2022年磁场描述磁场对电流应用 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 磁场考点内容要求考纲解读高磁场、磁感应强度、磁感线1. 磁感应强度、磁感线、安通电直导线和通电线圈四周磁场的方向 高考资源网 KS5U.COM培力、洛伦兹力的懂得及安培定就和左手定就的运用,安培力、安培力的方向一般以挑选题的形式显现匀强磁场中的安培力考资源网 KS5U.COM洛伦兹力、洛伦兹力的方向2安培力的大小运算,以洛伦兹力的公式及带电粒子在磁场中做匀带电粒子在匀强磁场中的运动速圆周运动的分析与计质谱仪和回旋加速器算一般以运算题的形式出说明: 1 安培力的运算只限于电流与磁感 应强度垂直的情形2 洛伦兹力的运算只限于速度与磁场方 向垂直的情
2、形 .现 高考资源网 3带电粒子在分立场、混 合场中的运动问题仍是本 章考查的重点内容,极易成 为试卷的压轴题 . K导学目标第 1 课时磁场的描述磁场对电流的作用.3.1. 会用安培定就判定电流四周的磁场方向.2. 会运算电流在磁场中受到的安培力会用左手定就分析解决通电导体在磁场中的受力及平稳类问题一、磁场、磁感应强度 基础导引 判定以下说法的正误 1 磁场和电场一样,是客观存在的物质 2 在地球北半球,地磁场的方向是向北且斜向下的3 磁极与磁极、磁极与电流之间的相互作用是通过磁场发生的,而电流与电流之间的相互作用是通过电场发生的 4 磁场中某点的B 的大小,跟放在该点的摸索电流元的情形有关
3、 5 无论在何处,小磁针的指向就是磁场的方向 6 磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度B 越大 学问梳理 1磁场的特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有 2磁场的方向:小磁针静止时 _所指的方向- 1 - / 15 _的作用名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3磁感应强度 1 物理意义:描述磁场的 _2 大小: B_ 通电导线垂直于磁场 3 方向:小磁针静止时 _的指向4 单位: _,简称 _,符号: _. 4磁通量1 概念:在匀强磁场中,与磁场方向_的面积 S 和磁感应强度B 的乘积2 公式: _. 3 单位
4、: 1 Wb_. 二、磁感线、通电导体四周的磁场的分布 学问梳理 1磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的 强度方向一样_方向跟这点的磁感应2条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布 如图 1 所示 图 1 3电流的磁场特点直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场无磁极、非匀强且距与_磁铁的磁场环形电流的两侧是相像,管内为 _N极和 S极,且离圆导线越远处磁场_磁场且磁场 _,管环中心越远,磁场外为 _磁场_ 安培定就立体图横截面图4. 磁感线的特点1 磁感线上某点的 _方向就是该点的磁场方向- 2 - / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 15 页精选
5、学习资料 - - - - - - - - - 2 磁感线的疏密定性地表示磁场的_,在磁感线较密的地方磁场_;在磁感线较疏的地方磁场较 _3 磁感线是 _曲线, 没有起点和终点由 S 极指向 N极在磁体外部, 从 N极指向 S 极;在磁体内部,4 同一磁场的磁感线不 _、不 _、不相切5 磁感线是假想的曲线,客观上不存在摸索 :磁感线与电场线有什么相同点与不同点三、安培力的大小和方向 基础导引 下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力,其中正确选项 学问梳理 1安培力的大小当磁感应强度B 的方向与导线方向成角时, F_,这是一般情形下的安培力的表达式,以下是两种特殊情形:1 当磁场与电流 _时
6、,安培力最大,FmaxBIL. 2 当磁场与电流 _时,安培力等于零2安培力的方向 1 安培力: _在磁场中受到的力2 左手定就: 伸开左手, 使拇指与其余四指_,并且都与手掌在同一个平面内让磁感线从掌心进入,并使四指指向 线在磁场中所受安培力的方向_的方向,这时 _所指的方向就是通电导3 两平行的通电直导线间的安培力:同向电流相互_,异向电流相互_摸索 :在磁场中某点的摸索电流元不受磁场力作用时,该点考点一 安培定就的应用和磁场的叠加考点解读B值大小就肯定为零吗?1高考对磁场基本学问的考查,往往同时考查多个方面,包括对磁感应强度的概念、安培定 就的应用、磁场的叠加和磁感线的懂得难度以中低档题
7、为主解题的关键是复习中对基- 3 - / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 本概念与学问的正确懂得与记忆2安培定就的应用 在运用安培定就判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“ 因” 和“ 果” .直线电流的磁场缘由 电流方向 结果 磁场绕向 大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指3. 磁场的叠加 磁感应强度是矢量,运算时与力的运算方法相同,利用平行四边形定就或正交分解法进行 合成与分解特殊提示 两个电流邻近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场 的磁感应强度叠加而成的典例剖析例 1 2022 大纲
8、全国卷15 如图2,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I 1和 I 2,且 I 1I 2;a、b、c、d 为导线某一横截 图 2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 A a点 Bb 点 Cc 点 Dd 点思维突破 1牢记判定电流的磁场的方法安培定就,并能娴熟应用,建立磁场的立体分布模型2在进行磁感应强度的叠加时,应留意是哪个电流产生的磁场,磁场方向如何跟踪训练 1 2022 新课标全国卷14 为了说明地球的磁性,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 引起的在以下四个图中,
