南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題八 第1講 磁場 磁場對電流的作用課件 新人教版

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1、專題八磁場考點內(nèi)容要求熱點1.磁場、磁感應(yīng)強度、磁感線1.縱觀近幾年高考，涉及磁場知識點的題目年年都有，考查與洛倫茲力有關(guān)的帶電粒子在勻強磁場或復(fù)合場中的運動次數(shù)最多，其次是與安培力有關(guān)的通電導(dǎo)體在磁場中的加速或平衡問題.2.本章知識常與電場、恒定電流以及電磁感應(yīng)、交變電流等章節(jié)知識聯(lián)系進(jìn)行綜合考查，是高考的熱點.3.本章知識與生產(chǎn)、生活、現(xiàn)代科技等聯(lián)系密切，如與對質(zhì)譜儀、回旋加速器、粒子速度選擇器、等離子體發(fā)電機、電磁流量計等高科技儀器的理解及應(yīng)用相聯(lián)系，在復(fù)習(xí)中應(yīng)做到有的放矢.2.通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向3.安培力、安培力的方向4.勻強磁場中的安培力5.洛倫茲力、洛倫茲力的方向6

2、.洛倫茲力公式7.帶電粒子在勻強磁場中的運動8.質(zhì)譜儀和回旋加速器第1講磁場磁場對電流的作用一、磁場1.磁場磁體電流運動電荷(1)定義：存在于_、_和_周圍空間的一種特殊形態(tài)的物質(zhì).磁體電流運動電荷(2)基本特性：磁場對處于其中的_、_和_有磁力的作用.N(北)N(北)(3)方向：在磁場中任一點，小磁針_極受力的方向，即小磁針靜止時_極所指的方向，就是該點的磁場方向.二、磁場的描述1.磁感應(yīng)強度(1)定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力 F安跟電流 I 和導(dǎo)線長度 L 的乘積 IL 的比值叫磁感應(yīng)強度.(2)定義式：_.(3)方向：就是磁場的方向，即小磁針靜止時北極所指的方切線

3、向，也是過該點的磁感線的_方向.(4)單位：特斯拉(T).2.磁感線強弱切線(1)特點：磁感線的分布可以形象地表示出磁場的強弱和方向 ， 磁感線的疏密表示磁場的 _ ， 磁感線上某點的_方向就是該點的磁場方向.(2)幾種常見磁場、磁感線的分布常見磁體的磁場(如圖 8-1-1 所示)圖 8-1-1項目通電直導(dǎo)線通電螺線管環(huán)形電流安培定則立體圖電流的磁場項目通電直導(dǎo)線通電螺線管環(huán)形電流橫截面圖縱截面圖（續(xù)表）勻強磁場：磁感應(yīng)強度大小處處_、方向處處_的磁場稱為勻強磁場.距離很近的兩個異名磁極之間的磁場、通電螺線管內(nèi)部的磁場(邊緣部分除外)以及平行板電容器間的磁場，都可以認(rèn)為是勻強磁場.勻強磁場的磁

4、感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線.相等相同【基礎(chǔ)檢測】1.(多選，2015 年新課標(biāo)卷)指南針是我國古代四大發(fā)明之一，關(guān)于指南針，下列說明正確的是()A.指南針可以僅具有一個磁極B.指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場C.指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾D.在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時指南針不偏轉(zhuǎn)答案：BC三、安培力1.大小BILsin BIL0(1)當(dāng) B 與 I 成角：F_.(2)當(dāng) B 和 I 垂直：F_.(3)當(dāng) B 和 I 平行：F_.2.方向電流安培力B、I(1)左手定則：伸開左手，使大拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi).讓磁感線從掌心

5、進(jìn)入，并使四指指向_的方向，這時大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受_的方向.(2)特點：FB，F(xiàn)I，即 F 垂直于_決定的平面.【基礎(chǔ)檢測】2.在下列各圖所示的四幅圖中，正確標(biāo)明通電導(dǎo)線所受安培力 F 方向的是()ABCD答案：B磁感線電場線不同點閉合曲線，外部 NS，內(nèi)部 SN起始于正電荷、終止于負(fù)電荷相似點形象描述場而引入的假想線，實際不存在疏密程度表示場的強弱切線方向表示場的方向不能相交(電場線在無電荷的空間不相交)考點1 對磁感線和磁感應(yīng)強度的理解重點歸納1.磁感線與電場線的比較2.對磁感應(yīng)強度的理解(1)磁感應(yīng)強度由磁場本身決定，就像電場強度由電場本身決定一樣，跟該位置放不放通

