高中物理磁场及磁场对通电导线的作用精选文档.ppt
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1、高中物理磁场及磁场对通电导线的作用本讲稿第一页,共四十页磁磁场场(1)基本特性基本特性:磁:磁场对处场对处于其中的磁体、于其中的磁体、电电流和运流和运动电动电荷有荷有_的作用的作用(2)方向方向:小磁:小磁针针的的_所受磁所受磁场场力的方向力的方向磁感磁感应应强强度度(1)物理意物理意义义:描述磁:描述磁场场的的_和和_(2)大小大小:B (通通电导线电导线垂直于磁垂直于磁场场)(3)方向方向:小磁:小磁针针静止静止时时_的指向的指向(4)单单位位:特斯拉:特斯拉(T)磁磁场场、磁感、磁感应应强强度、磁通量度、磁通量(考考纲纲要求要求)21.磁磁场场力力N极极强强弱弱方向方向N极极本讲稿第二页
2、,共四十页匀匀强强磁磁场场(1)定定义义:磁感:磁感应应强强度的大小度的大小_、方向、方向_的磁的磁场场称称为为匀匀强强磁磁场场(2)特点特点匀匀强强磁磁场场中的磁感中的磁感线线是疏密程度相是疏密程度相同的、方向相同的平行直同的、方向相同的平行直线线磁通量磁通量(1)概念概念:在磁感:在磁感应应强强度度为为B的匀的匀强强磁磁场场中,与磁中,与磁场场方向方向_的面的面积积S与与B的乘的乘积积(2)公式公式:_.(3)单单位位:1 Wb_.34处处处处相等相等处处处处相同相同垂直垂直BS1 Tm2本讲稿第三页,共四十页磁感磁感线线(1)磁感磁感线线:在磁:在磁场场中画出一些有方向的曲中画出一些有方
3、向的曲线线,使曲,使曲线线上各点的上各点的_方向跟方向跟这这点的磁感点的磁感应应强强度方向一致度方向一致(2)条形磁条形磁铁铁和蹄形磁和蹄形磁铁铁的磁的磁场场磁感磁感线线分布分布磁感磁感线线通通电电直直导线导线和通和通电线电线圈周圈周围围磁磁场场的方向的方向(考考纲纲要求要求)1切切线线本讲稿第四页,共四十页2几种几种电电流的磁流的磁场场分布分布直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强、且距导线越远处磁场_与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场,管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极与S极,且离圆环中心越远,磁场_安培定则越弱越弱越弱越弱本讲稿第五页,共四十页直线电流的磁场通
4、电螺线管的磁场环形电流的磁场立体图横截面图纵截面图本讲稿第六页,共四十页安培力的大小安培力的大小(1)磁磁场场和和电电流垂直流垂直时时:F_.(2)磁磁场场和和电电流平行流平行时时:F0.安培力的方向安培力的方向(1)用左手定用左手定则则判定判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内并且都与手掌在同一个平面内让让磁感磁感线线从掌心从掌心进进入,并使四入,并使四指指向指指向_,这时这时拇指所指的方向就是通拇指所指的方向就是通电导线电导线在磁在磁场场中所中所受受_(2)安培力的方向特点安培力的方向特点:FB,FI,即,即F垂直于垂直于
5、_决定的平决定的平面面安培力、安培力的方向安培力、安培力的方向(考考纲纲要求要求)匀匀强强磁磁场场中的安培力中的安培力 (考考纲纲要求要求)21.BIL电电流的方向流的方向安培力的方向安培力的方向B和和I本讲稿第七页,共四十页本讲稿第八页,共四十页(2011长长春高三春高三检测检测)关于关于电场线电场线和磁感和磁感线线的的说说法正确的是法正确的是()A电场线电场线和磁感和磁感线线都是利用疏密表示都是利用疏密表示场场的的强强弱的弱的B电场线电场线是客是客观观存在的,而磁感存在的,而磁感线线是不存在的是不存在的C静静电场电场的的电场线电场线是不是不闭闭合的,而磁感合的,而磁感线线是是闭闭合的曲合的