9、正确表示安培假设中环形电 流方向的是 考点二 安培力作用下导体运动情形的判定 考点解读 1通电导体在磁场中的运动实质是在磁场对电流的安培力作用下导体的运动2明确磁场的分布和正确运用左手定就进行判定是解题的关键典例剖析- 4 - / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例 2 如图 3 所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极邻近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面当线圈内通以图中方向的电流后,线圈的运动情形是 图 3斜A线圈向左运动 B线圈向右运动C从上往下看顺时针转动 D从上往下看逆时针转动思维突破判定
10、安培力作用下导体运动情形的常用方法跟踪训练2 如图 4 所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于面的轻弹簧拉住而平稳,A为水平放置的直导线的截面,导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1;当导线中有垂直纸面对图 4 外的电流时,磁铁对斜面的压力为FN2,就以下关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确选项 A FN1FN2,弹簧的伸长量增大 D FN1FN2,弹簧的伸长量减小- 5 - / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 考点三 安培力的综合应用 考点解读 1安培力的综合应用,一般有两种情形,一是安培力作用下导体的平稳
11、和加速;二是与安培 力有关的功能关系问题安培力的综合应用是高考的热点,题型有挑选题,也有综合性的 运算题2处理这类问题,需弄清晰电流所在处的磁场分布情形要做好受力分析,搞清物体的受力 情形,然后利用牛顿运动定律或者功能关系求解,在受力分析时,有时要把立体图转换成平面图,转换时要标明B 的方向,以有利于确定安培力的方向L 是3安培力大小的运算公式FILB 是在磁感应强度B 与电流 I 垂直情形下的结果;式中有效长度,对通电直导线,是导线在磁场中的那段长度;对弯曲导线,当导线所在平面与 磁场方向垂直,且磁场为匀强磁场时,L 等于弯曲导线两端点连接直线的长度,如图 5 所 示,相应的电流方向沿 L
12、由始端流向末端图 5 典例剖析例3 如图 6 所示,两平行金属导轨间的距离L0.40 m,金属导图 6分轨所在的平面与水平面夹角 37 ,在导轨所在平面内,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 r 0.50 的直流电源现把一个质量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 37 0.60 ,cos 37 0.80 ,求:1 通过导体棒的电流;2 导体棒受到的安培力大小
13、;3 导体棒受到的摩擦力思维突破 求解通电导体在磁场中的力学问题的方法:1 选定讨论对象;2 变三维为二维,画出平面受力分析图,判定安培力的方向时切忌跟着感觉走,要用左手 F安B、F安I ;定就来判定,留意 3 依据力的平稳条件、牛顿其次定律列方程式进行求解跟踪训练3 倾角为 的导电轨道间接有电源,轨道上放有一根静图 7止的金属杆 ab. 现垂直轨道平面对上加一匀强磁场,如图 7 所示, 磁感应强度 B 逐步增加的过程中,ab杆受到的静摩擦力 A逐步增大 B 逐步减小C先增大后减小 D 先减小后增大- 6 - / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 15 页精选学习资
14、料 - - - - - - - - - 11. 导体变速运动时的安培力分析例 4 2022 四川理综20 如图8 所示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金属导体棒 a、b 垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好,匀强磁场垂直穿过导轨平面现用一平图 8行于导轨的恒力 F 作用在 a 的中点,使其向上运动如 b 始终保持静止,就它所受摩擦力可能 A变为 0 B先减小后不变C等于 F D先增大再减小解析 a 棒向上运动的过程中产生感应电动势 EBlv ,就 a、b 棒受到的安培力大小 F安 IlBB 2l2R. 对 a 棒依据牛顿其次定律有 2v Fmgsin mgcos B 2l2
15、Rma,由于速度 2vv 增大,所以加速度 a 减小当加速度 a0 时, v 达到最大值 vm,即 a 棒先做加速度逐步减小的加速运动,然后以 vm做匀速直线运动对 b 棒依据平稳条件有 mgsin Ff bB 2l2R,当 2vv 增大时, Ff b 减小;当 vmmgsin 2 R B 2l 时, Ff b0;当 vvm时,如棒 b 所受摩擦力仍沿斜面对上,就有 Ff b先减小后不变A、B 正确答案 AB 正本清源 此题的易错点在于有同学认为棒 b 所受的摩擦力肯定是先减小后增大,最终不变. 这是没有结合棒 a 的运动情形而对 b 所受摩擦力作出分析 . 由于棒 a 的最终速度大小未知,所
16、以就存在当棒 a 的速度达到最大速度时,棒 b 所受的摩擦力仍可能沿斜面对上,在这种情形下,棒 b 所受摩擦力就是始终减小最终不变,即 B 选项;而假如当棒 a 的速度达到最大速度时,棒 b 所受的摩擦力恰好减小到 0,这就是 A选项 .跟踪训练 4 如图 9 所示,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分, O点为圆弧的圆心两金属轨道之间的宽度为 0.5 m ,匀强磁场方向如图,大小为 0.5 T 质量为 0.05 kg 、长为 0.5 m 的 金属细杆置于金属轨道上的M点当在金属细杆内通以电流强度为 2 A 的恒定电流时,金属细杆可以沿杆向右由静止开头运0.75 N 图 9 动已知 MNOP1
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