6、電導(dǎo)線無關(guān).物理量磁感應(yīng)強度 B電場強度 E物理意義描述磁場的力的性質(zhì)的物理量描述電場的力的性質(zhì)的物理量定義式大小決定由磁場決定，與檢驗電流無關(guān)由電場決定，與檢驗電荷無關(guān)3.磁感應(yīng)強度 B 與電場強度 E 的比較物理量磁感應(yīng)強度 B電場強度 E方向矢量，磁感線切線方向，小磁針 N 極受力方向矢量，電場線切線方向，放入該點的正電荷受力的方向場的疊加合磁感應(yīng)強度等于各磁場的磁感應(yīng)強度的矢量和合場強等于各個電場的場強的矢量和單位1 T1 N/(Am)1 V/m1 N/C(續(xù)表) 典例剖析A.a 處的磁感應(yīng)強度大小比 c 處的大B.b、c 兩處的磁感應(yīng)強度大小相等C.a、c 兩處的磁感應(yīng)強度方向相同D

7、.b 處的磁感應(yīng)強度為零圖 8-1-2思維點撥：首先用安培定則判斷每根直線電流的磁場方向，然后再根據(jù)磁場的疊加進(jìn)行判斷.解析：由右手定則可以判斷，a、c 兩處的磁場是兩電流在a、c 處產(chǎn)生的磁場相加，但 a 距離兩導(dǎo)線比 c 近，故a 處的磁感應(yīng)強度大小比 c 處的大，A 正確；b、c 與右側(cè)電流距離相同，故右側(cè)電流在此兩處產(chǎn)生的磁場等大反向，但因為左側(cè)電流在此兩處產(chǎn)生了大小不同、方向相同的磁場，故b、c 兩處的磁感應(yīng)強度大小不相等，B 錯誤；由右手定則可知，a 處磁場垂直紙面向里，c 處磁場垂直紙面向外，C 錯誤；b 與兩導(dǎo)線距離相等，故兩磁場疊加為零，D 正確.答案：AD【考點練透】1.(

8、2015 年北京朝陽區(qū)期末)如圖 8-1-3 中 a、b、c 所示為三根與紙面垂直的長直導(dǎo)線，其橫截面位于等邊三角形的 3 個頂點上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示.則在三角形)中心 O 點處的磁感應(yīng)強度(A.方向向左B.方向向右C.方向向下D.大小為零圖 8-1-3解析：根據(jù)右手螺旋定則，電流 a 在O 點產(chǎn)生的磁場平行于 bc 向右，電流 b 在 O 點產(chǎn)生的磁場平行于 ac 指向右下方，電流 c 在 O 點產(chǎn)生的磁場平行于 ab 指向右上方；由于三根導(dǎo)線中電流大小相同，到 O 點的距離相同，根據(jù)平行四邊形定則，合場強的方向向右，故 A、C、D 錯誤，B 正確.答案：B考點2安培力

9、的分析與計算重點歸納1.對公式 FBIL 的運用(1)B 與 L 垂直.(2)式中 L 是有效長度.彎曲導(dǎo)線的有效長度 L 等于在垂直磁場平面內(nèi)的投影中兩端點所連直線的長度(如圖 8-1-4 所示)，相應(yīng)的電流方向沿 L 由始端流向末端.任意形狀的閉合線圈，其有效長度 L0，故通電后在勻強磁場中受到的安培力的矢量和一定為零.圖 8-1-4(3)B 并非一定是勻強磁場，但一定是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度.2.安培力做功的實質(zhì)能量的轉(zhuǎn)化(1)安培力做正功：將電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的動能及其他形式的能.(2)安培力做負(fù)功：將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能. 典例剖析例 2：(2014 年江西南昌調(diào)研)水平面上有 U 形

