《（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第8章 磁場(chǎng) 第1講 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第8章 磁場(chǎng) 第1講 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用課件.ppt（50頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、選考導(dǎo)航,第1講磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用,知識(shí)排查,磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度,1.磁場(chǎng) (1)基本特性：磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有________的作用。 (2)方向：小磁針的______所受磁場(chǎng)力的方向。,N極,磁場(chǎng)力,2.磁感應(yīng)強(qiáng)度 (1)物理意義：描述磁場(chǎng)的______和______。 (2)大小：B ______(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng))。 (3)方向：小磁針靜止時(shí)______的指向。 (4)單位：特斯拉(T)。 3.勻強(qiáng)磁場(chǎng) (1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小__________、方向__________的磁場(chǎng)稱為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 (2)磁感線的特點(diǎn)：疏密程度相同、方向相同的平行直線。,N極,
2、強(qiáng)弱,方向,處處相等,處處相同,1.磁感線及特點(diǎn) (1)磁感線：在磁場(chǎng)中畫(huà)出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的____________的方向一致。 (2)特點(diǎn) 磁感線上某點(diǎn)的______方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。 磁感線的______定性地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。 磁感線是______曲線，沒(méi)有起點(diǎn)和終點(diǎn)。 磁感線是假想的曲線，客觀上________。,磁感線通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度,切線,疏密,閉合,不存在,2.電流的磁場(chǎng),1.安培力的大小 (1)磁場(chǎng)和電流垂直時(shí)：F_____。 (2)磁場(chǎng)和電流平行時(shí)：F____。 2.安培力的方向左手定則判斷： (1)伸出左手，讓拇
3、指與其余四指______，并且都在同一個(gè)平面內(nèi)。 (2)讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向______方向。 (3) ______所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。,安培力、安培力的方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力,BIL,0,垂直,電流,拇指,圖1,小題速練,1.思考判斷 (1)小磁針N極所指的方向就是該處磁場(chǎng)的方向() (2)磁感線是真實(shí)存在的() (3)磁感線越密表示磁場(chǎng)越強(qiáng)() (4)將通電導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中，若不受安培力，說(shuō)明該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零() (5)磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受磁場(chǎng)力的方向一致() (6)安培力一定不做功() (7)奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流可以產(chǎn)
4、生磁場(chǎng)() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7),答案B,3.人教版選修31P94T1改編下面的幾個(gè)圖顯示了磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力，其中正確的是(),答案C,4.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流的方向垂直于紙面向里。如圖2所示，a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn)，在這四點(diǎn)中(),A.c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 B.a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 C.c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小 D.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大,圖2,解析通電直導(dǎo)線在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與B0的方向相反，b、d兩點(diǎn)的電流磁場(chǎng)與B0垂直，a點(diǎn)電流磁場(chǎng)與B
5、0同向，由磁場(chǎng)的疊加知c點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度最小。 答案C,安培定則的應(yīng)用,1.幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng),2.安培定則,(1)直線電流的磁場(chǎng)：右手握住通電導(dǎo)線，伸直的大拇指指向電流方向，那么彎曲的四指的方向就是導(dǎo)線周圍的磁感線環(huán)繞的方向。 (2)環(huán)形電流的磁場(chǎng)：用右手握住通電的環(huán)形導(dǎo)線(或通電螺線管)，彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，那么大拇指的指向就是環(huán)形導(dǎo)線軸心上(或通電螺線管內(nèi)部)的磁感線的方向。,3.電場(chǎng)線與磁感線的比較,【典例】如圖3所示，直導(dǎo)線AB、螺線管C、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn)，它們的磁場(chǎng)互不影響，開(kāi)關(guān)S閉合，則小磁針的北極N(黑色一端)指示磁場(chǎng)方向正確的是(),圖3 A.a、c B.b、c
6、C.c、d D.a、d,解析據(jù)安培定則判斷出：(1)AB直導(dǎo)線磁場(chǎng)在小磁針a所在位置垂直紙面向外，所以小磁針a的N極指向正確；(2)C左側(cè)為N極，內(nèi)部磁場(chǎng)向左，所以小磁針c的N極指向正確，小磁針b的N極指向不對(duì)；(3)D左為S極，右為N極，所以小磁針d的N極指向也不正確。 答案A,1.如圖4所示，豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通有恒定電流，側(cè)旁小磁針N極的最終指向應(yīng)為(),A.平行紙面向右 B.平行紙面向左 C.垂直紙面向里 D.垂直紙面向外 解析根據(jù)安培定則可知，導(dǎo)線右側(cè)的磁感線方向垂直紙面向外，故小磁針N極的最終指向應(yīng)為垂直紙面向外。 答案D,圖4,2.(201610月浙江選考)如圖5所示，把一根通電
