核动力高三物理一轮复习磁场磁场磁场对电流的作用解析学习教案.pptx

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1、会计学1核动力高三物理一轮复习磁场磁场磁场对电核动力高三物理一轮复习磁场磁场磁场对电流流(dinli)的作用解析的作用解析第一页，共63页。第1页/共62页第二页，共63页。n n第1单元磁场磁场对电流(dinli)的作用第2页/共62页第三页，共63页。填一填填一填 1磁场磁场(1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷(dinh)有力的作用有力的作用(2)方向：小磁针的方向：小磁针的N极所受磁场力的方向极所受磁场力的方向第3页/共62页第四页，共63页。n n2磁感应强度n n(1)物理(wl)意义：描述磁场强弱和方向n n(2)定义式

2、：B(通电导线垂直于磁场)n n(3)方向：小磁针静止时 的指向n n(4)单位：，符号T.n n3磁通量n n(1)公式：.n n(2)适用条件：匀强磁场；S是垂直磁场并在磁场中的有效面积n n(3)单位：韦伯(韦)，符号：Wb,1 Wb1 Tm2.第4页/共62页第五页，共63页。n n1磁感线n n在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的方向都跟这点的磁感应强度的方向一致n n2几种常见(chn jin)的磁场n n(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)第5页/共62页第六页，共63页。n n(2)地磁场n n地磁场的N极在地理 附近，地磁场的S极在地理附近，磁感线分布如图所示n n地

3、磁场B的水平分量(Bx)总是(zn sh)从地理南极指向北极，而竖直分量(By)，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下，在赤道处的地磁场沿水平方向，指向北第6页/共62页第七页，共63页。n n(3)(3)几种电流周围几种电流周围(zhuwi)(zhuwi)的磁场分的磁场分布布第7页/共62页第八页，共63页。n n【温馨提示】n n同一个图中可以根据磁感线的疏密(sh m)判定磁场的强弱；没有画出磁感线的地方并不表示该处没有磁场存在 1大小大小(dxio)(1)FBILsin(为为B与与I之间的夹角之间的夹角)(2)磁场和电流垂直时：磁场和电流垂直时：F.(3)磁场和电流平行时：磁场和

4、电流平行时：F0.第8页/共62页第九页，共63页。n n2方向n n(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌(shuzhng)在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向的方向，这时所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向n n(2)安培力的方向特点：FB，FI，即F垂直于B和I决定的平面(注意：B和I可以有任意夹角)第9页/共62页第十页，共63页。n n 练一练练一练 n n1 1关于磁感应强度关于磁感应强度B B，下列说法，下列说法(shuf(shuf)中正确的是中正确的是()B磁感应强度磁感应强度B是标量，没有方向是标量，没有方向(fngxin

5、g)C磁感应强度磁感应强度B是矢量，方向是矢量，方向(fngxing)与与F的方向的方向(fngxing)相反相反D在在确确定定的的磁磁场场中中，同同一一点点的的磁磁感感应应强强度度B是是确确定定的的，不不同同点点的的磁磁感感应应强强度度B可可能能不不同同，磁磁感感线线密密集集的的地地方方磁磁感感应应强强度度B大大些些，磁磁感感线线稀稀疏疏的的地地方方磁磁感感应应强强度度B小小些些第10页/共62页第十一页，共63页。n n【解析】磁感应强度是磁场本身的性质，与放入磁场中的导体的电流或受力大小F无关，A错误；磁感应强度B是矢量，其方向与F总是垂直的，电流方向与F也总是垂直的，B、C错误；在确定

6、的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定n n的，由磁场本身决定，与其他外来的一切因素无关，用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱(qin ru)，D正确n n【答案】D第11页/共62页第十二页，共63页。n n2一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如下图中箭头所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平(shupng)向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()【解解析析】通通电电导导线线在在磁磁场场中中受受安安培培力力时时，可可用用左左手手定定则则判判断断安安培培力力的的方方向向(fngxing)【答案】【答案】D第12页/共62页第十

7、三页，共63页。n n3在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5105 T如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40 m，载有20 A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是()n nA4108 NB2.5105 Nn nC9104N D4102 Nn n【解析】磁场方向是南北方向，电流方向是东西方向，它们(t men)相互垂直，可以利用公式FBIL来计算此安培力的大小n n【答案】D 第13页/共62页第十四页，共63页。n n4 4如图所示，如图所示，ACAC是一个用长为是一个用长为L L的导线弯成的、以的导线弯成的、以OO为圆心的四分之一为圆心的四分之一