10、導(dǎo)軌 NM、PQ，它們之間的寬度為 L，M 和 P 之間接入電源，現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為 m 的金屬棒 ab，棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為(滑動摩擦力略小于最大靜摩擦力)，通過棒的電流強度為 I，并加一個范圍較大的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為 B，方向垂直于金屬棒 ab，與垂直導(dǎo)軌平面的方向夾角為，如圖 8-1-5 所示，金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為 g，則金)屬棒所受的摩擦力大小為(A.BILsin C.(mgBILsin )圖 8-1-5B.BILcos D.(mgBILcos )解析：金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，其合力為零，對其進(jìn)行受力分析，如圖8-1-6所示，在水平方向有BILcos Ff0，

11、FfBILcos ，選項 B 正確，選項 A、C、D 錯誤.圖 8-1-6答案：B備考策略：解答有關(guān)安培力的問題時，正確分析物體的受力情況仍是解題的關(guān)鍵.【考點練透】2.如圖 8-1-7 所示，AC 是一個用長為 L 的導(dǎo)線彎成的以 O為圓心的四分之一圓弧，將其放置在與平面 AOC 垂直的磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場中.當(dāng)在該導(dǎo)線中通以由 C 到 A，大小為 I)的恒定電流時，該導(dǎo)線受到的安培力的大小和方向是(A.BIL，平行于 OC 向左圖 8-1-7方向由左手定則判斷，應(yīng)為垂直 AC 的連線指向左下方，因此選項 C 正確.答案：C3.(2015 年江蘇卷)如圖 8-1-8 所示，用天平測量

12、勻強磁場的磁感應(yīng)強度，下列各選項所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長 NM 相等，將它們分別掛在天平的右臂下方，線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)，若磁場發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是()圖 8-1-8ABCD答案：A電流元法分割為電流元安培力方向整段導(dǎo)體合力方向運動方向特殊位置法 在特殊位置安培力方向運動方向等效法環(huán)形電流小磁針通電螺線管或多個環(huán)形電流條形磁鐵結(jié)論法同向電流互相吸引，異向電流互相排斥轉(zhuǎn)換研究對象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向考點

13、3安培力作用下導(dǎo)體的運動重點歸納研究通電導(dǎo)線運動的常用方法 典例剖析例 3：如圖 8-1-9 所示，一通電直導(dǎo)線位于蹄形磁鐵的磁極)的正上方，當(dāng)通以電流 I 時，試判斷導(dǎo)線的運動情況(A.由上往下看導(dǎo)線，逆時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動B.由上往下看導(dǎo)線，順時針轉(zhuǎn)動的同時向上運動圖 8-1-9C.由上往下看導(dǎo)線，逆時針轉(zhuǎn)動的同時向上運動D.由上往下看導(dǎo)線，順時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動思維點撥：采用電流元受力分析法，在導(dǎo)體中取三段電流元，用左手定則判斷它們所受安培力方向，從而確定導(dǎo)線的運動情況.解析：由蹄形磁鐵磁場的立體分布，知道磁感線從 A 端向上穿過，再從 B 端向下穿過.由左手定則可知，A 端受向外的

14、安培力，B 端受向內(nèi)的安培力.導(dǎo)線開始轉(zhuǎn)動后，電流有向里的分量，在向右的磁場中，受到向下的安培力.故由上往下看導(dǎo)線，逆時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動.故選 A.答案：A【考點練透】4.(多選，2016 年黑龍江牡丹江期中)如圖 8-1-10 所示，在勻強磁場 B 的區(qū)域中有一光滑斜面體，在斜面體上放了一根長為 L，質(zhì)量為 m 的導(dǎo)線，當(dāng)通以如圖方向的電流 I 后，導(dǎo)線恰)能保持靜止，則磁感應(yīng)強度 B 必須滿足(圖 8-1-10答案：CD5. 一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖 8-1-11 所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運動且通以由 a到 b 的電流，則關(guān)于導(dǎo)線 ab 受磁場力后的運動情況，下列說法正確的是()A.從上向下看順時針轉(zhuǎn)動并靠近螺線管B.從上向下看順時針轉(zhuǎn)動并遠(yuǎn)離螺線管圖 8-1-11C.從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并遠(yuǎn)離螺線管D.從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并靠近螺線管答案：D