高考物理一轮复习课件第九章磁场及其对电流的作用

高考物理一轮复习课件第九章磁场及其对电流的作用汇报人：XX20XX-01-18目录CONTENTS磁场基本概念与性质电流在磁场中受力分析磁场对导线作用力分析电磁感应现象与规律交流电产生和描述方法高考真题回顾与解题技巧总结01磁场基本概念与性质磁场是一种特殊形态的物质，存在于磁体周围并对放入其中的磁体产生磁力作用的空间。磁场可以由运动的电荷产生，也可以由电流产生。在磁体内部，分子或原子中的电子自旋和轨道运动产生的磁矩是磁场的微观来源。磁场定义及来源磁场来源磁场定义磁感线是用来形象地表示磁场分布情况的一系列曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。磁感线定义磁感线是闭合的，不相交；在磁体外部，磁感线从N极指向S极，在磁体内部则从S极指向N极。磁感线特点磁感线描述方法小磁针法在磁场中放入一个小磁针，小磁针静止时N极所指的方向即为该点的磁场方向。电流元法在磁场中放入一个通电直导线（电流元），电流元所受安培力的方向即为该点的磁场方向。磁场方向判断规则01020304匀强磁场点电荷的磁场通电直导线的磁场通电螺线管的磁场常见磁场分布特点匀强磁场是指空间内各点的磁场强弱和方向都相同的磁场，其磁感线是一系列平行的直线。运动点电荷产生的磁场与点电荷的速度方向垂直，且以点电荷为中心向四周发散。通电螺线管产生的磁场与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场，管外则逐渐减弱。通电直导线产生的磁场是以导线为轴的一系列同心圆，离导线越远的地方磁场越弱。02电流在磁场中受力分析洛伦兹力公式方向判断洛伦兹力公式及方向判断使用左手定则，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平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。$F=qvBsintheta$，其中$q$是带电粒子电荷量，$v$是粒子速度，$B$是磁感应强度，$theta$是$v$和$B$之间的夹角。安培环路定理磁场中无源区域的磁场强度沿任意闭合路径的线积分等于穿过此路径所限定面积的电流总和的$mu_0$倍。应用举例计算长直导线、无限长螺线管、载流圆线圈等电流分布产生的磁场。安培环路定理应用举例当带电粒子以速度$v$与磁感应强度$B$的夹角$theta$不等于0°或180°射入匀强磁场时，粒子将做匀速圆周运动。运动轨迹粒子做匀速圆周运动的半径$r=frac{mv}{qB}$，周期$T=frac{2pim}{qB}$。半径和周期带电粒子在匀强磁场中运动规律霍尔效应原理及应用霍尔效应原理当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两端产生电势差。应用利用霍尔效应可以测量磁场、电流、电子浓度等物理量，在自动化技术、检测技术、电子技术和计算机技术等领域得到广泛应用。03磁场对导线作用力分析安培力公式F=BILsinθ，其中B为磁感应强度，I为导线中电流强度，L为导线在磁场中的有效长度，θ为B与I之间的夹角。方向判断利用左手定则进行判断，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平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。安培力公式及方向判断当导线与磁场方向成一定角度时，可将磁感应强度B分解为垂直于电流方向和平行于电流方向两个分量，其中垂直于电流方向的分量对电流产生安培力作用。当导线与磁场方向垂直时，导线受到的安培力最大，为F=BIL。当导线与磁场方向平行时，导线不受安培力作用。导线在匀强磁场中运动规律电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。电磁炮原理简介超导材料具有零电阻和完全抗磁性两个基本特性，在磁场中会产生很多奇特的现象和应用。超导材料可用于制造超导磁体，用于产生强磁场。由于超导材料在超导状态下具有零电阻特性，因此可以制造出无损耗的超导线圈，从而产生极强的磁场。这种强磁场在科学研究、医疗诊断和治疗等领域有着广泛的应用。超导材料在磁场中应用04电磁感应现象与规律