6、曲线线D电场线电场线和磁感和磁感线线都可能相交都可能相交答案答案AC1本讲稿第九页,共四十页(2011杭州高三杭州高三检测检测)如如图图811所示,通所示,通电电直直导线导线右右边边有一个矩形有一个矩形线线框,框,线线框平面与直框平面与直导线导线共面,若使共面,若使线线框逐框逐渐远渐远离离(平平动动)通通电导线电导线,则则穿穿过线过线框的磁通量将框的磁通量将图图8112 ()A逐逐渐渐增大增大 B逐逐渐渐减小减小C保持不保持不变变 D不能确定不能确定解析解析离导线越远,电流产生的磁场越弱,穿过线圈的磁感线条数离导线越远,电流产生的磁场越弱,穿过线圈的磁感线条数越少,磁通量逐渐减小,故只有越少,
7、磁通量逐渐减小,故只有B正确正确答案答案B本讲稿第十页,共四十页关于磁感关于磁感应应强强度,下列度,下列说说法正确的是法正确的是 ()A一小段通一小段通电导线电导线放在放在B为为零的位置,那么它受到的磁零的位置,那么它受到的磁 场场力也一定力也一定为为零零 B通通电导线电导线所受的磁所受的磁场场力力为为零,零,该处该处的磁感的磁感应应强强度也一度也一 定定为为零零C放置在磁放置在磁场场中中1 m长长的通的通电导线电导线,通,通过过1 A的的电电流,受流,受 到的磁到的磁场场力力为为1 N,则该处则该处的磁感的磁感应应强强度就是度就是1 TD磁磁场场中某中某处处的的B的方向跟的方向跟电电流在流在
8、该处该处受到的磁受到的磁场场力力F的的 方向相同方向相同解析解析根据磁感根据磁感应应强强度的定度的定义义,A选项对选项对通通电导线电导线(电电流流I)与与磁磁场场方向平行方向平行时时,磁,磁场场力力为为零,磁感零,磁感应应强强度不度不为为零,零,B选项选项错错只有通只有通电导线电导线(电电流流I)与磁与磁场场方向垂直方向垂直时时,该处该处磁感磁感应应强强度大小才度大小才为为1 T,C选项错选项错B与与F方向一定垂直,方向一定垂直,D选项错选项错答案答案A3本讲稿第十一页,共四十页(2012武武汉汉模模拟拟)如如图图812所示,正方形所示,正方形线线圈圈abcd位于位于纸纸面内,面内,边长为边长
9、为L,匝数,匝数为为N,过过ab中点和中点和cd中中点的点的连线连线OO恰好位于垂直恰好位于垂直纸纸面向里的匀面向里的匀强强磁磁场场的右的右边边界上,磁感界上,磁感应应强强度度为为B,则则穿穿过线过线圈的磁圈的磁通量通量为为 ()图图8124答案答案A本讲稿第十二页,共四十页在匀在匀强强磁磁场场中某中某处处P放一个放一个长长度度为为L20 cm,通,通电电电电流流I0.5 A的的直直导线导线,测测得它受到的最大磁得它受到的最大磁场场力力F1.0 N,其方向,其方向竖竖直向上,直向上,现现将将该该通通电导线电导线从磁从磁场场中撤走,中撤走,则则P处处磁感磁感应应强强度度为为 ()A零零B10 T
10、,方向,方向竖竖直向上直向上C0.1 T,方向,方向竖竖直向上直向上D10 T,方向肯定不是,方向肯定不是竖竖直向上直向上5答案答案D本讲稿第十三页,共四十页通通电电矩形矩形线线框框abcd与与长长直通直通电导线电导线MN在同一平在同一平面内,如面内,如图图813所示,所示,ab边边与与MN平行平行关于关于MN的磁的磁场对线场对线框的作用力,下列框的作用力,下列说说法正法正确的是确的是 ()A线线框有两条框有两条边边所受的安培力方向相同所受的安培力方向相同B线线框有两条框有两条边边所受的安培力大小相等所受的安培力大小相等C线线框所受的安培力的合力方向向左框所受的安培力的合力方向向左D线线框所受
