2022年高中物理一轮复习教案磁场磁场力.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -专题九磁场 考纲展现命题探究考点一磁场磁场力基础点学问点 1磁场、磁感应强度、磁感线 1 磁场1基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用.2方向:小磁针静止时N 极所指的方向,即是N 极所受磁场力的方向.2 磁感应强度1物理意义:描述磁场的强弱和方向.2定义式: B F 通电导线垂直于磁场.单位:特斯拉. IL3方向:小磁针静止时N 极的指向.3 磁感线1 磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一样.2两种常见磁铁的磁感线分布,如图甲、乙所示
2、.3几种电流四周的磁场分布直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 16 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_无磁极、非匀强,且距特点导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相 似,管内为匀强磁场且磁场由 S N,管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N 极和 S 极,且离圆环中心越远,磁场越弱可编辑资料 -
3、- - 欢迎下载精品_精品资料_安培定就立体图横截面图纵截面图4匀强磁场在磁场的某些区域内,磁感线为等间距的平行线,如下列图.4 的磁场可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 16 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -1的磁场的N 极在的理南极邻近,的磁场的S 极在的理北极邻近,磁感线分布如图所示.2的磁场 B 的水平重量 B x总是从的理南极指向的理北极,而竖直重量B y ,在南半球垂
4、直的面对上,在北半球垂直的面对下.赤道处的的磁场沿水平方向指向北.5 安培分子电流假说1 内容:在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流 分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极.2该假说能够说明磁化、去磁等现象.3分子电流的实质是原子内部带电粒子在不停的运动.学问点 2安培力1 安培力的方向1左手定就:伸开左手,让拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内. 让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.2两平行的通电直导线间的安培力:同向电流相互吸引,异向电流相互排斥.2 安培力的大小F
5、BIL sin其中 为 B 与 I 之间的夹角 .如下列图:1I B 时, 0 或 180 ,安培力F 0. 2I B 时, 90,安培力最大,FBIL .3 磁电式电流表的工作原理磁电式电流表的原理图如下列图.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 16 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -1磁场特点方向:沿径向匀称辐射的分布,如下列图.大小:在距轴线等距离处的磁感应强度大小相等.2安
6、培力的特点方向:安培力的方向与线圈平面垂直.大小:安培力的大小与通过的电流成正比.3表盘刻度特点由于导线在安培力作用下带动线圈转动,螺旋弹簧变形,抵抗线圈的转动,电流越大, 安培力越大,形变就越大,所以指针偏角与通过线圈的电流I 成正比,表盘刻度匀称.重难点一、对磁感应强度的懂得及电磁场的对比1 懂得磁感应强度的三点留意事项F1磁感应强度由磁场本身打算,因此不能依据定义式B IL 认为 B 与 F 成正比,与IL成反比.2 测量磁感应强度时小段通电导线必需垂直磁场放入,假如平行磁场放入,就所受安培力为零,但不能说该点的磁感应强度为零.3磁感应强度是矢量,其方向为放入其中的小磁针N 极的受力方向
7、,也是小磁针静止时 N 极的指向.2 磁感应强度B 与电场强度E 的比较磁感应强度B电场强度E物理描述磁场的力的性质的物理量描述电场的力的性质的物理量意义定义式B F 通电导线与B 垂直 EF可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_方向大小打算IL磁感线切线方向, 小磁针 N 极受力方向 静止时 N 极所指方向 ,是矢量q电场线切线方向,正电荷受力方向,是矢量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由磁场打算,与检验电流无关由电场打算,与检验电荷无关因素可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_场的合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的叠加矢量和合电场强度等于各个电场的电场
8、强度的矢量和可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_单位1 T 1 N/Am1 V/m 1 N/C3.磁感线与电场线的比较可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 16 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -磁感线电场线为形象的描述磁场方向和相对强弱而假意义为形象的描述电场方向和相对强弱而假想的线想的线相可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_似方向点磁感线上各点的切线方向即
9、为该点的磁场方向,是磁针N 极的受力方向电场线上各点的切线方向即为该点的电场方向,是正电荷所受电场力的方向可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_疏密表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间不相交、不中断除电荷处,在空间不相交、不中断起始于正电荷或无穷远处 ,终止于无穷远处或负电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_不同点是闭合曲线特殊提示荷 ,不是闭合曲线可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1磁场对摸索电流所受磁场力F 0 时, B 不肯定为0.电场对电荷所受电场力F 0时, E 肯定为 0.2 磁感线和电场线事实上都不存在,都是为了讨论问题引入的假想曲线,化“ 无形
