与b垂直 f与il的比值反映了磁场本身的性质 就是说 在磁场中某处 垂直放入的通电导线的长度l改变 通入的电流i改变 则通电导线所受磁场力f也随之改变 但f与il的比值并不改变 b虽然由的比值进行定义 但b和f i l并不存在比例关系和因果关系 通电导线只是研究磁场性质的 工具 而磁场的性质显然与 工具 无关 这一点和我们研究电场时要引入 检验电荷 的目的是一样的 磁场中某点的磁感应强度b的大小 取决于产生磁场的磁体 或电流 以及该点在磁场中所处的位置 与磁体 或电流 距离越近 磁体的磁性 或电流 越大 磁感应强度b越大 磁感应强度b是矢量 其方向就是该点上小磁针北极的指向 当空间存在几个场源时 某点的磁感应强度b就是这几个场源单独存在时在该点所产生的磁感应强度叠加起来的矢量和 为了解题方便 也可以将某点的磁感应强度b按平行四边形定则进行分解 2 磁感应强度b与电场强度e的比较 注意 电场强度的方向和电荷受力方向相同或相反 而磁感应强度的方向和电流受力方向垂直 题型一安培定则的应用 应用安培定则时 注意分清 因 和 果 在判定直导线电流的磁场方向时 大拇指指 原因 电流方向 四指指 结果 磁感线绕向 在判定环形 或螺线管 电流的磁场时 四指指 原因 电流绕向 大拇指指 结果 环 或管 内沿中心轴线的磁感线方向 即指n极 如右图所示 通电直导线ab 螺线管g 电磁铁d三者相距较远 它们的磁场互不影响 当电键s闭合后 则小磁针的北极n 黑色一端 指示出磁场方向正确的是 a ab bc cd d 解析 先根据安培定则在图中画出有关磁场中经过小磁针的磁感线及其方向 即当开关s闭合后 对于通电直导线ab 根据安培定则确定 磁感线是以导线ab上各点为圆心的同心圆 且都在跟导线垂直的平面上 其方向是逆时针方向 显然磁针a标示的不对 对电磁铁d 与蹄形磁铁相似 由安培定则确定 电磁铁的左端为n极 右端为s极 可见小磁针b标示正确 对通电螺线管g的磁感线及方向 与条形磁铁相似 由安培定则确定 螺线管内的磁感线是由右指向左 外部的磁感线是由左向右 故c所示正确 d所示错误 因此答案为bc 答案 bc 题型训练 1 如图所示为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图 其工作原理类似打点计时器 当电流从电磁铁的接线柱a流入 吸引小磁铁向下运动时 以下选项中正确的是 解析 当电流从a端流向电磁铁时 根据安培定则 判断出电磁铁的上端为s极 此时能吸引小磁铁向下运动 故说明小磁铁的下端为n极 答案 d a 电磁铁的上端为n极 小磁铁的下端为n极b 电磁铁的上端为s极 小磁铁的下端为s极c 电磁铁的上端为n极 小磁铁的下端为s极d 电磁铁的上端为s极 小磁铁的下端为n极 题型二对磁感应强度叠加的理解 在xoy坐标原点o处放置一根与坐标平面垂直的通电直导线 电流方向指向纸内 如下图所示 此坐标范围内还存在一个平行于xoy平面的匀强磁场 已知在以直导线为圆心的圆周上的a b c d四点上 a点的磁感应强度最大 则此匀强磁场的方向 a 沿x轴正方向b 沿x轴负方向c 沿y轴负方向d 沿y轴正方向 解析 先根据安培定则确定通电直导线在圆周上的a b c d四点上所产生的磁感应强度的方向 再根据矢量的合成法判断出结果 可知c选项正确 答案 c点评 本例考查根据平行四边形定则合成磁感应强度和运用安培定则来判断通电直导线形成的磁场在某处磁感应强度的方向 解题时应注意磁感应强度在某处的方向是以直导线为圆心的圆周在该处的切线方向 题型训练 2 三根平行的长直导线 分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点 如右图所示 现在使每根通电导线在斜边中点o处所产生的磁感强度大小均为b 则o点实际磁感强度的大小和方向如何 解析 根据安培定则 i1和i3在o点处产生的磁感应强度方向相同 i2在o点处产生的磁感应强度方向与它们垂直 由大小均为b可知 o点处实际磁感应强度的大小 方向在三角形所在的平面内与斜边夹角 arctan2 答案 方向在三角形所在的平面内与斜边夹角 arctan2 警示不能正确运用安培定则进行分析 如图甲所示 关于地磁场的起因 有人提出如下假说 地磁场是随绕地球的自转的电子的定向运动而引起的 则此假说中的电子运动方向应 a 沿纬线由东向西 如图 a b 沿纬线由西向东 如图 b c 沿经线由北向南 如图 c d 沿经线由南刚北 如图 d 错解 利用安培定则 四指的方向与电流方向