物理一轮复习课件专题九第1讲磁场磁场对电流的作用

1、专题九磁场,续表,第 1 讲 磁场磁场对电流的作用,考点 1,磁场的基本概念,1磁场 (1)定义：存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特,殊形态的物质,磁体,通电导线,运动电荷,(2)基本特性：磁场对处于其中的_、_ 和_有磁场力的作用,(3)方向：在磁场中任一点，小磁针_极受力的方向，即 小磁针静止时_极所指的方向，就是该点的磁场方向 (4)磁现象的电本质：磁体的磁场和电流的磁场都是由电荷,的运动产生的,北,北,2磁感应强度 (1)定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安 培力 F安跟电流 I 和导线长度 L 的乘积的比值叫磁感应强度,(2)定义式：_.,(3)方向：就是磁场的方

2、向，即小磁针静止时北极所指的方,向，也是过该点的磁感线的_方向,切线,(4)磁感应强度是矢量，可描述磁场的强弱和方向,(5)单位：特斯拉，简称特，国际符号是 T,1 T1,N Am,.,3磁感线 (1)磁感线是在磁场中画出的一些有方向的曲线 (2)磁感线的分布可以形象地表示出磁场的强弱和方向，磁 感线的疏密表示磁场的_，磁感线上某点的_方,向就是该点的磁场方向,强弱,切线,闭合,S,S,(3)磁感线是永不相交的_ 曲线：在磁体外部，从,_极指向_极；在磁体内部，由_极指向_极,N,N,(4)注意：熟记条形磁体、蹄形磁体、直线电流、环形电流、,通电螺线管的磁感线分布状况,4磁通量,(1)定义：设

3、在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一个面积 为 S 且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度 B 与面积 S 的乘积， 叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通,(2)意义：穿过某一面积的磁感线条数的多少,(3)定义式：BScos,式中 Scos为面积S在垂直于磁场 方向的平面(中性面)上投影的大小，是 S 所在平面的法线方向 与磁场方向的夹角,(4)磁通量是标量，但是有正负，其正负表示与规定的正方 向(如平面法线的方向)是相同还是相反若磁感线沿相反方向 穿过同一平面,且正向磁感线条数为1，反向磁感线条数为2，,则总磁通量12.,相同,(5)单位：韦伯，符号是 Wb. 1 Wb1 Tm2. 5匀强磁场：

4、磁感应强度大小处处_、方向处 处_的磁场称为匀强磁场距离很近的两个异名磁 极之间的磁场、通电螺线管内部的磁场(边缘部分除外)以及平 行板电容器间的磁场，都可以认为是匀强磁场,相等,【跟踪训练】,1下列关于磁场的说法中，正确的是(),D,A只有磁体周围才存在磁场 B磁场是假想的，不是客观存在的 C磁场的方向就是小磁针静止时南极所指的方向 D磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过 磁场发生相互作用的,相互作用，所以 D 正确,解析：磁体和电流周围都能够产生磁场，A 错误；磁场的 本质是运动电荷产生的客观物质，B 错误；磁场的方向就是小 磁针静止时北极所指的方向，C 错误；在磁体或电流周围首

5、先 产生磁场，其次放入磁场中的磁体或电流将通过磁场与之发生,2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磁感应强度为零的位置，它所受 到的磁场力一定为零 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磁场中某处的磁感应强度 B 的方向跟电流在该处受到 磁场力 F 的方向相同,解析：根据磁感应强度的定义，A 正确；通电导线(电流 I ) 与磁场平行时，磁场力为零，B 错误；C 中结论成立的前提是 通电导线(电流 I )必须与磁场垂直，C 错误；B

6、与 F 方向一定 垂直，D 错误,答案：A,3(双选)关于磁感线，下列说法中正确的是(),A磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 B磁感线是磁场中客观存在的、肉眼看不见的曲线 C两条磁感线的空隙处不存在磁场，不同磁场所形成的 磁感线可以相交 D匀强磁场的磁感线是同向的、平行等间距的直线,解析：磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向， 所以 A 正确；磁感线是形象描绘磁场的假想曲线，可以用实验 来模拟，但是不存在的，B 错误；用磁感线的疏密反映磁场的 强弱，但不等于空隙处不存在磁场，磁场是充满某个区域的， 不同磁源产生的磁场在某一区域叠加合成，磁感线描绘的是叠 加后的合磁场，某处的