10、 ”为“ 有形 ”是物理讨论中常用的一种手段.二、磁场的叠加及电流的磁场1磁感应强度是矢量,既有大小,又有方向.多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单独存在时在该点磁感应强度的矢量和,应用平行四边形定就求解.2 求解有关合磁感应强度问题的关键1磁感应强度 由磁场本身打算.2合磁感应强度 等于各磁场的磁感应强度的矢量和满意平行四边形定就.3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.3 安培定就的应用在运用安培定就时应分清“因”和“果”,电流是“因”,磁场是“果”,既可以由 “因”判定“果”,也可以由“果”追溯“因”.缘由 电流方向 结果 磁
11、场方向 直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指4.直线电流产生的磁场的磁感应强度的特点直线电流产生的磁场的磁感应强度B k I,式中k 为常数, I 为导线中电流的大小,rr为空间某点到导线的距离.由此式可知:1对于给定的点,导线中的电流越大,该点的磁感应强度越大.2导线中的电流大小肯定时,离导线越近,磁感应强度越大.特殊提示1对于公式B kI 不作要求,但可以用此式定性分析和记忆许多问题. r2“” 表示磁感线垂直纸面对里.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 16 页 - - - - - - -
12、- - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -“ ” 表示磁感线垂直纸面对外.“ .”表示导线中电流方向垂直纸面对里. “”表示导线中电流方向垂直纸面对外.三、安培力及导体的动力学问题1 通电导体在磁场中受到的安培力1大小: F BIL .三者两两垂直. L 是有效长度, 即垂直磁感应强度方向的长度. 如弯曲导线的有效长度 L 等于两端点所连直线的长度 如图虚线所示 ,相应的电流方向沿 L 由始端流向末端. 由于任意外形的闭合线圈, 其有效长度为零, 所以闭合线圈通电后在匀强磁场中, 受到的安培力的矢量和为零
13、.2安培力的方向左手定就: 掌心 磁感线穿过手心.四指 指向电流的方向.大拇指 指向安培力的方向.2 有安培力作用下导体的动力学问题1通电导线在磁场中的平稳和加速问题的分析思路选定讨论对象:通电导线或通电导体棒变三维为二维,如侧视图、剖面图或俯视图等,并画出平面受力分析图,其中安培力的方向要留意F 安 B、F 安 I.列平稳方程或牛顿其次定律方程进行求解.2安培力做功的特点和实质安培力做功与路径有关,不像重力、电场力做功与路径无关.安培力做功的实质是能量转化 a安培力做正功时将电源的能量转化为导线的动能或其他形式的能. b安培力做负功时将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能.3
14、 求解关键电磁问题力学化.立体图形平面化.求解极值数学化.4 典型示例分析通电导体棒在磁场中的平稳问题是一种常见的力学综合模型,该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成.这类题目的难点是题图具有立体性,各力的方向不易确定.因 此解题时肯定要先把立体图转化为平面图,通过受力分析建立各力的平稳关系,如下图所示.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 16 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - -
15、- -详细思维流程如下:特殊提示1安培力F 的方向既与电流I 的方向垂直,也与磁场方向垂直,即安培力的方向垂直于电流方向与磁场方向所打算的平面,但电流方向与磁场方向不肯定垂直.2已知电流I 的方向和磁场方向可以确定安培力F 的方向,但假如只知道安培力F 的方向和磁场方向或电流方向 ,无法判定电流方向或磁场方向 .3 当电流方向跟磁场方向不垂直时,安培力的方向仍垂直于电流方向与磁场方向所打算的平面,所以仍可以用左手定就来判定安培力的方向,只是磁感线不垂直穿过掌心.四、安培力作用下导体的运动1 判定导体运动情形的基本思路判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势,第一必需弄清晰导体所在位置的磁场可
16、编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 16 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -磁感线分布情形, 然后利用左手定就精确判定导体的受力情形,进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向.2 五种常有的判定方法把整段导线分为直线电流元,先用左手定就判定每段电流元受力的方向,然后可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电流元法等效法 特殊位置法结论法转换讨论对象法判定整段导线所受合力的方向,
17、从而确定导线运动方向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,反过来等效也成立通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置,然后判定其所受安培力的方向,从而确定其运动方向同向电流相互吸引,异向电流相互排斥.两不平行的直线电流相互作用时,有转动到平行且电流方向相同的趋势分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题,可先分析电流在磁体产生的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可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_特殊提示1随着导体的运动,可能导体所处磁场情形会发生变化,使导体的受力发生新的变化, 因此在判定导体运动情形时,要用进展的观点判定
18、,不要焦急做出结论.2 在判定导体的运动情形时,五种判定方法并没有明显的界限,往往在一个问题中多种方法交汇使用.1思维辨析1小磁针 N 极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向.2磁场中的一小段通电导体在该处受力为零,此处B 肯定为零. IL3由定义式B F 可知,电流I 越大,导线L 越长,某点的磁感应强度就越小.4磁感线总是由N 极动身指向S 极. 5在磁场中磁感线越密集的的方,磁感应强度越大.6安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直,又跟电流方向垂直.7安培力肯定不做功.答案12 3 456 72图中 a、b、c 为三根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于等边三角形的3 个顶点上,导线中通有大
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