2019届高三物理（人教版）第一轮复习第九章第1节.ppt

1 1磁场磁场 磁体与磁体之间，磁体与磁体与磁体之间，磁体与 之之间，以及通电导体与通电导体之间的相互间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通过作用是通过 发生的。发生的。磁场力磁场力N N极极 (1)物理意义：描述磁物理意义：描述磁场的场的 和和 。 (2)定义式：定义式：B (通电导体垂直于磁通电导体垂直于磁场场)。 (3)方向：小磁针方向：小磁针 时时N极极的指的指向。向。 强弱强弱(4)(4)单位：单位：特斯拉特斯拉(T)(T)1T=1N/Am=1kgA1T=1N/Am=1kgA-1-1s s-2-2(5)(5)大小决定因素：大小决定因素：只由磁场本身决定只由磁场本身决定例例1下列说法中正确的是下列说法中正确的是 ()A电荷在某处不受电场力的作用，则该电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场处电场强度强度为零为零B一小段通电导线在某处不受磁场力作一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则用，则该处该处磁感应强度一定为零磁感应强度一定为零C表征电场中某点电场的强弱，是把一表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验个检验电荷电荷放在该点时受到的电场力与放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值检验电荷本身电荷量的比值D表征磁场中某点磁场的强弱，是把一表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通小段通电导电导线放在该点时受到的磁场力线放在该点时受到的磁场力与该小段导体长度和电流乘积的比值与该小段导体长度和电流乘积的比值 1 1磁磁感线：感线：在在磁场中画出一些有方向的磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各曲线，使曲线上各点的点的 方向跟这方向跟这点的磁感应强度方向一致。点的磁感应强度方向一致。2.2.常见的磁场常见的磁场 (1)(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布，布，如图所如图所示。示。切线切线二、磁二、磁感线感线和常见的和常见的磁场磁场（2）地）地磁场磁场 地地磁场的磁场的N极在地理极在地理 附近，地磁附近，地磁场的场的S极在地理极在地理 附近，磁感线分布如附近，磁感线分布如图所图所示。示。南极南极北极北极地地磁场磁场B的水平的水平分量分量(Bx)总是从地理南总是从地理南极指极指向向地理北极，而竖地理北极，而竖直分直分量量(By)，在南半球，在南半球垂直垂直地地面向上，在北半球垂直地面向下。面向上，在北半球垂直地面向下。赤道处的地磁场沿水平方向，指向北。赤道处的地磁场沿水平方向，指向北。想一想想一想 如图所如图所示，一束带电粒子沿水示，一束带电粒子沿水平方向的虚线飞过小磁针上方，并与小磁平方向的虚线飞过小磁针上方，并与小磁针方向平行，能使小磁针针方向平行，能使小磁针N极转极转向我们，向我们，那么这束带电粒子可能是如何运动的？那么这束带电粒子可能是如何运动的？如如果这束带电粒子是正果这束带电粒子是正离子，则向左飞行；如离子，则向左飞行；如果是负离子，则向右飞果是负离子，则向右飞行。行。奥斯特实验：奥斯特实验：（3 3）电）电流的磁场流的磁场直线电流的直线电流的磁场磁场通电螺线管的通电螺线管的磁场磁场环形电流的环形电流的磁场磁场特特点点无磁极、非无磁极、非匀强且距导匀强且距导线越远处磁线越远处磁场场 _与条形磁铁的与条形磁铁的磁场相似，管磁场相似，管内为内为_磁场磁场且磁性且磁性 ,管管外为非匀强外为非匀强磁场磁场环形电流的环形电流的两侧是两侧是N极极和和S极，且极，且离圆环中心离圆环中心越远，磁场越远，磁场_越弱越弱匀强匀强最强最强越弱越弱横截面图横截面图立体图立体图安培定则安培定则环形电流环形电流的磁场的磁场通电螺线通电螺线管的磁场管的磁场直线电流直线电流的磁场的磁场例例2 2、在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方在一根南北方向放置的直导线的正下方10cm10cm处放处放一个罗盘导线没有通电时罗盘的指针一个罗盘导线没有通电时罗盘的指针( (小磁针的小磁针的N N极极) )指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电可测定电流磁场的磁感应强度现已测出此地的地磁场水流磁场的磁感应强度现已测出此地的地磁场水平分量平分量B B5.05.010105 5 T T，通电后罗盘指针停在北，通电后罗盘指针停在北偏东偏东60 60 的位置由此测出该通电直导线在其正的位置由此测出该通电直导线在其正下方下方10 cm10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为处产生磁场的磁感应强度大小为（ ）A A5.05.010105 5 T T B B1.01.010104 4 T TC C8.668.6610105 5 T T D D7.077.0710105 5 T TC答案：答案：B想一想想一想 通电导线处在磁场中，导线一定受通电导线处在磁场中，导线一定受安培力吗？