8、圆弧，将其放置在与平面圆弧，将其放置在与平面AOCAOC垂直的磁感应强度为垂直的磁感应强度为B B的匀强磁场中，当的匀强磁场中，当在该导线中通以由在该导线中通以由C C到到A A，大小，大小(dxi(dxi o)o)为为I I的恒定电流时，该导线受到的的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小安培力的大小(dxi(dxi o)o)和方向是和方向是()n nA ABILBIL，平行于，平行于OCOC向左向左第14页/共62页第十五页，共63页。【答案【答案(d n)】C第15页/共62页第十六页，共63页。考点一对磁感应强度的理解考点一对磁感应强度的理解考点梳理考点梳理1磁感应强度是反映磁感应强度是

9、反映(fnyng)磁场性质的物理量，是用比值法定义的磁场性质的物理量，是用比值法定义的2匀强磁场：磁感应强度处处相同，磁感线是一组平行且等间距的直线匀强磁场：磁感应强度处处相同，磁感线是一组平行且等间距的直线3磁感应强度磁感应强度B与电场强度与电场强度E的比较的比较第16页/共62页第十七页，共63页。第17页/共62页第十八页，共63页。n n典例应用n n(2012全国大纲(dgng)卷)如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等关

10、于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()第18页/共62页第十九页，共63页。n nA AOO点处的磁感应强度点处的磁感应强度(qingd)(qingd)为零为零n nB Ba a、b b两点处的磁感应强度两点处的磁感应强度(qingd)(qingd)大小相等，方向相反大小相等，方向相反n nC Cc c、d d两点处的磁感应强度两点处的磁感应强度(qingd)(qingd)大小相等，方向相同大小相等，方向相同n nDDa a、c c两点处磁感应强度两点处磁感应强度(qingd)(qingd)的方向不同的方向不同n n【解题指导】【解题指导】第19页/共62页第二十页，共63页。n n【课堂笔

11、记】由安培定则可知(k zh)，两导线在O点产生的磁场均竖直向下，磁感应强度一定不为零，选项A错；由安培定则，两导线在a、b两处产生的磁场方向均竖直向下，由于对称性，电流M在a处产生磁场的磁感应强度等于电流N在b处产生磁场的磁感应强度，同时电流M在b处产生磁场的磁感应强度等于电流N在a处产生磁场的磁感应强度，所以a、b两处磁感应强度大小相等方向相同，选项B错；根据安培定则，两导线在c、d两处产生的磁场垂直c、d两点与导线的连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度相等，由平行四边形定则可知(k zh)，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，选项C正确；a、c两处磁感应强度的方向均竖直向下，选

12、项D错第20页/共62页第二十一页，共63页。n n【答案】Cn n【总结提升】n n(1)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“因”和“果”在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指“原因”电流方向，四指指“结果”磁场绕向；在判定环形电流的磁场方向时，四指指“原因”电流绕向，大拇指指“结果”环内沿中心轴线的磁感线方向n n(2)场强的叠加问题是矢量合成(hchng)的问题，由平行四边形定则求解第21页/共62页第二十二页，共63页。n n如图所示，在a、b、c三处垂直于纸面放置三根长直通电导线，电流大小相等，a、b、c是等边三角形的三个顶点，a处电流在三角形几何(j h)中心O点产生

13、的磁场的磁感应强度大小为B，求O点处的磁感应强度 第22页/共62页第二十三页，共63页。n n【解析】由于O点到a、b、c三点的距离相等，三根导线中的电流大小相等，所以b、c处的电流在O点产生的磁场的磁感应强度大小相等，都等于B.由安培定则可知，各电流在O点的磁场的磁感应强度垂直于各点和O的连线，如图所示，由几何关系得Ba与Bb的夹角为120，根据平行四边形定则，a、b在O点的磁感应强度的矢量和为B，方向(fngxing)水平向右，因此O点的磁感应强度大小为2B，方向(fngxing)平行于ab连线向右n n【答案】2B，方向(fngxing)平行于ab连线向右第23页/共62页第二十四页，

14、共63页。n n考点二安培力的分析与计算n n考点梳理n n当磁场方向和电流(dinli)方向垂直时，安培力大小应用公式FBIL计算，但要注意：L是有效长度，其数值等于处于磁场中的通电导线两端点间的距离如图甲所示，直角形折线abc中通入电流(dinli)I，abbcL，折线所在平面与匀强磁场磁感应强度B垂直，abc受安培力等效于ac(通有ac的电流(dinli)I)所受的安培力，即FBIL，方向为在纸面内垂直于ac斜向上同理推知：半圆形通电导线受安培力如图乙所示，FBI2R；如图丙所示闭合的通电导线框所受安培力F0.第24页/共62页第二十五页，共63页。第25页/共62页第二十六页，共63页

