【人教版】2014届高考物理总复习-第8章-第1讲-磁场及其描述-磁场对电流的作用课件(共57张PPT)解析.ppt

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1、【人教版】2014届高考物理总复习-第8章-第1讲-磁场及其描述-磁场对电流的作用课件(共57张PPT)解析考纲展示考纲展示1.磁场、磁感应强度、磁感线磁场、磁感应强度、磁感线()2.磁通量磁通量()3.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向通电直导线和通电线圈周围磁场的方向()4.安培力、安培力的方向安培力、安培力的方向()5.匀强磁场中的安培力匀强磁场中的安培力()复习目标复习目标1.了解各种常见磁场的磁感线分布情况，理解磁了解各种常见磁场的磁感线分布情况，理解磁感应强度、磁感线、地磁场等概念感应强度、磁感线、地磁场等概念2.掌握安培定则、左手定则，能确定安培力的大掌握安培定则、左手定则，能确

2、定安培力的大小和方向小和方向3.会分析通电导线在安培力作用下的运动会分析通电导线在安培力作用下的运动4.掌握含有安培力作用的力学问题的解题方法掌握含有安培力作用的力学问题的解题方法.知识点一磁场磁感应强度知识点一磁场磁感应强度1磁场磁场(1)基基本本特特性性：磁磁场场对对处处于于其其中中的的磁磁体体、电电流流和和运运动动电电荷荷有有 的作用的作用(2)方向：小磁针的方向：小磁针的 极所受磁场力的方向极所受磁场力的方向磁场力磁场力N强弱强弱 方向方向 静止静止 垂直垂直 BS 1 Tm2 1对磁感应强度的理解对磁感应强度的理解(1)磁感应强度磁感应强度B与电场强度与电场强度E的比较的比较(2)磁

3、感应强度的叠加磁感应强度的叠加两两个个电电流流附附近近的的磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度是是两两个个电电流流分分别别单单独独存存在在时时产产生生的的磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度叠叠加加而而成成的的若若两两个个电电流流在在某某处处产产生生的的磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度B1、B2不不在在同同一一直直线线上上时时，则则应应用用平平行行四边形定则进行矢量合成可求得该点的磁感应强度四边形定则进行矢量合成可求得该点的磁感应强度B.电电荷荷在在电电场场中中一一定定受受静静电电力力作作用用而而且且静静电电力力方方向向与与电电场场强强度度方方向向在在同同一一直直线线上上；而而电电流流在在磁磁场场中中

4、不不一一定定受受安安培培力力，若若受受安培力，则其方向与磁感应强度方向不能平行安培力，则其方向与磁感应强度方向不能平行2对磁通量的理解对磁通量的理解(1)对对BS的的理理解解：BS只只适适用用于于磁磁感感应应强强度度B与与面面积积S垂垂直直的的情情况况，当当S与与垂垂直直于于B的的平平面面间间的的夹夹角角为为时时，则则有有BScos，如图甲，如图甲(2)面面积积S的的含含义义：S不不一一定定是是某某个个线线圈圈的的真真正正面面积积，而而是是线线圈在磁场范围内的面积如图乙所示，圈在磁场范围内的面积如图乙所示，S应为线圈面积的一半应为线圈面积的一半(3)多多匝匝线线圈圈的的磁磁通通量量：磁磁通通量

5、量的的大大小小与与线线圈圈匝匝数数无无关关，因因为为不不论论线线圈圈匝匝数数多多少少，穿穿过过线线圈圈的的磁磁感感线线条条数数相相同同，而而磁磁感感线线条数可表示磁通量的大小条数可表示磁通量的大小(4)合磁通量求法合磁通量求法若若某某个个平平面面内内有有不不同同方方向向和和强强弱弱的的磁磁场场共共同同存存在在，当当计计算算穿穿过过这这个个面面的的磁磁通通量量时时，先先规规定定某某个个方方向向的的磁磁通通量量为为正正，反反方方向向的的磁磁通通量量为为负负，平平面面内内各各个个方方向向的的磁磁通通量量的的代代数数和和等等于于这这个个平面内的合磁通量平面内的合磁通量1关于磁感应强度关于磁感应强度B，

6、下列说法中正确的是，下列说法中正确的是()A磁磁场场中中某某点点B的的大大小小，跟跟放放在在该该点点的的试试探探电电流流元元的的情情况况有关有关B磁磁场场中中某某点点B的的方方向向，跟跟放放在在该该点点的的试试探探电电流流元元所所受受磁磁场力方向一致场力方向一致C在在磁磁场场中中某某点点的的试试探探电电流流元元不不受受磁磁场场力力作作用用时时，该该点点的的B值大小为零值大小为零D在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大2.矩矩形形线线圈圈abcd有有n匝匝，面面积积大大小小为为S，放放在在水水平平面面内内，加加一一个竖直向下的范围较大的匀强磁场，如图