7、的硬直導(dǎo)線ab，用輕繩懸掛在通電螺線管正上方，直導(dǎo)線中的電流方向由a向b.閉合開(kāi)關(guān)S瞬間，導(dǎo)線a端所受安培力的方向是(),A.向上 B.向下 C.垂直紙面向外 D.垂直紙面向里,圖5,解析閉合開(kāi)關(guān)S瞬間，由右手螺旋定則知螺線管右端為N極，左端為S極，螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向在通電導(dǎo)線a端斜向左下方，由左手定則可知，導(dǎo)線a端所受安培力的方向垂直紙面向里，D正確。,答案D,1.磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，與檢驗(yàn)電流無(wú)關(guān)。 2.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，磁場(chǎng)疊加時(shí)合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和，計(jì)算時(shí)與力的計(jì)算方法相同，利用平行四邊形定則或根據(jù)正交分解法進(jìn)行合成與分解。 3.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同
8、的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng)。,磁感應(yīng)強(qiáng)度及磁場(chǎng)的疊加,【典例】(20174月浙江選考)如圖6所示，兩平行直導(dǎo)線cd和ef豎直放置，通以方向相反大小相等的電流，a、b兩點(diǎn)位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi)，則(),A.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 B.ef導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 C.cd導(dǎo)線受到的安培力方向向右 D.同時(shí)改變兩導(dǎo)線的電流方向、cd導(dǎo)線受到的安培力方向不變,圖6,解析根據(jù)右手螺旋定則可知，兩平行直導(dǎo)線通以電流后在b處的磁場(chǎng)方向均為垂直紙面向外，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；導(dǎo)線cd在a處的磁場(chǎng)垂直紙面向里，導(dǎo)線ef在a處的磁場(chǎng)垂直紙面向外，且導(dǎo)線cd在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)安培定則和左手
9、定則可判斷，方向相反的兩個(gè)電流的安培力互相排斥，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；不管電流方向如何，只要電流方向相反，就互相排斥，選項(xiàng)D正確。 答案D,1.下列說(shuō)法正確的是() A.電荷在某處不受電場(chǎng)力的作用，則該處電場(chǎng)強(qiáng)度可能不為零 B.一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 C.電場(chǎng)強(qiáng)度表征電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱，是把一個(gè)檢驗(yàn)電荷放在該點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力與檢驗(yàn)電荷本身電荷量的比值 D.磁感應(yīng)強(qiáng)度表征磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，是把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力與該小段導(dǎo)線長(zhǎng)度和電流乘積的比值,答案C,2.有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖7所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在圖中所示的平面內(nèi)，
10、O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點(diǎn)，它們?cè)趦蓪?dǎo)線連線的中垂線上，且與O點(diǎn)的距離相等。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法正確的是(),A.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同 B.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反 C.在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零 D.在線段MN上三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,圖7,解析根據(jù)安培定則和磁場(chǎng)疊加原理，M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；在線段MN上只有在O點(diǎn)處，a、b兩直導(dǎo)線電流形成的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，即只有O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。
11、答案B,3.(2017全國(guó)卷，18)如圖8，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩長(zhǎng)直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l。在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí)，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為(),圖8,答案C,1.安培力的大小 (1)當(dāng)B與I垂直時(shí)，F(xiàn)最大，F(xiàn)ILB，當(dāng)B與I平行時(shí)，F(xiàn)最小，F(xiàn)0。 (2)公式FBIL中的L是指有效長(zhǎng)度。當(dāng)直導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的部分為有效長(zhǎng)度；當(dāng)彎曲導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，有效長(zhǎng)度等于連接兩端點(diǎn)線段的長(zhǎng)度(如圖9所示)，相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端。,圖
12、9,安培力及安培力作用下的導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的判斷,2.安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷方法,【典例1】(2017上海單科)如圖10，一導(dǎo)體棒ab靜止在U形鐵芯的兩臂之間。電鍵閉合后導(dǎo)體棒受到的安培力方向(),圖10 A.向上 B.向下 C.向左 D.向右,解析根據(jù)圖中的電流方向，由安培定則知U形鐵芯下端為N極，上端為S極，ab中的電流方向由ab，由左手定則可知導(dǎo)體棒受到的安培力方向向右，選項(xiàng)D正確。,答案D,【典例2】如圖11所示，U形平行金屬導(dǎo)軌與水平面成37角，金屬桿ab橫跨放在導(dǎo)軌上，其有效長(zhǎng)度為0.5 m，質(zhì)量為0.2 kg，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1?？臻g存在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2 T
