高考物理一轮总复习 专题9 磁场 第1讲 磁场、磁场对电流的作用课件.ppt

第1讲磁场、磁场对电流的作用,【考纲解读】1.知道磁感应强度的概念及定义式，并能理解与应用；2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向；3.会用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题和加速问题,一、磁场、磁感应强度1磁场(1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有_的作用(2)方向：小磁针的n极所受磁场力的方向,考点o讲堂梳理自查,磁力,2磁感应强度(1)物理意义：描述磁场强弱和方向(2)定义式：b_(通电导线垂直于磁场)(3)方向：小磁针静止时_的指向(4)单位：_，符号是t.二、磁感线及特点1磁感线在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的_方向都跟这点的磁感应强度的方向一致,n极,特斯拉,切线,2磁感线的特点(1)磁感线上某点的_方向就是该点的磁场方向(2)磁感线的疏密定性地表示磁场的_，在磁感线较密的地方磁场较_；在磁感线较疏的地方磁场较_(3)磁感线是_曲线，没有起点和终点在磁体外部，从n极指向s极；在磁体内部，由s极指向n极(4)同一磁场的磁感线不_、不_、不相切(5)磁感线是假想的曲线，实际并不存在,切线,强弱,强,弱,闭合,中断,相交,三、安培力的大小和方向1安培力的大小(1)磁场和电流垂直时，f_.(2)磁场和电流平行时，f0.2安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使大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_的方向，这时_所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向(2)安培力的方向特点：fb，fi，即f垂直于b和i决定的平面(注意：b和i可以有任意夹角),bil,电流,大拇指,1对磁场的考查以下说法正确的是()a磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的b电流与电流间的相互作用是通过电场产生的c磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的d磁场和电场是同一种物质【答案】a,【解析】电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，无论是磁极与磁极间还是电流与电流间、磁极与电流间，都有相互作用的磁场力磁场是磁现象中的一种特殊物质，它的基本特点是对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其自身的特点所以只有a项正确,2对磁感应强度大小的考查(多选)关于磁感应强度的大小，下列说法正确的是()a磁体在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度一定大b磁体在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度不一定大，与放置方向有关c通电导线在磁场中受磁场力大的地方，该处磁感应强度一定大d通电导线在磁场中受磁场力大的地方，该处磁感应强度不一定大，与放置方向有关【答案】ad【解析】磁体在磁场中的受力跟其放置方向无关，电流在磁场中的受力与其放置方向有关,3对磁感线的考查(多选)关于磁感线的性质和概念，下面说法正确的是()a磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度的方向b磁场中任意两条磁感线均不相交c铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线d磁感线总是从磁体的n极指向s极【答案】ab,【解析】磁感应强度的方向就是磁场的方向，磁感线的切线方向就是磁场方向，因此选项a是正确的两条磁感线相交就说明在两线相交处有两个切线方向，即两个磁感应强度方向，这是不可能的，磁场中某点磁感应强度是唯一确定的，磁感应强度的方向也只有一个，因此两条磁感线不能相交，选项b是正确的磁感线是为了形象描述磁场的磁感应强度分布而画出的一簇曲线，不是真实存在的，而铁屑的分布曲线只能证明磁感线描述磁场的方法是正确的，而铁屑不是磁感线，选项c是错误的在通电螺线管内部，在条形磁体内部的磁感线应是从s极指向n极，选项d错误,4对通电线圈磁场的考查如图所示，带负电的金属环绕轴oo以一定的角速度匀速旋转，从右向左看为逆时针方向，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()an极沿轴线向右bn极沿轴线向左cn极竖直向下dn极竖直向上【答案】b【解析】带负电的金属环转动，形成反向的电流，根据安培定则可判断出圆环轴线上磁场方向水平向左，所以n极沿轴线向左,5对安培力方向判断的考查(多选)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mn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端接在交流电源的另一端【答案】abd,【解析】要求直杆mn垂直纸面向外运动，把直杆所在磁场的方向和直杆中电流画出来，得选项a、b正确；若使a，c两端(或b，d两端)的电势相对于另一端b，d(或a，c)的电势的高低做同步变化，线圈磁场与电流方向的关系跟上述两种情况一样，故选项d也正确,1电流周围的磁场,考点1安培定则的应用和磁场的叠加,2安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.3磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解,例1如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的m，n两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流a，o，b在m，n的连线上，o为mn的中点，c，d位于mn的中垂线上，且a，b，c，d到o点的距离均相等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()ao点处的磁感应强度为零ba，b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反cc，d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