（鲁京津琼）2020版高考物理总复习第九章磁场第1讲磁场的描述磁场对电流的作用课件.pptx

1、高考导航,第1讲磁场的描述磁场对电流的作用,知识排查,磁场、磁感应强度,1.磁场 (1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有_的作用。 (2)方向：小磁针的_所受磁场力的方向。,磁场力,N极,(1)物理意义：描述磁场的_和_。,2.磁感应强度,强弱,方向,(3)方向：小磁针静止时_的指向。 (4)单位：特斯拉(T)。,N极,3.匀强磁场,(1)定义：磁感应强度的大小_、方向_的磁场称为匀强磁场。 (2)特点：磁感线为疏密程度相同、方向相同的平行直线。,处处相等,处处相同,磁感线电流的磁场,1.磁感线及其特点 (1)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这点的_的

2、方向一致。 (2)特点 磁感线上某点的_方向就是该点的磁场方向。 磁感线的_定性地表示磁场的强弱。 磁感线是_曲线，没有起点和终点。 磁感线是假想的曲线，客观上_。,磁感应强度,切线,疏密,闭合,不存在,2.几种常见的磁场 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如下图所示),(2)电流的磁场,越弱,最强,越弱,在磁场的某些区域内，磁感线为_的平行线，如图所示。,(3)匀强磁场,同向等间距,安培力,1.安培力的大小 (1)磁场和电流垂直时：F_。 (2)磁场和电流平行时：F_。 2.安培力的方向 左手定则判断： (1)伸出左手，让拇指与其余四指_，并且都在同一个平面内。 (2)让磁感线从掌心进入，并使

3、四指指向_方向。 (3) _所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。,BIL,0,垂直,电流,拇指,小题速练,(1)1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。() (2)垂直磁场放置的线圈面积减小时，穿过线圈的磁通量可能增大。() (3)小磁针N极所指的方向就是该处磁场的方向。() (4)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强。() (5)将通电导线放入磁场中不受安培力，则该处的磁感应强度为零。() 答案(1)(2)(3)(4)(5),1.思考判断,答案B,2.关于磁感应强度B，下列说法正确的是(),3.(多选)指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说法正确的是() A.指

4、南针可以仅具有一个磁极 B.指南针能够指向南北，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 答案BC,答案C,4.人教版选修31P94T1改编下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是(),图1,5.为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。如图1为直线通道推进器示意图。推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：abc0.5 m0.4 m0.3 m。空间内存在由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B10.0 T、方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I1.0103 A，方向如图。则下列判断正确的是

5、(),A.推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0103 N B.推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为4.0103 N C.推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为3.0103 N D.推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为3.0103 N,解析磁场方向向下，电流方向向里，依据左手定则，则安培力方向向左，根据安培力公式FBIL4.0103 N，综上所述，故A正确，B、C、D错误。,答案A,安培定则的应用、磁场的叠加,1.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及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”。,2.磁场的叠加：磁感应强度为矢量，其合成与分解遵循平行四边形定则。,图2,答案AC,

6、1.如图3所示，把一根通电的硬直导线ab，用轻绳悬挂在通电螺线管正上方，直导线中的电流方向由a向b。闭合开关S瞬间，导线a端所受安培力的方向是(),图3,A.向上B.向下 C.垂直纸面向外D.垂直纸面向里,答案D,解析闭合开关S瞬间，由右手螺旋定则知螺线管右端为N极，左端为S极，螺线管在通电导线a端产生的磁场方向斜向左下方，由左手定则可知，导线a端所受安培力的方向垂直纸面向里，D正确。,图4,2.(2017全国卷，18)如图4，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点

7、处的磁感应强度为零，如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为(),答案C,安培力及安培力作用下导体运动情况的判断,1.安培力的方向 根据左手定则判断。 2.安培力公式FBIL的应用条件 (1)B与L垂直。 (2)L是有效长度。如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图5所示。,图5,3.通电导线在安培力作用下运动情况的判断方法,图6,【例2】 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6所示，如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则关于导线ab受磁场力后的运动情况，下列说法正确的是(),A.从上

