10.1-磁场的描述 磁场对电流的作用（无答案）

1、 PAGE 12 教 育 学 科 教 师 讲 义讲义编号： 副校长/组长签字： 签字日期： 学 员 编 号 ： 年 级 ： 高三 课 时 数 ：学 员 姓 名 ： 辅 导 科 目 ： 物理 学 科 教 师 ：孙莉珍课 题 磁场的描述磁场对电流的作用课 型 预习课 同步课 复习课 习题课课 次授课日期及时段 2017年 1 月 8 日 教 学 目 的应用矢量合成法判断空间某点合磁场的方向；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重 难 点1.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.2.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教

2、学 内 容【基础知识网络总结与巩固】知识点一对磁感应强度的理解及与电场强度的比较1磁感应强度(1)物理意义：描述磁场强弱和方向 (2)定义式：Beq o(,sup1(02)_(通电导线垂直于磁场)(3)方向：小磁针静止时eq o(,sup1(03)_的指向或经过该点的磁感线的切线方向2、直线电流产生磁场的磁感应强度B=KI/r，式中k为常数，I为导线中电流的大小，r为空间点到导线的距离。 磁感应强度B与电场强度E的比较1某点电场强度的方向与电荷在该点的受力方向相同或相反；而某点磁感应强度方向与电流元在该点所受安培力方向垂直，满足左手定则2电荷在电场中一定会受到电场力的作用；如果电流方向与磁场方

3、向平行，则电流在磁场中不受安培力的作用知识点二安培定则的应用和磁场的叠加1电流周围的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则立体图横截面图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”.原因(电流方向)结果(磁场绕向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指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 注意：两个电流附近的磁场某

4、处的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的考点三：对安培力公式的理解和应用1安培力的大小(1)磁场和电流垂直时，Feq o(,sup1(13)_. (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eq o(,sup1(14)_的方向，这时eq o(,sup1(15)_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),3安培力公式的说明在高中阶段计算安培力时，

5、常用FBIL，即只考虑磁场与电流方向垂直的情况，很少考虑二者不垂直的情形4对有效长度的理解弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图所示)，相应的电流方向沿L由始端流向末端安培力的作用点为等效长度的几何中心知识点四 安培力作用下导体运动情况的判断(1)判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向(2)在应用左手定则判定安培力方向时，磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面判定安培力作用下

6、导体运动情况的常用方法电流元法分割为电流元左手定则安培力方向整段导体所受合力方向运动方向特殊位置法在特殊位置安培力方向运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，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，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向考点一 电磁感应强度和电场强度的区别例题1.(单选)关于磁感应强度的说法正确的是()A一小段通电导体放在磁场A处，受到的磁场力比B处的大

7、，说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大B由Beq f(F,IL)可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与电流强度I和导线长度L的乘积IL成反比C一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零D小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向例题2关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()A磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C若在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用，该点B值大小为零D在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大例3下列说法中正确的是()A电荷在某处

8、不受电场力的作用，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，则该处磁感应强度一定为零C表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值考点二 磁感应强度的矢量性及安培定则的应用例题1、为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场由以地心为圆心的环形电流I引起的在下列四个图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是（）ABCD例题2、指南针是我国四大发明之一。关于指南针，下列说法正确的是（ ）A.指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南

9、北，说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转例题3、如图4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()图4AO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例题4、（海南）三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角

10、形，在导线中通过的电流均为I，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（）A.B1=B2B3B.B1=B2=B3C.a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D.a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里例题5、(单选)(2011高考大纲全国卷)如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直磁感应强度可

11、能为零的点是()Aa点Bb点Cc点 Dd点考点三 安培力大小及方向的判定例题1、（2014新课标理综）关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是A安培力的方向可以不垂直于直导线B安培力的方向总是垂直于磁场的方向C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半例题2.(单选)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abcbcd135.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() A方向沿纸面向上，大小