7、所示，磁感应强度为个竖直向下的范围较大的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B.(1)若若线线圈圈从从图图示示位位置置绕绕ab边边转转过过60，则则穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量是多少？是多少？(2)若线圈绕若线圈绕ab边转过边转过180，则穿过线圈的磁通量是多少？，则穿过线圈的磁通量是多少？知识点二磁感线及几种常见的磁场知识点二磁感线及几种常见的磁场1磁感线磁感线在在磁磁场场中中画画一一些些曲曲线线，使使曲曲线线上上每每一一点点的的 方方向向都都跟跟这这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线就是磁感线点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线就是磁感线2磁感线的特点磁感线的特点(1)磁磁感感线线是是为

8、为了了形形象象地地研研究究磁磁场场而而人人为为 的的曲曲线线，并并不不是客观存在于磁场中的真实曲线是客观存在于磁场中的真实曲线切线切线假设假设不是客观存在于磁场中的真实曲线不是客观存在于磁场中的真实曲线(2)磁感线密的地方磁场磁感线密的地方磁场 ，磁感线疏的地方磁场，磁感线疏的地方磁场 (3)磁磁场场对对小小磁磁针针 极极作作用用力力的的方方向向叫叫做做磁磁场场方方向向，由由于于磁磁感感线线上上任任何何一一点点的的受受力力方方向向都都跟跟该该点点的的切切线线方方向向一一致致，所所以以磁磁场场方方向向、磁磁感感线线方方向向和和小小磁磁针针静静止止时时 极极所所指指的的方方向向，三三者者是是一致的

9、一致的(4)磁感线不能磁感线不能 ，也不能，也不能 (5)磁场中任何一条磁感线都是磁场中任何一条磁感线都是 曲线曲线强强弱弱NN相交相交相切相切闭合闭合3几种常见磁场的磁感线分布几种常见磁场的磁感线分布(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示如图所示)(2)几种电流周围的磁场分布几种电流周围的磁场分布(3)匀匀强强磁磁场场：在在磁磁场场的的某某些些区区域域内内，磁磁感感线线为为等等间间距距的的平平行线，如图所示行线，如图所示(4)地磁场地磁场地磁场的地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极极在地理北极附近，磁感线分布如图所示附近，磁感

10、线分布如图所示地地磁磁场场B的的水水平平分分量量(Bx)总总是是从从地地理理南南极极指指向向北北极极，而而竖竖直直分分量量(By)则则南南北北相相反反，在在南南半半球球垂垂直直地地面面向向上上，在在北北半半球球垂垂直直地面向下赤道处的地磁场沿水平方向，指向北地面向下赤道处的地磁场沿水平方向，指向北3.如如图图所所示示，一一束束带带电电粒粒子子沿沿着着水水平平方方向向平平行行地地飞飞过过小小磁磁针针上上方方时时，小小磁磁针针的的S极极向向纸纸内内偏偏转转这这一一束束带带电粒子可能是电粒子可能是()A向右飞行的正离子束向右飞行的正离子束B向左飞行的正离子束向左飞行的正离子束C向右飞行的负离子束向右

11、飞行的负离子束D向左飞行的负离子束向左飞行的负离子束 解解析析：由由安安培培定定则则可可知知，在在图图中中小小磁磁针针处处S极极向向内内，则则N极极向向外外，所所以以带带电电粒粒子子束束相相当当于于向向左左的的电电流流，所所以以B、C选选项项正正确确答案：答案：BC知识点三安培力的大小和方向知识点三安培力的大小和方向1大小大小(1)FILBsin(其中其中为为B与与I之间的夹角之间的夹角)(2)磁感应强度磁感应强度B的方向与电流的方向与电流I的方向垂直时的方向垂直时F .(3)磁感应强度磁感应强度B的方向与电流的方向与电流I的方向平行时的方向平行时F0.ILB2方向方向(1)用用左左手手定定则