8、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,方法二(结论法)结论1：两电流相互平行时无转动趋势，电流方向相同时相互吸引，电流方向相反时相互排斥。 结论2：两电流不平行时，将发生转动，有转到两电流相互平行且方向相同的趋势。 通电螺线管上部离导线近，所以只考虑这部分电流与导线的作用，此时螺线管相当于垂直纸面向里的直线电流，由上述结论可知导线ab受磁场力后(从上向下看)逆时针转动并靠近螺线管，选项D正确。,解析方法一(电流元法)由安培定则可判定通电螺线管产生的磁场方向，导线等效为Oa、Ob两电流元，由

9、左手定则可判定两电流元所受安培力的方向，如图所示，所以从上向下看导线逆时针转动，当转过90时再用左手定则可判定导线所受磁场力向下，即导线在逆时针转动的同时还要靠近螺线管，选项D正确。,答案D,1.(2019河北衡水中学调研)如图7所示，导体棒ab置于“U”型铁芯的两臂之间，铁芯绕上线圈组成一闭合回路，当电键闭合后，下列说法正确的是(),图7,A.“U”型铁芯的上臂为N极 B.导体棒受到的安培力方向竖直向下 C.滑动触头向左滑动时导体棒受到的安培力变大 D.只有在电键关闭和断开瞬间导体棒才受安培力,答案C,解析由电源正负极知电流方向为ba，再由螺旋定则知，“U”型铁芯下臂为N极，选项A错误；由左

10、手定则知ab棒受安培力向右，选项B错误；若滑片向左滑时R，I，B增大，F安BIL，选项C正确，D错误。,图8,2.(多选)通有电流的导线L1、L2、L3、L4处在同一平面(纸面)内，放置方式及电流方向如图8甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4可绕垂直纸面的中心轴O转动，则下列描述正确的是(),A.L2绕轴O按顺时针转动B.L2绕轴O按逆时针转动 C.L4绕轴O按顺时针转动D.L4绕轴O按逆时针转动,答案BC,解析题图甲中由安培定则，可知导线L1上方磁场垂直纸面向外，且离导线L1的距离越近，磁场越强，导线L2上每一小部分受到的安培力方向水平向右，但轴O下方导线所受安培力较大，所以L2绕

11、轴O按逆时针转动，选项A错误，B正确；题图乙中轴O上方导线L4所受安培力向右，轴O下方导线L4所受安培力向左，即L4绕轴O按顺时针转动，选项C正确，D错误。,安培力作用下导体的平衡或加速问题,分析通电导线在磁场中的平衡或加速问题的思路 (1)选定研究对象。 (2)受力分析时，变立体图为平面图，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，安培力的方向F安B、F安I。 如下图所示：,(3)列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解。,图9,【例3】 如图9所示，在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，环与磁场边界交点

12、A、B与圆心O连线的夹角为120，此时悬线的张力为F。若圆环通电，使悬线的张力刚好为零，则环中电流大小和方向是(),答案A,1.如图10所示，在竖直向上的匀强磁场中，金属棒ab两端由等长轻质软导线水平悬挂，平衡时两导线与水平面的夹角均为(90)，缓慢调节滑动变阻器的滑片位置以改变通过棒中的电流I。则下列四幅图象中，能正确反映与I的变化规律的是(),图10,答案A,解析对ab棒受力分析如图所示：,图11,A.弹体向左高速射出 B.I为原来的2倍，弹体射出的速度也为原来的2倍 C.弹体的质量为原来的2倍，射出的速度也为原来的2倍 D.轨道长度L为原来的4倍，弹体射出的速度为原来的2倍,2.(多选)

13、如图11所示为电磁轨道炮的工作原理图。待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之间无摩擦滑动。电流从一条轨道流入，通过弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与电流I成正比。通电的弹体在安培力的作用下离开轨道，则下列说法正确的是(),答案BD,安培力可以使通电导体在磁场中平衡、转动、加速，有时会涉及做功问题，在人们的生产、生活中及军事领域有广泛的应用，也是高考的热点问题。解答该类问题一般要用到平衡条件、牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律等有关知识。,科学态度与责任系列安培力作用下的STSE问题,1.(多选)(2016海南高考

14、，8)如图12甲所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音。俯视图乙表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面)，磁场方向如图中箭头所示，在图乙中 (),一、安培力在扬声器中的应用,图12,A.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里 B.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外 C.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里 D.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外,解析将圆形线圈看作由无数小段直导线组成，由左手定则可以判断，当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外，选项B正确，A错误；当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里，选项C正确，D错误。,答案BC,2.如图13所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平长度为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡，当地重力加速度为g，则磁感应强度B为()