浙江省富阳市第二中学高考物理一轮复习 磁场、安培力课件.ppt

磁场安培力 奥斯特 一 磁场基本概念 1 磁场由什么产生 磁体 电流 变化的电场 运动电荷 最早发现电流也能产生磁场的科学家是谁 练习 做该实验时 导线沿 填 东西 或 南北 方向放置 当导线不通电时 小磁针与导线 填 平行 或 垂直 导线通电后 小磁针与导线 填 平行 或 垂直 南北 平行 垂直 名师一号p116考点诊断4 磁体与电流的作用 电流与电流的作用 磁体与磁体的作用 2 磁场的基本性质是什么 对放入磁场中的磁体 电流 运动电荷有力的作用 二 磁场描述 1 磁场的方向是如何规定的 2 磁场的形象化表示 磁感线 特点 1 疏密表示 切线方向表示 2 闭合 磁体外 磁体内 3 非实际存在4 不相交 不相切 例 下列各图是描绘磁场的磁感线图 其中正确的是 安培定则 右手螺旋定则 判断电流产生磁场的法则 b 回忆 电场强度e如何定义 类比 磁感应强度b如何定义 注 通电导线在磁场中的受力情况比电荷在电场中的受力情况要复杂多 1 当b l时f 0 当b l时f最大2 f与i和l都有关系 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 三 磁感应强度 思考1 下列说法中正确的是 a 检验电荷在某处不受电场力作用 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 则该处磁感应强度为零c 一个检验电荷放到电场中某点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值可以表征电场中该点电场的强弱d 一小段通电导线放在磁场中某点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电流强度的乘积的比值可以表征磁场中该点的磁场强弱 ac 思考2 匀强磁场中有一段长为0 2m的直导线 它与磁场方向垂直 当通过3a的电流时 受到6 0 10 2n的磁场力 则磁场的磁感强度是 t 当导线长度缩短一半时 磁场的磁感强度是 t 当通入的电流加倍时 磁场的磁感强度是 t 1 定义式 b f il 条件b i 单位 t1t 1n a m 2 特性 磁感应强度是磁场的固有属性 与放入磁场的电流大小 电流的方向 电流的受力大小无关 物理意义 表示磁场强弱和方向的物理量 是矢量 1 地球外部 磁场方向由北向南 内部由南向北 2 赤道上空磁感线与地面平行 北半球 南半球 3 地磁场 例1 在富阳地区做如下实验 一个可以在水平面内自由转动的小磁针 在地磁场作用下保持静止 一根长直导线位于小磁针的北方 竖直放置 且通有竖直向上的电流 已知地磁场的水平分量为b0 长直导线电流磁场在小磁针处的磁感应强度为b 则小磁针的n极将 a 向东偏转角度 arctan b0 b 而静止b 向东偏转角度 arctan b b0 而静止c 向西偏转角度 arctan b0 b 而静止d 向西偏转角度 arctan b b0 而静止 b 例2 如图所示 两根垂直纸面平行放置的直导线a c通有等大电流 在纸面上距a c等远处有一点p 若p点磁感应强度及方向水平向左 则导线a c中的电流方向是如下哪种说法 a a中向纸里 c中向纸外b a中向纸外 c中向纸里c a c中均向纸外d a c中均向纸里 a 四 安培力 磁场对通电导线的作用 1 方向 左手定则 f bil f 0 f bilsin 不论i与b垂直与否 f与b一定垂直 例1 现在给定的一些平面图中 已知力f的方向 b和i中一个量的方向 请你们画出另一个量的方向 依据是什么 f垂直纸面向里 方向 例2 请分析通电导线的运动情况 例3 如图所示 条形磁铁放在水平桌面上 它的正中央上方固定一长直导线 导线与磁铁垂直 给电线通以垂直纸面向外的电流 则 a 磁铁对桌面压力增大 受桌面摩擦力作用b 磁铁对桌面压力增大 不受桌面摩擦力作用c 磁铁对桌面压力减小 要受桌面摩擦力作用d 磁铁对桌面压力减小 不受桌面摩擦力作用 若通电导线不在 中垂面 上呢 d 例4 如图所示 a和b中一个是电源 另一个是用电器 当用两导线连接起来用电器工作时 用一个小磁针放在a点下方 磁针n极向纸外偏转 用电压表测定a与b间的电压 发现a点电势比b点高 由此可判断出电源是 b 例5 如图 安培力方向如何 b的方向在什么范围内 安培力方向保持不变 分析 此时电流受到的安培力怎样求 方向怎样 大小 例1 一轻质弹簧下挂一质量为m 边长为l 匝数为n 电流大小为i的矩形线框abcd 当线框处于静止时弹簧的伸长量为x 现加一大小为b 如图所示 方向垂直线框平面的匀强磁场 等待线框处于静止状态后 令磁场反向 磁感应度大小不变 线框达到新的静止状态 在此过程中线框发生的位移的大小为多少 例2 在倾角为a的光滑斜面上 置一通有电流i 长为l 质量为m的导体棒 如图所示 试问 1 欲使棒静止在斜面上 外加匀强磁场的磁感应强度b的最小值和方向 2 欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力 外加匀强磁场的磁感应强度b的大小和方向 垂直斜面向上 水平向左 3 若斜面不光滑 导体棒与斜面间的动摩擦因数为 且 tana 现若加一大小为b方向垂直于斜面向上的磁场 为了使导体棒能静止于斜面上 则在电流方向不变的情况下 求电流的大小 加深 如图所示 mn pq为平行光滑导轨 其电阻忽略不计 与地面成30 角固定 nq间接一电阻r 1 0 mp端与电池组和开关组成回路 电动势e 6v 内阻r 1 0 导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场 现将一条质量m 40g 电阻r 1 0 的金属导线置于导轨上 并保持导线ab水平 已知导轨间距l 0 1m 当开关s接通后导线ab恰静止不动 试计算磁感应强度大小 ad 例3 在磁感应强度为b的匀强磁场中 有一矩形线圈abcd 边长分别为l1 l2 通以电流i 如图所示 已知转轴oo 在线圈平面内 且垂直于b od 3oa o c 3o b 当线圈从图示位置绕轴转过 角时 下面哪些说法正确 a ad边受到安培力为bil1cos b ab边受到安培力为bil1cos c ab边受到安培力为bil1sin d ad边与bc边不受安培力的作用 五 磁电式电流表的原理 加深 一根通有