12、则判判定定：伸伸开开左左手手，使使拇拇指指与与其其余余四四个个手手指指垂垂直直，并并且且都都与与手手掌掌在在同同一一个个平平面面内内；让让磁磁感感线线从从掌掌心心进进入入，并并使使四四指指指指向向 的的方方向向，这这时时 所所指指的的方方向向就就是是通通电电导导线线在在磁场中所受安培力的方向磁场中所受安培力的方向(2)安安培培力力的的方方向向特特点点：F B，F I，即即F垂垂直直于于B和和I决决定定的平面的平面(注意：注意：B和和I可以有任意夹角可以有任意夹角)电流电流拇指拇指1安培力的大小安培力的大小计计算算安安培培力力常常用用公公式式FBIL，要要求求两两两两垂垂直直，应应用用时时要要满

13、满足：足：(1)B与与L垂直；垂直；(2)L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度；是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度；如如弯弯曲曲导导线线的的有有效效长长度度L等等于于两两端端点点所所连连直直线线的的长长度度(如如图图所所示示)，相相应应的的电电流流方方向向沿沿L由由始始端端流流向向末末端端因因为为任任意意形形状状的的闭闭合合线线圈圈，其其有有效效长长度度为为零零，所所以以闭闭合合线线圈圈通通电电后后在在匀匀强强磁磁场场中中，受受到到的的安安培培力力的的矢矢量量和和为为零零2通电导体在安培力作用下运动的判断通电导体在安培力作用下运动的判断判判定定通通电电导导体体在在安安培培力力作作用用下

14、下的的运运动动或或运运动动趋趋势势，首首先先必必须须弄弄清清楚楚导导体体所所在在位位置置的的磁磁场场分分布布情情况况，然然后后利利用用左左手手定定则则判判定定导导体体的的受受力力方方向向，进进而而确确定定导导体体的的运运动动方方向向或或运运动动趋趋势势的的方方向现对几种常用的方法列表比较如下：向现对几种常用的方法列表比较如下：电流元法电流元法把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向从而确定导线运动方向特殊位置

15、法特殊位置法通电导线转动到某个便于分析的特殊位置时，判断其所受安通电导线转动到某个便于分析的特殊位置时，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向培力的方向，从而确定其运动方向等效法转换等效法转换环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立然后根据同极相斥、或多个环形电流，反过来等效也成立然后根据同极相斥、异极相吸判断相互作用情况异极相吸判断相互作用情况研究对象法研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题时，可先分析电流在磁体磁场中

16、所受的安培力，然后由牛顿时，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向所受合力及运动方向(1)安安培培力力的的方方向向与与磁磁感感应应强强度度的的方方向向垂垂直直，而而不不是是相相同同或或相反，这跟电场力与电场强度方向之间的关系是不同的相反，这跟电场力与电场强度方向之间的关系是不同的(2)某某些些导导体体在在安安培培力力作作用用下下可可能能会会出出现现平平动动与与转转动动同同时时发发生的情况生的情况4请请画画出出在在如如图图所所示示的的甲甲、乙乙、丙丙三三种种情情况况

17、下下，导导线线ab受受到的安培力的方向到的安培力的方向 答答案案：画画出出甲甲、乙乙、丙丙三三种种情情况况的的侧侧面面图图，利利用用左左手手定定则则判判定定出出在在甲甲、乙乙、丙丙三三种种情情况况下下，导导线线所所受受安安培培力力的的方方向向如如图图所示所示 5.将将一一个个质质量量很很小小的的金金属属圆圆环环用用细细线线吊吊起起来来，在在其其附附近近放放一一块块条条形形磁磁铁铁，磁磁铁铁的的轴轴线线与与圆圆环环在在同同一一个个平平面面内内，且且通通过过圆圆环环中中心心，如如图图所所示示，当当圆圆环环中中通通以以顺顺时时针针方方向向的的电电流流时时，从从上往下看上往下看()A圆环顺时针转动，靠

18、近磁铁圆环顺时针转动，靠近磁铁B圆环顺时针转动，远离磁铁圆环顺时针转动，远离磁铁C圆环逆时针转动，靠近磁铁圆环逆时针转动，靠近磁铁D圆环逆时针转动，远离磁铁圆环逆时针转动，远离磁铁解解析析：该该通通电电圆圆环环相相当当于于一一个个垂垂直直于于纸纸面面的的小小磁磁针针，N极极在在内内，S极极在在外外，根根据据同同极极相相互互排排斥斥，异异极极相相互互吸吸引引，可可得得C项项正正确确答案：答案：C (2012大大纲纲全全国国高高考考)如如图图，两两根根互互相相平平行行的的长长直直导导线线过过纸纸面面上上的的M、N两两点点，且且与与纸纸面面垂垂直直，导导线线中中通通有有大大小小相相等等、方方向向相相

