高三物理第一轮复习 磁场磁感应强度安培力学案 新人教版

1、第一类，磁场，磁感应强度，安培力第一个层次：基层期待高考基础知识I .磁场知识解释(1)定义：磁体或带电导体周围有一种特殊物质，它可以传递磁体之间、磁体和带电导体之间以及带电导体之间的相互作用。这种特殊的物质叫做磁场。(2)基本特性：它对置于其中的磁体或电流施加力。(3)产生：永磁体周围有磁场；电流周围存在电流的磁效应。(4)方向：小磁针北极的力方向是小磁针静止时北极指向的方向，即磁场中该点的磁场方向。全力学习和应用1.如图所示，带负电的金属以角速度围绕轴线OO以恒定的速度旋转，并且小磁针在环的左轴线上的最终平衡位置是()A.北极垂直上升，北极垂直下降C.北极沿着轴向左，北极沿着轴向右分析：当

2、一个带负电的金属环旋转时，它会形成一个环形电流，然后产生一个磁场。当负电荷以恒定速度旋转时，它将产生与旋转方向相反的环形电流。根据安培定律，磁针上的磁场方向是沿着0轴的。因为磁针的北极指向磁场方向.回答：c。二、磁感应强度知识解释(1)定义：垂直于磁场方向施加到带电直导线上的安培力f与电流I和导线长度l的乘积i1的比值称为带电直导线的磁感应强度。(2)公式：B=F/IL(3)单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称Te，符号是T .(4)方向：它的方向是磁场方向，即小磁针静止时N极指向的方向。(5)物理意义：磁感应强度是表征磁场强度的物理量。注：磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由

3、磁场本身决定，与是否引入电流无关，因为当通电导线的方向不同时，其应力也不同。当定义磁感应强度时，公式中的f是直线垂直于磁场时的磁场力。磁感应强度的方向是磁场的方向，不是磁场的方向.如果空间中有多个磁场，空间中的磁场应该是由这些磁场叠加而成，某一点的磁感应强度为b，(矢量和)。全力学习和应用2.下列关于磁感应强度的陈述中，正确的是()A.磁感应强度是用来表示磁场强度的物理量B.如果带电导体的一小段在某一点不受磁场力的影响，该点的磁感应强度必须为零C.如果有一个长度为l、电流为I的导体，磁场中某处的磁场力为F，那么该处的磁感应强度一定为F/ILD.根据定义公式B=F/IL，电流I越大，导线L越长，

4、某一点的磁感应强度越小分析：磁感应强度B=的定义公式是用比值法定义的，但不能说B与F成正比，与IL成反比。磁场中某一点的磁感应强度仅由磁场本身决定，与通电导线的力度无关，与测试电流的大小和方向以及导线的长度无关。另一方面，带电导线在磁场中的力不仅与磁感应强度有关，还与导线通过的电流大小、长度和位置有关。答：答第三，磁感应线知识解释(1)定义：在磁场中画一些方向曲线，以及每个点的切线方向左手定则：这是一个在外磁场中确定带电导体应力方向的规则。它的内容是：伸出你的左手，使你的拇指垂直于其他四个手指，并与你的手掌在同一平面。把你的手放在磁场中，让磁感应线穿过你的手掌，让伸出的四个手指指向电流方向。那

5、么你的拇指指向的方向就是安培力方向，如图所示。(3)尺寸：F=BILsin注：该公式适用于均匀磁场中的导体，或B为常数范围内的导体。公式中的指磁场与电流方向之间的角度。公式中每个物理量的单位是N(F)、T(B)、A(I)和m(L)。应用公式F=BILsin时应注意：A.b一般是指均匀磁场的磁感应强度，如果是不均匀磁场，b应该是带电导线l所在位置的磁感应强度。B.L是有效长度，它应等于连接两端的直线的长度，相应的电流方向应沿等效长度L从起点流向终点，如图所示。对于任何形状的闭合导线，线圈的有效长度可以认为是零，即L=0，因此通电后均匀磁场中安培力的矢量和必须为零。全力学习和应用3.如图所示，电流

6、I通过垂直的虚线abc，ab=bc=L，虚线所在的平面垂直于均匀磁场，均匀磁场的磁感应强度为B，因此求出abc虚线上的安培力。分析：abc施加的安培力相当于交流(电流为I的交流直导线)施加的安培力，即F=BI(L)，方向也相当于交流电流，在文中判断为在垂直于交流的连线上，并向上倾斜。回答：商业智能(左)第二层次：通过技巧解读高考解决问题的技巧一、安培力下的动力学分析技术说明安培力作用下定性判断带电导线或线圈运动方向的几种基本方法1.电流元素分析法整个电流被平均分成许多线性电流元件。首先用左手定则判断施加在每个小电流元件上的安培力的方向，然后判断施加在整个电流上的安培力的合力的方向，从而确定导体