7、磁感应强度是唯一的，磁感线是不相交 的，C 错误；匀强磁场的强弱和方向都处处相同，磁感线是方 向相同的平行等间距的直线，D 正确,答案：AD,4(上海闸北区 2011 届高三期末)关于磁通量的概念，以,下说法中正确的是(),D,A磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的 B磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 C磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通 量也越大 D穿过线圈的磁通量为零，但该处的磁感应强度不一定 为零,考点 2,电流的磁效应,磁场对电流的作用,1电流磁效应：奥斯特发现了电流的磁效应，即电流周围 存在磁场，可用安培定则（即右手螺旋定则）判断电流的磁场 方向. 2磁场对

8、电流的作用 (1)安培力的大小：当IB时(90)，FmaxBIL；当IB 时(0)，Fmin0；当通电导线方向与磁场方向成角时， F安BILsin.,(2)特点：不仅与 B、I、L 有关，还与夹角有关；L 是有 效长度，不一定是导线的实际长度弯曲导线的有效长度 L 等 于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长,度 L0.,(3)安培力的方向：安培力的方向既与磁场方向垂直，又与 电流的方向垂直，即 F 总是垂直于 B 和 I 所在的平面，可以用 左手定则来判定,3右手螺旋定则与左手定则的比较,【跟踪训练】 5如图 911 所示，带负电的金属环绕轴 OO以角速 度 匀速旋转，在环左侧

9、轴线上的小磁针最后平衡的位置是,(),AN 极竖直向上 BN 极竖直向下,CN 极沿轴线向左 DN 极沿轴线向右,图 911,解析：带负电的金属环旋转，可形成环形电流，而产生磁 场，负电荷匀速旋转，会产生与旋转方向相反的环形电流，由 右手定则可知在磁针所处的磁场方向沿 OO 轴向左，由于磁 针 N 极指向为磁场方向，所以应选 C.,答案：C,6如图 912 所示，a、b、c 三枚小磁针分别放在通电 螺线管的正上方、管内和右侧当这些小磁针静止时，小磁针,N 极的指向是(),C,Aa、b、c 均向左 Ba、b、c 均向右 Ca 向左，b 向右，c 向右,Da 向右，b 向左，c 向右,解析：首先搞

10、清电流的方向，再根据安培定则判断螺线 管右侧相当于 N 极，左侧相当于 S 极，在外部磁感线由 N 极 指向 S 极，在内部磁感线由 S 极指向 N 极，所以小磁针的 N 极 a 向左，b 向右，c 向右，故选 C.,图 912,7如下列图所示，匀强磁场对电流 I 的作用力 F 的相互关,系(方向关系)，正确的是(,),A,解析：根据左手定则，A 正确,考点 3,涉及安培力的力学问题,1通电导线在安培力作用下运动情况的判定方法 (1)画出通电导线所在处的磁感线方向 (2)用左手定则判断各段通电导线所受安培力的方向 (3)确定导线的运动情况 2安培力作用下导线受力运动问题的处理步骤 (1)正确画

11、出导线受力的投影平面图(或侧视图) (2)结合物体的平衡条件、牛顿运动定律、欧姆定律等进行 分析解答,3物体在安培力作用下运动的分析方法,(1)电流元受力分析法：即把整段电流等效为很多段直流电 流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力方向，从 而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向 (2)特殊值分析法：把电流或磁体转到一个便于分析的特殊 位置(如转 90)后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向 (3)等效分析法：环形电流可以等效成条形磁体，条形磁体 也可以等效成环形电流，通电螺线管可等效成很多的环形电流 (4)推论分析法：两电流相互平行时无转动趋势，方向相同 相互吸引，方向相反

12、相互排斥；两电流不平行时有转动趋势,【跟踪训练】 8如图 913 所示，把轻质线圈用细线挂在磁铁 N 极 附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面，当线,),圈内通过图示方向的电流时，线圈运动的情况是( 图 913,A线圈向磁铁靠拢 C线圈不动,B线圈远离磁铁 D无法确定,解析：环形线圈可等效为一条形磁体，由安培定则可知， 图中的环形线圈其左侧为 S 极，右端为 N 极，由磁体相互之 间的作用可知两者彼此吸引，故线圈将向磁铁靠拢同理，也 可视磁体为环形通电线圈，即把磁体等效为与线圈通有同向电 流的线圈，而同向电流相互吸引，故两者彼此靠拢,答案：A,9(2010 年广东六校联考)一段长