15、。n n典例应用n n(2014浙江理综，20)如图1所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒从t0时刻起，棒上有如图2所示的持续交变电流I，周期(zhuq)为T，最大值为Im，图1中I所示方向为电流正方向则金属棒()第26页/共62页第二十七页，共63页。n nA A一直向右移动一直向右移动n nB B速度随时间速度随时间(shjin)(shjin)周期性变化周期性变化n nC C受到的安培力随时间受到的安培力随时间(shjin)(shjin)周期性变化周期性变化n nDD受到的安培力在一个周期内做正功受到的安培

16、力在一个周期内做正功2安培力在一个周期做功安培力在一个周期做功(zugng)情况如何？情况如何？提示：提示：1.FBImL匀加速运动匀减速运动匀加速运动匀减速运动2先做正功后做负功，一个周期内做功先做正功后做负功，一个周期内做功(zugng)代数和为代数和为0.第27页/共62页第二十八页，共63页。n n【课堂笔记】根据题意得出v-t图象如图所示，金属棒一直(yzh)向右运动，A正确速度随时间做周期性变化，B正确据F安BIL及左手定则可判定，F安大小不变，方向做周期性变化，则C项正确F安在前半周期做正功，后半周期做负功，则D项错n n【答案】ABC第28页/共62页第二十九页，共63页。n

17、n【总结提升】n n1正确掌握安培力的分析方法n n(1)若磁场和电流垂直：FBIL.n n(2)若磁场和电流平行：F0.n n(3)安培力的方向垂直于磁感线和通电(tng din)导线所确定的平面n n2注意区别安培力和静电力的方向与场的方向的关系n n静电力的方向与电场方向平行，安培力的方向与磁场方向垂直 第29页/共62页第三十页，共63页。n n如图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面(pngmin)成角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则()第30页/共62页第三十一页，共63页。【

18、答案(d n)】B第31页/共62页第三十二页，共63页。n n考点三安培力作用下的平衡问题n n考点梳理(shl)n n求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路第32页/共62页第三十三页，共63页。n n典例应用(yngyng)第33页/共62页第三十四页，共63页。n n【画图寻法】(1)将三维图转化为侧面图(从A向B观察(gunch)受力分析如图甲所示甲甲 乙乙(2)若使磁感应强度最小，则要满足图乙所示的条件若使磁感应强度最小，则要满足图乙所示的条件【规规范范解解答答】(1)若若磁磁场场方方向向竖竖直直向向上上(xingshng)，则则按按从从A到到B的的观观察察方方向将三维图转化为二

19、维图如图甲所示向将三维图转化为二维图如图甲所示由平衡条件得：由平衡条件得：在水平方向上在水平方向上(xingshng)：FFNsin 0(2分分)第34页/共62页第三十五页，共63页。第35页/共62页第三十六页，共63页。n n如图所示，电源电压E2 V，内阻不计，竖直导轨电阻不计，金属棒的质量m0.1 kg，R0.5，它与导轨间的动摩擦因数0.4，有效长度(chngd)为0.2 m，靠在导轨外面，为使金属棒不动，施一与纸面夹角37且垂直于金属棒向里的磁场(g10 m/s2，n nsin 370.6，cos 370.8)求：n n(1)此磁场是斜向上还是斜向下？n n(2)B的范围是多少？

20、第36页/共62页第三十七页，共63页。n n【解析】(1)安培力的方向应与磁场方向垂直，若磁场斜向上，金属棒与导轨间没有压力，不会静止，故磁场必斜向下n n(2)从左向右看平面图如图所示，当磁感应强度较大(jio d)金属棒有向上运动趋势时，摩擦力方向向下，满足竖直方向合力为零，取临界条件进行研究：第37页/共62页第三十八页，共63页。【答案【答案(d n)】(1)斜向下斜向下(2)1.4 TB4.5 T 第38页/共62页第三十九页，共63页。安培力作用下导体运动情况的判断方法安培力作用下导体运动情况的判断方法1判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路判定通电导体在安培力作用下的

21、运动或运动趋势的思路(sl)(1)首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况(2)然后利用左手定则准确判定导体的受力情况然后利用左手定则准确判定导体的受力情况(3)进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向第39页/共62页第四十页，共63页。n n2常用判断(pndun)方法第40页/共62页第四十一页，共63页。n n如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直(chuzh)线圈平面当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是()n nA线圈向左运动n nB线圈向右运动n nC从

22、上往下看顺时针转动n nD从上往下看逆时针转动 第41页/共62页第四十二页，共63页。n n【解析(ji x)】解法一：电流元法n n首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看作一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所示根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动只有选项A正确 甲甲第42页/共62页第四十三页，共63页。n n首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看作一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所示根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动只有选项A正确n n解法二：等效法将环形电流等效成小磁针，