7、的运动方向。2.特殊位置分析法将带电导体转到便于分析的特殊位置，然后判断其安培力方向，从而确定移动方向。3.等效分析法环形电流可以相当于小磁针，条形磁铁也可以相当于环形电流，通电的螺线管可以相当于多个环形电流或条形磁铁。4.当前交互的结论分析电流产生磁场，磁场以安培力作用于电流，因此电流和电流之间也存在磁力关系。同方向的电流互相吸引，而反方向的电流互相排斥。在不同平面的海流相互作用下，它们倾向于旋转，转向同一个方向，并相互靠近。5.转化研究对象的方法电流和电流之间以及磁体和电流之间的相互作用应该满足牛顿第三定律。在定性分析磁体在电流磁场作用下的运动时，可以先分析磁体磁场中的电流力，然后根据牛顿

8、第三定律确定磁体的力，从而判断其运动方向。典型案例分析例1如图所示，一根没有重力的直带电导线水平放置在蹄磁铁的磁极正上方，导线可以自由转动。当图中所示方向的电流I施加到导线上时，导线的运动是(从顶部到底部看) ()A.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，同时上升分析：采用电流元素分析法：将线性电流作为OA和OB，画出几条典型的磁感应线。根据左手定则，可以判断出OA段是以安培力面向外，OB段是面向内C.从上往下看，线圈顺时针旋转，同时接近磁铁从上到下看，线圈逆时针旋转，同时靠近磁铁分析：环形电流相当于一个磁针，可以根据安培定律来判断磁针垂直于纸张表

9、面，其北极向内。根据磁铁对磁针的作用，很容易得到：从上到下，磁铁的S极会吸引N极，排斥磁铁的S极，所以线圈逆时针旋转，靠近磁铁。选择d .答：d .二、安培力下的静态分析技术说明关于安培力作用在带电导体上的综合问题大多是力平衡问题。与力学相比，只增加了一安培的力。在解题过程中，首先要准确地用左手定则来判断安培力的方向，然后用物体平衡的知识和规律来解题。解决问题的关键是学会将三维空间图转化为平面图，从而做出受力分析和受力分析图。典型案例分析实施例3将宽度l=0.25m米的金属框架固定在倾角=30的斜面上，连接电动势e=12v且无内阻的电池。质量为m=0.2kg的金属杆ab放置在垂直框架的相对两侧

10、，其与框架的动摩擦系数为=36。整个装置置于均匀磁场中，磁感应强度b=0.8t，垂直框架朝上。(假设杆上的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与杆之间的阻力不计，G取10 m/s2)分析：根据左手定则，安培力的方向沿斜面上升。随着变阻器被调整到不同的电阻值，金属棒中的电流是不同的，导致两种情况。当安培力小时，棒有下降趋势；当安培力较大时，杆倾向于向上滑动。当R大时，I小，安培力F小，杆上的摩擦力向上(图1)。当它刚刚平衡时，R最大，l mgcos-mgsin=0Rmax=4.8图1当R取小值时，I较大，安培力F较大，杆上的摩擦力向下(图2)。平衡时，R是最小的，并且-mgco-mg sin=0，导

11、致Rmin=1.6因此，r的取值范围应为1.6 r 4.83.安培力的瞬时作用和安培力做功技术说明1.安培力的瞬时作用实际上是在很短的时间 T内给予导体的一个冲量，使导线获得一个动量，f t=mv2.安培力做功的特性(1)安培力所做的功与路径有关。安培力所做的功可以是正的、负的或零，当绕着一个闭环时，不像重力和电场力，它们必须为零。(2)安培力做功的本质：它起着能量转换的作用，将电源的能量传递给带电的导线，但磁场本身不能提供能量。例如，导体ab在安培力的作用下运动，安培力做功的结果是将电能转化为导体的动能。只要安培力起作用，电能和其他形式的能量就会转换。典型案例分析例4如图所示，放置在水平桌面

12、上的U形金属导轨与电源串联。现在，两根相同质量的裸线L1和L2被放置在导轨上，并且方向垂直于导轨。导轨所在的平面具有向上的均匀磁场。当开关闭合时，两根导线向右移动，在水平地面上从导轨的右端相继脱落。它们的着陆位置和导轨右端之间的水平距离分别测量为s1和s2。关闭开关后：(1)安培力所做的功与L1和L2的比值是W1:W2；(2)通过L1和L2的电荷比率q1:q2。分析：(1)假设U形导轨的高度为H，棒会从导轨上掉下来做平抛运动，然后是棒平抛运动的初始速度v0=根据动能定理，当金属杆从k到离开导轨关闭时，其WF=mv02-0=mg其中WF的作品是由A.磁感应强度与通电导线上的磁场力f成正比，与电流强度和导线长度的乘积成反比B.当一小段带电导线在某处不受磁场力影响时，那里的磁感应强度必须为零C.磁感应强度的方向与f的方向一致D.B=适用于任何磁场，只要L短，I小。分析：磁感应强度由磁场本身决定，与置于磁场中的带电导线无关。如果带电导线平行于磁场方向放置，磁场力必须为零，但磁感应强度不一定为零。磁感应强度的方向被定义为小磁针的N极上的磁