法拉第电磁感应定律内容法拉第电磁感应定律指出，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，即e=-nΔΦ/Δt。法拉第电磁感应定律是电磁学中的基本定律之一，揭示了电与磁之间的内在联系。楞次定律指出，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。具体表现为：当磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。楞次定律是判断感应电流方向的重要依据。楞次定律内容当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的磁通量也会发生变化，从而在线圈自身中产生感应电动势。这种由线圈自身电流变化而产生的感应电动势称为自感电动势。自感现象当两个线圈相互靠近时，一个线圈中的电流变化会在另一个线圈中产生感应电动势。这种由一个线圈中电流变化而在另一个线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象。互感现象自感和互感现象解释VS当一块导体放在变化着的磁场中或者相对于磁场运动时，在这块导体中就会出现感应电流。由于导体内部处处可以构成回路，任意回路所包围的面积的磁通量都在变化，因此，这种电流在导体内自行闭合，形成涡旋状，故称为涡流。防止措施为了减小涡流，常采用相互绝缘的薄硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。这样可以大大增加回路电阻，减小涡流。涡流产生条件涡流产生条件及防止措施05交流电产生和描述方法交流电是由交流发电机产生的，其基本原理是电磁感应。当发电机的线圈在磁场中旋转时，线圈中的磁通量发生变化，从而在线圈中产生感应电动势和感应电流。这个感应电流的大小和方向都随时间作周期性变化，形成交流电。交流电的波形图是一种描述交流电随时间变化规律的图形表示方法。在波形图中，横轴表示时间，纵轴表示电流或电压的瞬时值。对于正弦交流电，其波形图呈现为正弦曲线。交流电产生原理波形图表示方法交流电产生原理及波形图表示方法最大值角频率初相位正弦交流电三要素：最大值、角频率、初相位正弦交流电的最大值是指在一个周期内电流或电压能够达到的最大瞬时值。它反映了交流电的振幅大小。角频率是正弦交流电的重要参数之一，它表示单位时间内相位角的变化量。角频率与交流电的周期和频率密切相关，其数值等于2π除以周期T或2π乘以频率f。初相位是指正弦交流电在t=0时刻的相位角。它反映了交流电的起始状态，对于不同的电路元件和电路结构，初相位可能有所不同。有效值和平均值概念辨析有效值是描述交流电做功能力大小的物理量。对于正弦交流电，其有效值等于最大值除以根号2。在电路分析和计算中，通常使用有效值来表示交流电的大小。有效值平均值是指在一个周期内，交流电电流或电压对时间的平均值。对于正弦交流电，由于其正负半周对称，因此其平均值为零。在实际应用中，平均值主要用于描述非正弦交流电的特性。平均值变压器工作原理电压变换关系变压器工作原理和电压变换关系变压器是利用电磁感应原理实现电压变换的电气设备。它由两个或多个互相绝缘的线圈绕在同一个铁芯上构成。当一侧线圈中通入交流电时，铁芯中产生交变磁通，从而在另一侧线圈中感应出电动势和电流。通过改变线圈的匝数比，可以实现电压的升高或降低。在理想情况下，变压器的电压变换关系遵循匝数比原则，即输出电压与输入电压之比等于两侧线圈匝数之比。同时，变压器的输入功率等于输出功率加上铁损和铜损等损耗功率。在实际应用中，还需要考虑变压器的效率、温升、绝缘等问题。06高考真题回顾与解题技巧总结032022年全国卷III第18题考查了磁场的性质以及磁感应强度的计算，需要掌握磁场的基本概念和公式。012022年全国卷I第24题考查了带电粒子在磁场中的运动，涉及洛伦兹力的应用以及圆周运动的相关知识。022022年全国卷II第21题考查了安培力的计算以及磁场对电流的作用，需要结合力学知识和电磁学知识进行综合分析。历年高考真题回顾01020304熟练掌握磁场的基本概