11、的安培力的合力方向向右框所受的安培力的合力方向向右图图8136解析解析由安培定则可知导线由安培定则可知导线MN在线框处所产生的磁场方向垂直在线框处所产生的磁场方向垂直于纸面向外,再由左手定则判断出于纸面向外,再由左手定则判断出bc边和边和ad边所受安培力大小边所受安培力大小相等,方向相反相等,方向相反ab边受到向右的安培力边受到向右的安培力Fab,cd边受到向左边受到向左的安培力的安培力Fcd.因因ab处的磁场强,处的磁场强,cd处的磁场弱,故处的磁场弱,故FabFcd,线,线框所受合力方向向右框所受合力方向向右答案答案BD本讲稿第十四页,共四十页(1)磁感磁感应应强强度由磁度由磁场场本身决定
12、,就像本身决定,就像电场电场强强度由度由电场电场本身决定一本身决定一样样,跟,跟该该位置放不放通位置放不放通电导线电导线、电电流的大小无关流的大小无关考点一考点一对对磁感磁感应应强强度的理解度的理解(3)磁感磁感应应强强度度B的定的定义义式也是其度量式式也是其度量式(4)磁感磁感应应强强度是矢量,其方向是放入其中的小磁度是矢量,其方向是放入其中的小磁针针静止静止时时N极极的指向,空的指向,空间间中磁中磁场场叠加,在某一点的磁叠加,在某一点的磁场场方向即方向即该该点的磁感点的磁感应应强强度的方向只有一个,即合磁度的方向只有一个,即合磁场场方向,方向,应应用平行四用平行四边边形定形定则则来求来求该
13、该点的磁感点的磁感应应强强度度本讲稿第十五页,共四十页关于磁感关于磁感应应强强度度B,下列,下列说说法中正确的是法中正确的是 ()A磁磁场场中某点中某点B的大小,跟放在的大小,跟放在该该点的点的试试探探电电流元的情流元的情 况有关况有关B磁磁场场中某点中某点B的方向,跟放在的方向,跟放在该该点的点的试试探探电电流元所受流元所受 磁磁场场力方向一致力方向一致C在磁在磁场场中某点的中某点的试试探探电电流元不受磁流元不受磁场场力作用力作用时时,该该点点 B值值大小大小为为零零D在磁在磁场场中磁感中磁感线线越密集的地方,磁感越密集的地方,磁感应应强强度越大度越大【典例【典例1】本讲稿第十六页,共四十页
14、答案答案D本讲稿第十七页,共四十页有两根有两根长长直直导线导线a、b互相平行放置,如互相平行放置,如图图814所示所示为为垂直于垂直于导线导线的截面的截面图图在在图图示的平面示的平面内,内,O点点为为两根两根导线连线导线连线的中点,的中点,M、N为为两根两根导导线线附近的两点,它附近的两点,它们们在两在两导线导线的中垂的中垂线线上,且与上,且与O点的距离相等若两点的距离相等若两导线导线中通有大小相等、中通有大小相等、方向相同方向相同【变变式式1】图图814的恒定的恒定电电流流I,则则关于关于线线段段MN上各点的磁感上各点的磁感应应强强度的度的说说法中正确法中正确的是的是 ()AM点和点和N点的
15、磁感点的磁感应应强强度大小相等,方向相同度大小相等,方向相同BM点和点和N点的磁感点的磁感应应强强度大小相等,方向相反度大小相等,方向相反C在在线线段段MN上各点的磁感上各点的磁感应应强强度都不可能度都不可能为为零零D在在线线段段MN上只有一点的磁感上只有一点的磁感应应强强度度为为零零本讲稿第十八页,共四十页解析解析两根两根导线导线分分别别在在M点和点和N点点产产生的磁感生的磁感应应强强度大小相等,度大小相等,方向相反,所以方向相反,所以M点、点、N点的磁感点的磁感应应强强度大小相等,方向相反,度大小相等,方向相反,选项选项B正确;正确;线线段段MN中点中点O的磁感的磁感应应强强度度为为零,零
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