安培力的方向怎样判定？安培力吗？安培力的方向怎样判定？ 不一定。利用左手定则判断。不一定。利用左手定则判断。1 1安培力的方向安培力的方向 左左手定则：伸开手定则：伸开左手左手, ,让让拇指与其余四个手拇指与其余四个手指指 , ,并并且都与手掌在同一个平面内；让且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心磁感线从掌心进入进入, ,并并使四指使四指指向指向 的的方向方向, ,这时这时 所指的方向就是通电导线所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方在磁场中所受安培力的方向。向。 垂直垂直电流电流大拇大拇指指2 2安培力的大小安培力的大小 当当磁感应强度磁感应强度B B的方向与导线方向成的方向与导线方向成角角时，时，F F ，这是一般情，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：情况： (1)(1)当磁场与电流当磁场与电流 时，安培力时，安培力最大，最大，F Fmaxmax 。 (2) (2)当磁场与电流当磁场与电流 时，安培时，安培力等于零。力等于零。ILBsin垂直垂直ILB平行平行例例4 4如图所如图所示，长方示，长方形线形线框框abcdabcd通有电流通有电流I，放在直线电流，放在直线电流I附近附近，以，以下关于线框四下关于线框四个边受到安培力的说法个边受到安培力的说法正确的是正确的是( () )A A线框只有两个边受力，合力线框只有两个边受力，合力向左向左B B线框只有两个边受力，合力线框只有两个边受力，合力向右向右C C线框四个边都受线框四个边都受力，力，合合力力向左向左D D线框四个边都受线框四个边都受力，力，合合力向右力向右C四、安四、安培定培定则与左手定则则与左手定则1.安培定则的应用安培定则的应用 在运用安培定则判定直线电流和环形在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清电流的磁场时应分清“因因”和和“果果”。大拇指大拇指四指四指环形电流环形电流的磁场的磁场四指四指大拇指大拇指直线电流直线电流的磁场的磁场结果结果(磁场磁场绕向绕向)原因原因(电流电流方向方向)2 2磁场的叠加磁场的叠加 磁磁感应强度是矢量，计算时与力的计算感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解。解法进行合成与分解。 对于电流的磁对于电流的磁场的叠场的叠加应先根加应先根据安培据安培定则确定通电导线周围磁感线的定则确定通电导线周围磁感线的方向，磁方向，磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线线的切线方向，多方向，多个通电导体产生的磁场个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。例例4、如图所、如图所示，两根互相平行的长直导线过示，两根互相平行的长直导线过纸纸面上面上的的M、N两点，且与纸面垂直，导两点，且与纸面垂直，导线线中中通有大小相等、方向相反的电流通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在在M、N的连线上，的连线上，O为为MN的的中点，中点，c、d位位于于MN的中垂线上，且的中垂线上，且a、b、c、d到到O点的距点的距离均相等离均相等。试确定以上。试确定以上O、 a、b、c、d几点处几点处的的磁磁场方向。场方向。例例5、如图示、如图示，把，把一重一重力不计的通电直导线力不计的通电直导线水平放在蹄水平放在蹄形磁形磁铁两极的正上方，导线可铁两极的正上方，导线可以自由以自由转动转动，当导线通入图示方向电流，当导线通入图示方向电流I时，时，导线导线的运动情况是的运动情况是(从上从上往下往下)() A顺时针方向转动，同时下降顺时针方向转动，同时下降 B顺时针方向转动，同时上升顺时针方向转动，同时上升 C逆时针方向转动，同时下降逆时针方向转动，同时下降 D逆时针方向转动，同时上升逆时针方向转动，同时上升3 