13、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。要使ab桿在導(dǎo)軌上保持靜止，則ab中的電流大小應(yīng)在什么范圍？(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8),圖11,解析先畫(huà)出金屬桿受力的側(cè)面圖，由于安培力的大小與電流有關(guān)，因此改變電流的大小，可以改變安培力的大小，也可以使導(dǎo)線所受的摩擦力方向發(fā)生變化。 由平衡條件可知，當(dāng)電流較小時(shí)，導(dǎo)線所受的摩擦力方向沿斜面向上，如圖甲所示。,甲乙,則mgsin (mgcos Fsin )Fcos ，,當(dāng)電流較大時(shí)，導(dǎo)線所受的摩擦力方向沿斜面向下，如圖乙所示。則mgsin (mgcos Fsin )Fcos ，,所以1.21 AI1.84 A。 答
14、案1.21 AI1.84 A,,1.與安培力有關(guān)的力學(xué)問(wèn)題與其他力學(xué)問(wèn)題一樣，受力分析是關(guān)鍵。利用左手定則正確分析安培力的方向，用安培力公式正確求解其大小，根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程求解。,,2.將三維圖轉(zhuǎn)換為二維平面圖，即通過(guò)畫(huà)俯視圖、剖面圖、側(cè)視圖等，將立體圖轉(zhuǎn)換為平面受力圖。,1.(20159月浙江測(cè)試卷)如圖12所示是“探究影響通電導(dǎo)線受力的因素”的裝置圖。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先保持導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度不變，改變電流的大?。蝗缓蟊３蛛娏鞑蛔?，改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度。對(duì)該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(),圖12,A.當(dāng)導(dǎo)線中的電流反向時(shí)，導(dǎo)線受到的安培力方向不變 B.保持電流不變，接通“1、4”時(shí)導(dǎo)線
15、受到的安培力是接通“2、3”時(shí)的3倍 C.保持電流不變，接通“1、4”時(shí)導(dǎo)線受到的安培力是接通“2、3”時(shí)的2倍 D.接通“1、4”，當(dāng)電流增加為原來(lái)的2倍時(shí)，通電導(dǎo)線受到的安培力減半 解析接觸“1、4”時(shí)導(dǎo)線的長(zhǎng)度是接觸“2、3”時(shí)長(zhǎng)度的3倍，根據(jù)安培力公式FBIL知，導(dǎo)線所受安培力也是3倍關(guān)系。 答案B,2.(201811月浙江選考)電流天平是一種測(cè)量磁場(chǎng)力的裝置，如圖13所示。兩相距很近的通電平行線圈和，線圈固定，線圈置于天平托盤上。當(dāng)兩線圈均無(wú)電流通過(guò)時(shí)，天平示數(shù)恰好為零。下列說(shuō)法正確的是(),圖13 A.當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí)，兩線圈電流方向相同 B.當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí)，兩線圈電流方向相同,
16、C.線圈對(duì)線圈的作用力大于線圈對(duì)線圈的作用力 D.線圈對(duì)線圈的作用力與托盤對(duì)線圈的作用力是一對(duì)相互作用力 解析當(dāng)線圈中通有同向電流時(shí)互相吸引，通有反向電流時(shí)互相排斥，故當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)數(shù)時(shí)，表示互相吸引，所以為同向電流，當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí)，表示相互排斥，為反向電流，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)作用力與反作用力可知線圈對(duì)線圈的作用力等于線圈對(duì)線圈的作用力，線圈對(duì)線圈的作用力與托盤對(duì)線圈的作用力都作用在線圈上，它們不是一對(duì)相互作用力，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 答案A,3.(20164月浙江選考)法拉第電動(dòng)機(jī)原理如圖14所示。條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中心，N極向上。一根金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在水銀槽
17、圓心正上方的鉸鏈相連。電源負(fù)極與金屬桿上端相連，與電源正極連接的導(dǎo)線插入水銀中。從上往下看，金屬桿(),A.向左擺動(dòng) B.向右擺動(dòng) C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 解析閉合開(kāi)關(guān)S，金屬桿中有向上的電流通過(guò)，金屬桿處在磁鐵的磁場(chǎng)中，受到安培力作用，根據(jù)左手定則得知，安培力方向與金屬桿垂直向里，使金屬桿以磁鐵棒為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確。 答案D,圖14,磁場(chǎng)中的平衡問(wèn)題,題源：人教版選修31P94T3如圖3.411所示為電流天平，可以用來(lái)測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長(zhǎng)為l，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與線圈平面垂直。當(dāng)線圈中通過(guò)電流
18、I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡。然后使電流反向，大小不變。這時(shí)需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達(dá)到新的平衡。,圖3.411,(1)導(dǎo)出用n、m、l、I計(jì)算B的表達(dá)式； (2)當(dāng)n9，l10.0 cm，I0.10 A，m8.78 g時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度是多少？,鏈接高考,(2015浙江理綜，24)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平”，如圖15甲所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡。線圈的水平邊長(zhǎng)L0.1 m，豎直邊長(zhǎng)H0.3 m，匝數(shù)為N1。線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B01.0 T，方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在02.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I。掛盤放上待測(cè)物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量。(重力加速度取g10 m/s2),,,甲乙 圖15 (1)為使電磁天平的量程達(dá)到0.5 kg，線圈的匝數(shù)N1至少為多少？,解析(1)題中“電磁天平”中的線圈受到安培力 FN1B0IL 由天平平衡可知mgN1B0IL 代入數(shù)據(jù)解得N125匝,線圈受到的安培力FN2B0IL,答案(1)25匝(2)0.1 T/s,
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