第八章第1讲磁场的描述 磁场对电流的作用.ppt

1、第1讲磁场的描述磁场对电流的作用,磁场力,强弱和方向,N极,3磁感线 在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点 的_一致 4几种常见的磁场 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图811所示) 图811,磁感应强度的方向,(2)地磁场 地磁场的N极在地球地理_附近，S极在地球地理 _附近，磁感线分布如图812所示 图812 地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球地理_指向地 理_；而竖直分量(By)则南北相反，在南半球垂直地面 _，在北半球垂直地面_ 在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度大小_，且方向水平_,南极,北极,南极,北极,向上,向下,相等,向北,(3)电流周围

2、的磁场,越弱,匀强磁场,越弱,5.匀强磁场 (1)磁感应强度大小_，方向_ (2)磁感线是相互_、分布_、方向相同的直线,(1)同一个磁感线分布图中，磁感线的疏密表示磁场的强弱 (2)没有磁感线的地方，并不表示该处没有磁场存在,处处相等,处处相同,平行,均匀,1关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是() A磁感线总是从磁体N极出发到磁体S极终止 B磁感线的疏密程度描述了磁场的强弱 C磁场中某点磁场方向与可以自由转动的小磁针在该点静止时N极所指的方向相同 D磁场中某处磁感应强度方向与通电导线在该处所受的安培力方向相同 【解析】在磁体内部磁感线是从磁体S极出发到N极，在磁体外部磁感线是从磁体N极到S

3、极，磁感线是闭合的曲线，故A错误；安培力的方向与磁感应强度方向和电流方向均垂直，所以D错误；磁场方向的确定是以自由转动的小磁针在该点静止时N极的指向来确定的；磁场的大小是由磁感线的疏密程度来确定的，所以B、C正确 【答案】BC,二、磁通量 1概念 在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向_的面积S 和B的乘积 2公式：_ 3单位：1 Wb_.,垂直,BS.,1_Tm2,图813 2如图813所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为() ABR2BBr2 CnBR2 DnBr2 【解析】磁通量与线圈匝

4、数无关，且磁感线穿过的面积为r2，故B项对 【答案】B,三、安培力的大小和方向 图814 1安培力的大小 如图814所示： (1)一般情况下：F_，其中为B与导线方向间 夹角 (2)当磁场B与电流垂直时：F _ (3)当磁场B与电流平行时：F_.,BILsin_,BIL,0,2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_进入，并 使四指指向_，这时拇指所指的方向就是通电 导线在磁场中所受_ (2)安培力的方向特点：FB，FI，即F垂直于_决 定的平面,掌心,电流的方向,安培力的方向,B和I,(1)F与B、I均垂直，但B与I不一

5、定垂直 (2)当B与I垂直时，导线所受安培力最大,3一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方向由左向右，如图815所示在导线以其中心点为轴转动90的过程中，导线受到的安培力() 图815 A大小不变，方向不变 B由零增大到最大，方向时刻变 C由最大减小到零，方向不变 D由零增大到最大，方向不变,【解析】开始时导线与磁场平行，导线所受安培力大小为零，当导线与磁场垂直时，导线所受安培力最大，故导线转动90的过程中，安培力由零增大到最大，因方向一定垂直于磁场与导线所决定的平面，故其安培力的方向不变，D正确 【答案】D,(1)电场强度的方向与电荷的受力方向相同或相反，而磁感应强度方向与

6、电流元受安培力方向垂直，满足左手定则 (2)电荷在电场中一定会受到电场力的作用，而电流在磁场中如果电流方向与磁场方向平行，则不受安培力的作用,关于磁感应强度，下列说法正确的是() A一小段通电导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零 B通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零 C放置在磁场中1 m长的通电导线，通过1 A的电流，受到的磁场力为1 N，则该处的磁感应强度就是1 T D磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同 【思路点拨】解答本题时应注意以下两点： (1)导线所受安培力的大小与导线的放置方向有关 (2)只有导线与磁场垂直时，公式FBIL才成立,

7、【解析】根据磁感应强度的定义，A选项对B选项通电导线(电流I)与磁场方向平行时，磁场力为零，磁感应强度不为零，B选项错C选项只有通电导线(电流I)与磁场方向垂直时，该处磁感应强度大小才为1 T，C选项错D选项B与F方向一定垂直，D选项错 【答案】A,图816 1(2012深圳模拟)如图816所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为() 【解析】由磁感线的疏密程度表示B的大小，因沿z轴方向B先减小后增大，故最有可能的为C图 【答案】C,1.基本思路 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感线分

8、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常用方法,图817 如图817所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是() A静止不动 B向纸外平动 CN极向纸外转动，S极向纸内转动 DN极向纸内转动，S极向纸外转动 【思路点拨】解答本题可按以下思路进行：,【解析】首先画出导线所在位置的磁感线分布情况如图所示，导线左边与右边的磁场方向不同，故把导线分为左右两部分由左手定则可知左边的导线受到向内的作用力，右边的导线受到向外的作用力，所以导线左边向内转动，右边向外转动，现在导线

9、固定，蹄形磁铁可以自由转动，磁铁的转动方向与导线的转动方向相反，所以蹄形磁铁的N极向外转动，S极向内转动，本题选C. 【答案】C,(1)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 (2)有时导体在安培力作用下会出现平动和转动，这时可以应用特殊位置法 (3)电流对磁体的作用力方向不易确定，可借助于牛顿第三定律，分析磁体对电流的作用力,图818 2(2010上海高考)如图818所示，水平桌面上放置一条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直当直导线中通入图中所示方向

10、的电流时，可以判断出() A弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小 B弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小 C弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大 D弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大,【解析】如图所示，画出直导线附近的条形磁铁的磁感线，由左手定则，直导线受到向下的安培力，由力的作用是相互的，条形磁铁受到向上的作用力故A正确 【答案】A,1.安培力的大小 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； 图819 (2)L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度； 如弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图819所示)，相应的电流方向沿L由始端流

11、向末端因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零,2通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路 (1)选定研究对象； (2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F安B、F安I； (3)列平衡方程或牛顿第二定律的方程式进行求解,(2011泉州模拟)如图8110所示，两平行金属导轨间的距离L0.40 m，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B0.50 T，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E4.5 V、内阻r0.50 的直流电源现把一个质量

12、m0.040 kg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10 m/s2.已知sin 370.60，cos 370.80，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,图8110,【思路点拨】解答本题时应注意以下三点： (1)导体棒中的电流可由闭合电路欧姆定律求解 (2)判断安培力的方向，画好导体棒受力图 (3)摩擦力应由物体的平衡条件列式计算,【答案】(1)1.5 A(2)0.30 N(3)0.06 N,图8111 3如图8111所示，质量为m

13、50 g，长l10 cm的铜棒，用长度也为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B1/3 T未通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度37 ，求此棒中恒定电流的大小,【答案】5 A,1(2011新课标全国高考)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是() 【解析】地磁场是从地理的南极附近出来，进入地理的北极附近，除两极外地表上空的磁场都具有向北的磁场分量，由安培定则，环形电流外部磁场方向向北可知，B正确A图地表上空磁场方向向南，故A错误C、D在地表上空产生的磁场方向是东西方向，故C、D错误 【答案】B,2(2011全国高考)如图8112所示，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能为零的点是() 图8112 Aa点Bb点Cc点Dd点,【解析】由安培定则画出a、b、c、d的磁感线的分布图，由图可知a、c两点的磁场方向相反，当B1B2时该点处的磁感应强度可能为零，又I1I2，故该点距I1距离应比I2大，故C正确，A、B、D均错误 【答案】C,图811