23、如图乙所示，据异名磁极(cj)相吸引知，线圈将向左运动，A正确；也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”也可判断出线圈向左运动，A正确n n【答案】A 乙乙第43页/共62页第四十四页，共63页。n n【总结提升】n n(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n n(2)明确磁场的分布和正确运用左手定则进行判断是解题的关键n n如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为FN1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直(chuzh)纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为FN2，

24、则以下说法正确的是()第44页/共62页第四十五页，共63页。n nA弹簧(tnhung)长度将变长B弹簧(tnhung)长度将变短n nCFN1FN2 DFN1FN2，答案为B、C.n n【答案】BC第45页/共62页第四十六页，共63页。n n如图所示，把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动当导线通过电流I时，如果只考虑(kol)安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是()n nA顺时针方向转动，同时下降n nB顺时针方向转动，同时上升n nC逆时针方向转动，同时下降n nD逆时针方向转动，同时上升第46页/共62页第四十七页，共63页。n n【解析(ji x)】第一步

25、：电流元受力分析法n n把直线电流等效为OA、OB两段电流元，蹄形磁铁磁感线分布以及两段电流元受安培力方向相反，OA段所受安培力垂直纸面向外，OB段所受安培力垂直纸面向里，如图a所示可见从上往下看时，导线将沿逆时针方向转动第47页/共62页第四十八页，共63页。n n第二步：特殊位置分析法n n取导线(doxin)逆时针转过90的特殊位置来分析，如图(b)所示根据左手定则判断安培力方向向下，故导线(doxin)在逆时针转动的同时向下运动n n【答案】C第48页/共62页第四十九页，共63页。模拟题组模拟题组1(2015梅州月考梅州月考)如图所示，两个完全相同的通电圆环如图所示，两个完全相同的通

26、电圆环A、B的圆心的圆心(yunxn)O重合、圆面相互垂直放置，通电电流相重合、圆面相互垂直放置，通电电流相同，电流方向如图所示，设每个圆环在其圆心同，电流方向如图所示，设每个圆环在其圆心(yunxn)O处独立产生的磁感应强度大小为处独立产生的磁感应强度大小为B0，则，则O处的磁感应强度大小为处的磁感应强度大小为()A0 B2B0 C.B0 D无法确定无法确定第49页/共62页第五十页，共63页。n n【解析】据安培定则可知，图中A环在圆心O处产生的磁感应强度的方向垂直于纸面向里，B环在圆心O处产生的磁感应强度的方向竖直向下(xin xi)据平行四边形定则可知，圆心O处磁感应强度大小为B0.n

27、 n【答案】C第50页/共62页第五十一页，共63页。n n2(2015广州高三模拟)如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成角倾斜放置，导轨上另放一个质量为m的金属导体棒当S闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场(cchng)，可以使导体棒静止平衡，图中分别加了不同方向的磁场(cchng)，其中一定不能平衡的是()第51页/共62页第五十二页，共63页。n n【解析】四种情况的受力分别如图所示：n nA、C都有可能平衡，D中如果重力与安培力刚好大小相等，则导体棒与导轨间没有压力(yl)，可以平衡，B中合力不可能为零n n【答案】B第52页/共62页第五十三页，共63页。n n高

28、考题组n n3(2013上海卷，13)如图，一足够长的直导线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行用磁传感器测量(cling)ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是()第53页/共62页第五十四页，共63页。n n【解析】螺线管的两极附近，磁场最强，两极的外侧(wi c)及螺线管中间区域磁场较弱，C项正确n n【答案】C第54页/共62页第五十五页，共63页。n n4(2014全国新课标卷，15)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()n nA安培力的方向可以不垂直于直导线n nB安培力的方向总是垂直于磁场的方向n nC安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无

29、关n nD将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定(ydng)变为原来的一半第55页/共62页第五十六页，共63页。n n【答案【答案(d n)(d n)】B B第56页/共62页第五十七页，共63页。n n 新题快递新题快递(kui d)(kui d)第57页/共62页第五十八页，共63页。n nA在没有电磁弹射器的情况下，飞机所受牵引力F2.46105 Nn nB在没有电磁弹射器的情况下，飞机所受牵引力F2.1105 Nn nC在电磁弹射器与飞机发动机同时工作(gngzu)时，若只增大电流，则起飞的距离将更小n nD在电磁弹射器与飞机发动机同时工作(gngzu)时，电磁弹射器对飞机所做的功W2.94108 J第58页/共62页第五十九页，共63页。n n【答案【答案(d n)(d n)】ACAC第59页/共62页第六十页，共63页。课时课时(ksh)作业作业(二十三二十三)第60页/共62页第六十一页，共63页。第61页/共62页第六十二页，共63页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第62页/共62页第六十三页，共63页。