13、0.2 m，通过 2.5 A 电流的 直导线，关于在磁感应强度为 B 的匀强磁场中所受安培力 F 的,情况，正确的是(,),C,A如果 B2 T，F 一定是 1 N B如果 F0，B 也一定为零 C如果 B4 T，F 有可能是 1 N D如果 F 有最大值时，通电导线一定与 B 平行 解析：当导线与磁场方向垂直放置时，FBIL，力最大， 当导线与磁场方向平行放置时，F0，当导线与磁场方向成任 意其他角度放置时，0FBIL，A、D 两项不正确，C 项正确； 磁感应强度是磁场本身的性质，与受力 F 无关，B 不正确,热点 1,安培定则和左手定则,【例 1】(2010 年上海卷)如图 914，水平桌

14、 面上放置一根条形磁铁,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,图 914,思路点拨：先对导线进行受力分析，利用左手定则判断出 导线受到磁铁的磁场力，然后根据力是相互作用的，得出磁铁 受到导线的磁场力方向,解析：由于磁铁的磁场对通电导线的作用，由左手定则可 判断直导线所受安培力方向向下，使弹簧的拉力增大，由于相 互作用，磁铁受到向上的作用，条形磁铁对

15、桌面的压力减小， A 正确 答案：A,【触类旁通】 1(双选，2011 年黄冈中学期中)如图 915 所示，在光 滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁 铁对水平面的压力为 N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒， 当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力,),为 N2 ，则以下说法正确的是( A弹簧长度将变长 B弹簧长度将变短 CN1N2 DN1N2,图 915,BC,解析：由条形磁体磁场分布可得出导线受力方向为斜向右,下，可知磁体受斜向左上的力,热点 2,安培力的应用,【例 2】(双选，2011 年上海卷)如图 916，质量为 m、 长为 L 的直导线用两绝缘细

16、线悬挂于 O、O,并处于匀强磁场 中当导线中通以沿 x 正方向的电流 I，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() 图 916,思路点拨：对通电导线受力分析当磁感应强度沿 z 正向 和沿悬线时，通电导线不能平衡而有加速度；当磁感应强度沿 y 正向时，通电导线受安培力竖直向上，且与重力平衡，即 mg BIL；当磁感应强度沿 z 负向时，安培力水平向外，导线在 重力、悬线拉力、安培力作用下平衡 答案：BC,【触类旁通】 2(2009 年全国卷)如图 917，一段导线 abcd 位于磁 感线强度大小为 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

17、、bc 和 cd 的长度均为 L，且abcbcd 135.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(,),图 917,答案：A,易错点 1,对磁感应强度的理解不到位造成错误,【例 1】把电流强度均为 I、长度均为 l 的两小段通电直导 线分别置于磁场中的 1、2 两点处时，所受磁场力的大小分别为,F1 和 F2，已知 1、2 两点磁感应强度的大小 B1B2，则(),AB1,F1 Il,BB2,F2 Il,CF1F2,D以上都不对,指点迷津：学物理不能只死记公式，而不理解公式的含义,置时，导线受到的安培力为零，但磁感应强度不为零,【纠错强化】,1.关于

18、磁感应强度的概念，以下说法中正确的有(),A.电流元 IL 在磁场中受力为 F,则磁感应强度 B 一定等于,F IL,B.电流元 IL 在磁场中受力为 F，则磁感应强度可能大于或,等于,F IL,C.磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大 D.磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力 方向相同,解析：判断磁感应强度的大小，需要在电流元受力最大的 前提下进行，选项 A、B 中的力 F 可能小于或等于最大受力，,其放置方向有关，因此电流元受力大的地方，磁感应强度不一 定大；磁场的方向规定为小磁针静止时 N 极所指的方向，与电 流元受力方向不相同综上所述，B 项正确,答案：B,易错点 2,忽略了磁通量的正负导致错误,【例 2】如图 918，通有恒定电流的导线与闭合金属框 ab