19、反反的的电电流流a、O、b在在M、N的的连连线线上上，O为为MN的的中中点点，c、d位位于于MN的的中中垂垂线线上上，且且a、b、c、d到到O点点的的距距离离均均相相等等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是AO点处的磁感应强度为零点处的磁感应强度为零Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反两点处的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同两点处的磁感应强度大小相等，方向相同Da、c两点处磁感应强度的方向不同两点处磁感应强度的方向不同 解解析析：由由安安培培定定则则和和磁磁场场叠叠加加原原理理可可判判断断出出O点点处处的的

20、磁磁感感应应强强度度方方向向向向下下，一一定定不不为为零零，选选项项A错错误误；a、b两两点点处处的的磁磁感感应应强强度度大大小小相相等等，方方向向相相同同，选选项项B错错误误；c、d两两点点处处的的磁磁感感应应强强度度大大小小相相等等，方方向向相相同同，选选项项C正正确确；a、c两两点点处处磁磁感感应应强强度度的的方向相同，选项方向相同，选项D错误错误答案：答案：C 磁场的叠加和安培定则的应用的注意事项磁场的叠加和安培定则的应用的注意事项1根据安培定则确定通电导线周围磁感线的方向根据安培定则确定通电导线周围磁感线的方向2磁磁场场中中每每一一点点磁磁感感应应强强度度的的方方向向为为该该点点磁磁

21、感感线线的的切切线线方方向向3磁磁感感应应强强度度是是矢矢量量，多多个个通通电电导导体体产产生生的的磁磁场场叠叠加加时时，合合磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度等等于于各各场场源源单单独独存存在在时时在在该该点点磁磁感感应应强强度度的矢量和的矢量和【变变式式训训练练】1.(2011大大纲纲全全国国高高考考)如如图图，两两根根相相互互平平行行的的长长直直导导线线分分别别通通有有方方向向相相反反的的电电流流I1和和I2且且I1I2；a、b、c、d为为导导线线某某一一横横截截面面所所在在平平面面内内的的四四点点，且且a、b、c与与两两导导线线共共面面；b点点在在两两导导线线之之间间，b、d的的连连线线

22、与与导导线线所所在在平平面面垂垂直直磁磁感感应应强强度可能为零的点是度可能为零的点是()Aa点点 Bb点点Cc点点Dd点点解解析析：根根据据安安培培定定则则可可知知I1和和I2电电流流分分别别在在a处处产产生生的的磁磁场场方方向向为为垂垂直直ac连连线线向向上上和和向向下下，由由于于I1I2，且且I1电电流流与与a点点的的距距离离比比I2电电流流与与a点点距距离离要要小小，故故Ba1Ba2，则则a处处磁磁感感应应强强度度不不可可能能为为零零，A错错；两两电电流流在在b处处产产生生的的磁磁场场方方向向均均垂垂直直ac连连线线向向下下，故故B错错；I1和和I2电电流流分分别别在在c处处产产生生的的

23、磁磁场场方方向向为为垂垂直直ac连连线线向向下下和和向向上上，且且I1电电流流与与c点点的的距距离离比比I2电电流流与与c点点距距离离要要大大，故故Bc1与与Bc2有有可可能能等等大大反反向向，C对对；两两电电流流在在d处处产产生生的的磁磁场场方方向向一一定定成成某某一一夹角，且夹角一定不为夹角，且夹角一定不为180，D错错答案：答案：C 如如图图所所示示，条条形形磁磁铁铁放放在在光光滑滑斜斜面面上上，用用平平行行于于斜斜面面的的轻轻弹弹簧簧拉拉住住而而平平衡衡，A为为水水平平放放置置的的直直导导线线的的截截面面，导导线线中中无无电电流流时时磁磁铁铁对对斜斜面面的的压压力力为为FN1；当当导导

24、线线中中有有垂垂直直纸纸面面向向外外的的电电流流时时，磁磁铁铁对对斜斜面面的的压压力力为为FN2，则则下下列列关关于于压压力力和和弹弹簧簧的的伸伸长长量量的说法中正确的是的说法中正确的是 AFN1FN2，弹簧的伸长量增大，弹簧的伸长量增大DFN1FN2，弹簧的伸长量减小，弹簧的伸长量减小解解析析：采采用用“转转换换研研究究对对象象法法”：由由于于条条形形磁磁铁铁的的磁磁感感线线是是从从N极极出出发发到到S极极，所所以以可可画画出出磁磁铁铁在在导导线线A处处的的一一条条磁磁感感线线，此此处处磁磁感感应应强强度度方方向向斜斜向向左左下下方方，如如图图，导导线线A中中的的电电流流垂垂直直纸纸面面向向