3、左手定则的应用、左手定则的应用A例例6如图所如图所示，示，在光在光滑水平面上一轻质弹滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一簧将挡板和一条形条形磁铁连接起来，此时磁磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为铁对水平面的压力为N1，现在磁铁左上方，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直位置固定一导体棒，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纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为为N2，则以下说法正确的是，则以下说法正确的是 ()A弹簧长度将变长弹簧长度将变长B弹簧长度将变短弹簧长度将变短CN1N2DN1I2；a、b、c、d为导线某一为导线某一横截横截面所在平面内的四面所在平面内的四点，且点，且a、b、c与两导与两导线截面共线；线截面共线；b点在点在两导线之间，两导线之间，b、d的连线与导线所在平面的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的垂直。磁感应强度可能为零的点是点是 ()Aa点点 Bb点点Cc点点 Dd点点C3.如如图所图所示，两个完全相同且相互绝缘、正示，两个完全相同且相互绝缘、正交的交的金属环，可沿轴线金属环，可沿轴线OO自由转动，现通自由转动，现通以图以图示方向电流，沿示方向电流，沿OO看去会发现看去会发现()AA环、环、B环均不转动环均不转动BA环将逆时针转动，环将逆时针转动，B环也逆时针转动，环也逆时针转动，两环相对不动两环相对不动CA环将顺时针转环将顺时针转动，动，B环也顺时针转环也顺时针转动，动，两两环相对不动环相对不动DA环将顺时针转环将顺时针转动，动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢环将逆时针转动，两者吸引靠拢D4如图所如图所示，平行于纸面示，平行于纸面水平水平向右的匀强向右的匀强磁场，磁感应强度磁场，磁感应强度B11 T。位于纸面内的。位于纸面内的细直导线，长细直导线，长L1 m，通有，通有I1 A的恒定电的恒定电流。当导线与流。当导线与B1成成60夹角时，发现其受到夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度强磁场的磁感应强度B2的可的可能值能值 ( ) BCD5 5在在地磁场作用下处于水平静地磁场作用下处于水平静止的止的小磁针小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转。当通过该导线电流为转。当通过该导线电流为I时，小磁针偏转时，小磁针偏转了了3030，问当发现小磁针偏转了，问当发现小磁针偏转了4545，通，通过该导线电流为过该导线电流为( (已知直导线在某点产生的已知直导线在某点产生的磁场的磁感应强度与通过直导线的电流成磁场的磁感应强度与通过直导线的电流成正正比比)()( ) )CA溶液做顺时针方向运动溶液做顺时针方向运动B溶液做逆时针方向运动溶液做逆时针方向运动C正离子沿圆形玻璃正离子沿圆形玻璃器皿器皿的的半径向边缘移动半径向边缘移动D.负负离子沿圆形玻璃离子沿圆形玻璃器皿的器皿的半径向中心移动半径向中心移动6如图所如图所示，把一示，把一个装个装有有Na2SO4导电溶液导电溶液的圆形玻璃的圆形玻璃器皿器皿放入磁场中，玻璃器皿的放入磁场中，玻璃器皿的中心中心放一放一个圆柱形电极，沿器皿边缘内壁个圆柱形电极，沿器皿边缘内壁放一个圆环形电极，把两电极分别与电池放一个圆环形电极，把两电极分别与电池的正、负极相连。从器皿上方往下看的正、负极相连。从器皿上方往下看(俯视俯视)，对于导电溶液和溶液中正、负离子的运动，对于导电溶液和溶液中正、负离子的运动，下列说法中正确下列说法中正确的是的是 ()A7 7如图所示如图所示, ,有两根长为有两根长为L L、质量为、质量为m m的细导体棒的细导体棒a、b b, ,a被水平放置在倾角为被水平放置在倾角为4545的光滑斜面上的光滑斜面上, ,b b被被水平固定在与水平固定在与a a在同一水平面的另一位置在同一水平面的另一位置, ,且且a、b b平行平行, ,它们之间的距离为它们之间的距离为x x. .当两细棒中均通以当两细棒中均通以电流强度为电流强度为I的同向电流时的同向电流时, ,a恰能在斜面上保持恰能在斜面上保持静止静止, ,则下列关于则下列关于b b的电流在的电流在a处产生的磁场的磁处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是感应强度的说法正确的是( () )A A方向向上方向向上B B大小为大小为mg/2LIC C要使要使a仍能保持静止，而减小仍能保持静止，而减小b b在在a处的磁感应强度，可使处的磁感应强度，可使b b上上移移D D若使若使b b下移，下移，a仍将保持静止仍将保持静止AC