世纪金榜·2016高考物理一轮配套课件：8.1磁场及其对电流的作用

1、第八章磁场第1讲磁场及其对电流的作用考纲考纲考情考情三年三年8 8考高考指数：考高考指数：1.1.磁场、磁感应强度、磁感线磁场、磁感应强度、磁感线 2.2.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 3.3.安培力、安培力的方向安培力、安培力的方向 4.4.匀强磁场中的安培力匀强磁场中的安培力 【知识梳理】【知识梳理】知识点知识点1 1 磁场、磁感应强度磁场、磁感应强度1.1.磁场：磁场：(1)(1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有_的的作用。作用。(2)(2)方向：小磁针的方向：小磁针的_所受磁场力的方

2、向。所受磁场力的方向。磁场力磁场力N N极极2.2.磁感应强度：磁感应强度：(1)(1)定义式：定义式：B=_(B=_(通电导线垂直于磁场通电导线垂直于磁场) )。(2)(2)方向：小磁针静止时方向：小磁针静止时_的指向。的指向。FILN N极极知识点知识点2 2 磁感线、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向磁感线、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1.1.磁感线：在磁场中画出一些曲线磁感线：在磁场中画出一些曲线, ,使曲线上每一点的使曲线上每一点的_方向都跟方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。这点的磁感应强度的方向一致。2.2.常见电流的磁场：常见电流的磁场：切线切线通电直导线通电直导线通电螺

3、线管通电螺线管环形电流环形电流安培定则安培定则知识点知识点3 3 安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1.1.安培力的方向：安培力的方向：(1)(1)左手定则。左手定则。伸出左手伸出左手, ,让拇指与其余四指让拇指与其余四指_,_,并且都在同一个平面内。并且都在同一个平面内。让磁感线从掌心进入让磁感线从掌心进入, ,并使四指指向并使四指指向_方向。方向。_所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。(2)(2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相_,_,异

4、向电流异向电流互相互相_。垂直垂直电流电流拇指拇指吸引吸引排斥排斥2.2.匀强磁场中安培力的大小：匀强磁场中安培力的大小：当磁感应强度当磁感应强度B B的方向与导线方向成的方向与导线方向成角时角时,F=_,F=_。(1)(1)当磁场与电流当磁场与电流_时时, ,安培力最大安培力最大,F,Fmaxmax=BIL=BIL。(2)(2)当磁场与电流当磁场与电流_时时, ,安培力等于零。安培力等于零。BILsinBILsin垂直垂直平行平行【思维诊断】【思维诊断】(1)(1)小磁针小磁针N N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向。极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向。( () )(2)(2)磁

5、场中的一小段通电导体在该处受力为零磁场中的一小段通电导体在该处受力为零, ,此处此处B B一定为零。一定为零。( () )(3)(3)由定义式由定义式B= B= 可知可知, ,电流强度电流强度I I越大越大, ,导线导线L L越长越长, ,某点的磁感应强某点的磁感应强度就越小。度就越小。( () )(4)(4)磁感线总是由磁感线总是由N N极出发指向极出发指向S S极。极。( () )(5)(5)在磁场中磁感线越密集的地方在磁场中磁感线越密集的地方, ,磁感应强度越大。磁感应强度越大。( () )FIL(6)(6)安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直, ,又跟电

6、流方向垂直。又跟电流方向垂直。( () )(7)(7)安培力一定不做功。安培力一定不做功。( () )提示：提示：(1)(1)。磁场中某点磁感应强度的方向表示该点磁场的方向。磁场中某点磁感应强度的方向表示该点磁场的方向, ,磁磁场方向也就是小磁针场方向也就是小磁针N N极受力的方向。极受力的方向。(2)(2)。当。当BIBI时时,F=0,F=0,可见可见, ,通电导体受力为零通电导体受力为零, ,此处的磁感应强度此处的磁感应强度B B不一定为零。不一定为零。(3)(3)。公式。公式B= B= 是磁感应强度的比值定义式是磁感应强度的比值定义式, ,磁感应强度是与电流磁感应强度是与电流I I和导线

7、长度和导线长度L L无关的物理量。无关的物理量。FIL(4)(4)。磁感线是闭合曲线。磁感线是闭合曲线, ,在磁体外部是由在磁体外部是由N N极指向极指向S S极极, ,在内部是由在内部是由S S极指向极指向N N极。极。(5)(5)。磁感线的疏密是根据磁场的强弱画出的。磁感线的疏密是根据磁场的强弱画出的, ,磁感线越密集的地方磁感线越密集的地方, ,磁感应强度越大磁感应强度越大, ,磁感线越稀疏的地方磁感线越稀疏的地方, ,磁感应强度越小。磁感应强度越小。(6)(6)。安培力的方向既垂直于磁场方向。安培力的方向既垂直于磁场方向, ,又垂直于电流方向又垂直于电流方向, ,即垂直即垂直于磁场与电