25、外外，由由左左手手定定则则可可判判断断导导线线A必必受受斜斜向向右右下下方的安培力，方的安培力，由由牛牛顿顿第第三三定定律律可可知知磁磁铁铁所所受受作作用用力力的的方方向向是是斜斜向向左左上上方方，所所以以磁磁铁铁对对斜斜面面的的压压力力减减小小，即即FN1FN2，同同时时，由由于于导导线线A比比较较靠靠近近N极极，安安培培力力的的方方向向与与斜斜面面的的夹夹角角小小于于90，所所以以对对磁磁铁铁的的作作用用力力有有沿沿斜斜面面向向下下的的分分力力，使使得得弹弹簧簧弹弹力力增增大大，可可知知弹弹簧簧的伸长量增大，所以正确选项为的伸长量增大，所以正确选项为C.答案：答案：C【变变式式训训练练】2

26、.如如图图所所示示，用用细细橡橡皮皮筋筋悬悬挂挂一一轻轻质质线线圈圈，置置于于一一固固定定直直导导线线上上方方，线线圈圈可可以以自自由由运运动动当当给给两两者者通通以以图图示示电流时，线圈将电流时，线圈将()A靠近直导线，两者仍在同一竖直平面内靠近直导线，两者仍在同一竖直平面内B远离直导线，两者仍在同一竖直平面内远离直导线，两者仍在同一竖直平面内C靠近直导线，同时旋转靠近直导线，同时旋转90D远离直导线，同时旋转远离直导线，同时旋转90解解析析：由由安安培培定定则则知知，通通电电直直导导线线在在线线圈圈处处产产生生的的磁磁场场垂垂直直于于纸纸面面向向外外为为了了判判定定通通电电线线圈圈在在这这

27、一一磁磁场场内内的的受受力力方方向向，不不妨妨将将它它分分成成足足够够多多的的等等份份来来处处理理，这这样样每每一一小小段段便便可可看看作作是是一一小小段段通通电电直直导导线线结结合合左左手手定定则则可可判判定定出出各各段段受受力力皆皆背背离离圆圆心心，如图所示如图所示 但但由由于于直直线线电电流流的的磁磁场场不不均均匀匀，靠靠近近直直导导线线的的部部分分磁磁场场较较强强，因因而而线线圈圈靠靠近近直直导导线线的的部部分分受受力力较较大大考考虑虑对对称称性性特特点点，将将各各段段受受力力合合成成时时，合合力力方方向向一一定定竖竖直直向向下下，这这样样线线圈圈必必定定靠靠近直导线，并仍处于同一竖直

28、平面内近直导线，并仍处于同一竖直平面内答案：答案：A (2011上上海海高高考考)如如图图，质质量量为为m、长长为为L的的直直导导线线用用两两绝绝缘缘细细线线悬悬挂挂于于O、O，并并处处于于匀匀强强磁磁场场中中当当导导线线中中通通以以沿沿x正正方方向向的的电电流流I，且且导导线线保保持持静静止止时时，悬悬线线与与竖竖直直方方向向夹夹角角为为.则则磁感应强度方向和大小可能为磁感应强度方向和大小可能为 答案：答案：BC【变变式式训训练练】3.(2012天天津津高高考考)如如图图所所示示，金金属属棒棒MN两两端端由由等等长长的的轻轻质质细细线线水水平平悬悬挂挂，处处于于竖竖直直向向上上的的匀匀强强磁

29、磁场场中中，棒棒中中通通一一由由M向向N的的电电流流，平平衡衡时时两两悬悬线线与与竖竖直直方方向向夹夹角角均均为为.如如果仅改变下列某一个条件，果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是角的相应变化情况是()A棒中电流变大，棒中电流变大，角变大角变大B两悬线等长变短，两悬线等长变短，角变小角变小C金属棒质量变大，金属棒质量变大，角变大角变大D磁感应强度变大，磁感应强度变大，角变小角变小解解析析：根根据据安安培培力力公公式式，FBIL，棒棒中中电电流流变变大大，金金属属棒棒所所受受安安培培力力变变大大角角变变大大，选选项项A正正确确；两两悬悬线线等等长长变变短短，角角不不变变，选选项项B错错误误；金金属属棒棒质质量量变变大大，角角变变小小，选选项项C错错误误；磁磁感感应应强强度度变变大大，金金属属棒棒所所受受安安培培力力变变大大，角角变变大大，选选项项D错错误误答案：答案：A谢谢观赏谢谢观赏