同da，c两点处磁感应强度的方向不同,思路剖析：(1)导线m，n中电流方向相反(2)o点为m，n的中点，a，b两点和c，d两点具有对称性【答案】c【解析】根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解根据安培定则判断，两直线电流在o点产生的磁场方向均垂直于mn向下，o点的磁感应强度不为零，故选项a错误；a，b两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故选项b错误；根据对称性，c，d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故选项c正确；a，c两点的磁感应强度方向相同，故选项d错误,练1(多选)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面图在图中所示的平面内，o点为两根导线连线的中点，m，n为两导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，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，下列说法中正确的是()am点和n点的磁感应强度大小相等，方向相同bm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【答案】bd,【解析】根据安培定则和磁场的叠加原理知，m点和n点的磁感应强度大小相等，方向相反，选项a错，b对；在线段mn上只有在o点处，a，b两直导线电流形成的磁场的磁感应强度等大反向，即只有o点处的磁感应强度为零，选项c错，d正确,求解有关磁感应强度的三个关键1磁感应强度由磁场本身决定2合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定则)3牢记判断电流的磁场的方法安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型(记住5种常见磁场的立体分布图),1安培力常用公式fbil，要求两两垂直，应用时要满足：(1)b与l垂直(2)l是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度(两端点距离，如图虚线为有效长度),考点2安培力和安培力作用下的综合问题,2安培力作用下的综合问题(1)安培力问题常和闭合电路欧姆定律相结合(2)安培力和重力、弹力、摩擦力等综合分析，可以解决平衡问题，也可以和牛顿第二定律相综合(3)安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导线后转化为导线的动能或转化为其他形式的能安培力做负功：是将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能,例2如图所示，两平行金属导轨间的距离l0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度b0.50t，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场金属导轨的一端接有电动势e4.5v，内阻r0.50的直流电源现把一个质量m0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻r02.5，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.已知sin370.60，cos370.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力,思路剖析：解答此题可以建立斜面物体的模型，将立体图转化为平面图，通过受力分析，根据平衡条件求解【答案】(1)1.5a(2)0.30n(3)0.06n，方向沿斜面向下,解决此类问题，首先将此立体图转化为平面图(剖面图)，金属杆用圆代替，电流方向用“”与“”表示，然后画出磁场方向，分析物体的受力，画出物体受力的平面图，列方程求解,微课堂通电导体运动方向的判定,例3一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力作用后的运动情况为()a从上向下看顺时针转动并靠近螺线管b从上向下看顺时针转动并远离螺线管c从上向下看逆时针转动并远离螺线管d从上向下看逆时针转动并靠近螺线管审题突破：(1)导线所在空间磁场是怎样的？(2)某条磁感线对导线的安培力是怎样的？,【答案】d【解析】本题考查安培定则以及左手定则，意在考查学生对安培定则以及左手定则应用的理解先由安培定则判断通电螺线管的南、北两极，找出导线左、右两端磁感应强度的方向，并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向，如图甲所示可以判断导线受到安培力作用后从上向下看逆时针方向转动再分析此时导线位置的磁场方向，再次用左手定则判断导线受到安培力的方向，如图乙所示，导线还要靠近螺线管，所以选项d正确，a、b、c错误,练3一个可以自由运动的线圈l1和一个固定的线圈l2互相绝缘垂直放置，且两个圆线圈的圆心重合，当两线圈都通有如图所示方向的电流时，则从左向右看，线圈l1将()a不动b顺时针转动c逆时针转动d向纸外平动【答案】c【解析】两电流间的互相作用结果是，有趋向于两电流方向一致的趋势，选项c正确,判定导体运动情况的基本思路1清楚导体所在位置的磁场分布情况2利用左手定则准确判定导体的受力情况3确定导体的运动方向或运动趋势的方向,热点题组一磁场的叠加1(2017届大连模拟)如图所示，a，b，c是等边三角形的三个顶点，o是a，b连线的中点以o为坐标原点，a，b连线为x轴，o，c连线为y轴，建立坐标系过a，b，c，o四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流则过o点的通电直导线所受安培力的方向为()a沿y轴正方向b沿y轴负方向c沿x轴正方向d沿x轴负方向【答案】a,模拟精选组合专练,2(多选)(2017届宁德模拟)三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线搭成一等边三角形在导线中通过的电流均为i，电流方向如图所示a，b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等将a，b和c处的磁感应强度大小分别记为b1，b2和b3.下列说法正确的是()ab1b2b3bb1b2b3,ca和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里da处磁场方向垂直于纸面向外