8、流决定的平面。于磁场与电流决定的平面。(7)(7)。安培力的方向可以与导体的运动方向相同或相反。安培力的方向可以与导体的运动方向相同或相反, ,既可以做正既可以做正功功, ,也可以做负功。也可以做负功。【小题快练】【小题快练】1.1.磁场中某区域的磁感线如图所示磁场中某区域的磁感线如图所示, ,则则( () )A.aA.a、b b两处的磁感应强度的大小不等两处的磁感应强度的大小不等,B,Ba aBBb bB.aB.a、b b两处的磁感应强度的大小不等两处的磁感应强度的大小不等,B,Ba aBBb bC.C.同一通电导线放在同一通电导线放在a a处受力一定比放在处受力一定比放在b b处受力大处受

9、力大D.D.同一通电导线放在同一通电导线放在a a处受力一定比放在处受力一定比放在b b处受力小处受力小【解析】【解析】选选B B。在磁场中。在磁场中, ,磁感线疏密程度表示磁场的强弱磁感线疏密程度表示磁场的强弱, ,故故B Ba aBffb b B. B.相互排斥相互排斥,f,fa affb bC.C.相互吸引相互吸引,f,fa affb b D. D.相互排斥相互排斥,f,fa affb b【解析】【解析】选选D D。导线。导线MMMM与与NNNN中的电流为反向电流中的电流为反向电流, ,根据安培定则和根据安培定则和左手定则可知它们间的安培力为排斥力左手定则可知它们间的安培力为排斥力, ,

10、根据闭合电路的欧姆定律根据闭合电路的欧姆定律, ,开开关置于关置于a a处比置于处比置于b b处电流小处电流小, ,因此因此f fa affb b, ,选项选项D D正确。正确。【资源平台】【资源平台】备选角度：安培力在磁电式仪表中的应用备选角度：安培力在磁电式仪表中的应用【典例】【典例】如图所示为一电流表的原理示意图。质量如图所示为一电流表的原理示意图。质量为为m m的匀质细金属棒的匀质细金属棒MNMN的中点处通过一挂钩与一竖的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连直悬挂的弹簧相连, ,绝缘弹簧劲度系数为绝缘弹簧劲度系数为k k。在矩形。在矩形区域区域abcdabcd内有匀强磁场内有匀强磁场

11、, ,磁感应强度大小为磁感应强度大小为B,B,方向垂直纸面向外。与方向垂直纸面向外。与MNMN的右端的右端N N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN,MN的长度大于的长度大于 。当。当MNMN中没有电流通过且处于平衡状态时中没有电流通过且处于平衡状态时,MN,MN与矩形区域的与矩形区域的cdcd边重边重合合; ;当当MNMN中有电流通过时中有电流通过时, ,指针示数可表示电流大小。指针示数可表示电流大小。ab(1)(1)当电流表示数为零时当电流表示数为零时, ,弹簧伸长多少弹簧伸长多少?(?(重力加速度为重力加速度为g)g)(2)(2)若要电流表正常工

12、作若要电流表正常工作,MN,MN的哪一端应与电源正极相接的哪一端应与电源正极相接? ?(3)(3)若若k=2.0N/m, =0.20m, =0.050m,B=0.20T,k=2.0N/m, =0.20m, =0.050m,B=0.20T,此电流表的量程是多此电流表的量程是多少少?(?(不计通电时电流产生的磁场的作用不计通电时电流产生的磁场的作用) )(4)(4)若将量程扩大若将量程扩大2 2倍倍, ,磁感应强度应变为多大磁感应强度应变为多大? ?abcb【规范解答】【规范解答】(1)(1)设当电流表示数为零时设当电流表示数为零时, ,弹簧的伸长量为弹簧的伸长量为x,x,则有则有mg=kx mg=kx 由由式得：式得：x=x=(2)(2)为使电流表正常工作为使电流表正常工作, ,作用于通有电流的金属棒作用于通有电流的金属棒MNMN的安培力必须向的安培力必须向下下, ,因此因此M M端应接正极。端应接正极。(3)(3)设电流表满偏时通过设电流表满偏时通过MNMN的电流为的电流为I Im m, ,则有则有BIBIm m +mg=k( +x) +mg=k( +x) mgkabcb联立联立并代入数据得并代入数