12、为(eq r(2)1)ILBB方向沿纸面向上，大小为(eq r(2)1)ILBC方向沿纸面向下，大小为(eq r(2)1)ILBD方向沿纸面向下，大小为(eq r(2)1)ILB例题3.(单选)如图所示，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()A0 B.eq f(1,2)BIlCBIl D2BIl4磁场对电流作用力的计算如图1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，abbccdL，长度为L的该电阻丝电阻为r，框架与一电动势为E

13、、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()图1A0 B.eq f(5BEL,11r) C.eq f(10BEL,11r) D.eq f(BEL,r)例题5、（2015?普陀区一模）如图，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将AB两点接入电压恒定的电源两端，通电时，线框受到的安培力为F，若将ACB边移走，则余下线框受到的安培力大小为（ ） A.F B.F C.F D.F例题6(2012海南单科10)图12中装置可演示磁场对通电导线的作用电磁铁上、下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属

14、杆当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动下列说法正确的是()图12A若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动考点四安培力作用下导体运动情况的判定例1一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5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受磁场力后的运动情况为()图5A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

15、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例题2、如图6所示，把一重力不计的通电直导线AB放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动当导线中通有如图所示方向的电流I时，从上向下看，关于导线AB的运动情况下列说法正确的是()图6A顺时针转动，同时下降 B顺时针转动，同时上升C逆时针转动，同时下降 D逆时针转动，同时上升例题3.(单选)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线圈平面当线圈内通以图中方向的电流后，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例题4.(单选)

16、如图所示，原来静止的圆形线圈通入逆时针方向的电流I，在其直径AB上靠近B点处放一根垂直于线圈的固定不动的长直导线，长直导线通以垂直纸面向里的电流I，则圆线圈将()A向左平动 B向右平动 C以直径为轴转动 D静止不动例题5.(单选)四条相互平行的通电直导线垂直于纸面，位于正方形的四个顶点上，其中A、D导线中的电流方向垂直纸面向外，B、C导线中的电流方向垂直纸面向里，四条导线中的电流大小相等，如图所示则B导线受到A、C、D导线产生磁场的作用力的合力方向是()A沿AB向右B沿DB向上 C沿CB斜向上 D沿BC斜向下考点五安培力作用下导体的平衡问题1安培力作用下导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法

17、相同，只不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析图2安培力作用下导体的加速问题与动力学问题分析方法相同，关键是做好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度1(2012天津理综2)如图11所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为.如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是()图11A金属棒中的电流变大，角变大 B两悬线等长变短，角变小C金属棒质量变大，角变大 D磁感应强度变大，角变小2.（多选）如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O点，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x正方向的电流I，

18、且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为，则磁感应强度方向和大小可能为（?）Az正向，mgtan/IL By正向，mg/ILCz负向，mgtan/ILD沿悬线向上，mgsin/IL3、如图8所示，质量为M、长为L的直导线通有垂直纸面向外的电流I，被一绝缘线拴着并处在匀强磁场中，导线能静止在倾角为的光滑斜面上，则磁感应强度B的大小和方向可能是()图8A大小为Mgtan /IL，方向垂直斜面向上B大小为Mgsin /IL，方向垂直纸面向里C大小为Mg/IL，方向水平向右D大小为Mg/IL，方向沿斜面向下5.(单选)(2014云南昆明调研)如图所示，两平行光滑金属导轨MN、PQ间距为l，与电动势为E、

19、内阻不计的电源相连质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面的夹角为，回路其余电阻不计为使ab棒静止，需在空间施加一匀强磁场，其磁感应强度的最小值及方向分别为()A.eq f(mgR,El)，水平向右 B.eq f(mgRcos ,El)，垂直于回路平面向上C.eq f(mgRtan ,El)，竖直向下 D.eq f(mgRsin ,El)，垂直于回路平面向下6、如图7所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心两金属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如图，大小为0.5 T质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点当

20、在金属细杆内通以电流强度为2 A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动已知N、P为导轨上的两点，ON竖直、OP水平，且MNOP1 m，g取10 m/s2，则()A金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s2B金属细杆运动到P点时的速度大小为5 m/sC金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10 m/s2D金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N7、如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里：弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2。已知开关断开时两弹簧的伸长度均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm。重力加速度大小取10m/s2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。考点六 安培力与功、动能定理的