浙江省富陽市第二中學(xué)高考物理一輪復(fù)習(xí) 磁場、安培力課件

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1、磁場磁場 安培力安培力奧斯特奧斯特一、磁場基本概念一、磁場基本概念1 1、磁場由什么產(chǎn)生？、磁場由什么產(chǎn)生？磁體、電流、變化的電場、運(yùn)動電荷磁體、電流、變化的電場、運(yùn)動電荷 最早發(fā)現(xiàn)電流也能產(chǎn)生磁場的科學(xué)家是誰？最早發(fā)現(xiàn)電流也能產(chǎn)生磁場的科學(xué)家是誰？練習(xí)練習(xí): :做該實驗時做該實驗時, ,導(dǎo)線沿導(dǎo)線沿 ( (填填“東西東西”或或“南北南北”) )方向放置方向放置, ,當(dāng)導(dǎo)線不通電時當(dāng)導(dǎo)線不通電時, ,小磁針與導(dǎo)線小磁針與導(dǎo)線 （填（填“平平行行”或或“垂直垂直”），導(dǎo)線通電后，小磁針與導(dǎo)線），導(dǎo)線通電后，小磁針與導(dǎo)線 （填（填“平行平行”或或“垂直垂直”）。）。南北南北平行平行垂直垂直名師一號

2、名師一號P116 考點(diǎn)診斷考點(diǎn)診斷4磁體與電流的作用磁體與電流的作用電流與電流的作用電流與電流的作用磁體與磁體的作用磁體與磁體的作用運(yùn)動的電荷運(yùn)動的電荷 磁場磁場運(yùn)動電荷運(yùn)動電荷磁體、電流、運(yùn)動電荷磁體、電流、運(yùn)動電荷磁體、電流、運(yùn)動電荷磁體、電流、運(yùn)動電荷2 2、磁場的基本性質(zhì)是什么？、磁場的基本性質(zhì)是什么？ 對放入磁場中的磁體、電流、運(yùn)動電荷有力的作用對放入磁場中的磁體、電流、運(yùn)動電荷有力的作用二、磁場描述二、磁場描述1、磁場的方向是如何規(guī)定的？、磁場的方向是如何規(guī)定的？PQBPBQ2、磁場的形象化表示、磁場的形象化表示-磁感線磁感線特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、疏密表示、疏密表示.切線方向表示切線方向

3、表示.2、閉合，磁體外、閉合，磁體外.磁體內(nèi)磁體內(nèi).3、非實際存在、非實際存在4、不相交、不相切、不相交、不相切例例: :下列各圖是描繪磁場的磁感線圖，其中正確的是下列各圖是描繪磁場的磁感線圖，其中正確的是( ( ) )安培定則安培定則(右手螺旋定則右手螺旋定則)：判斷電流產(chǎn)生磁場的法則：判斷電流產(chǎn)生磁場的法則立體圖立體圖平面圖平面圖畫畫想象想象基本技能：基本技能：B回憶：回憶：電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度E如何定義？如何定義？類比：類比：磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B如何定義？如何定義？( 注注:通電導(dǎo)線在磁場中的受通電導(dǎo)線在磁場中的受力情況比電荷在電場中的受力力情況比電荷在電場中的受力情況要復(fù)雜多：情況要復(fù)雜

4、多：1、當(dāng)當(dāng)BL時時F=0， 當(dāng)當(dāng)BL時時F最大最大 2、F與與I和和L都有關(guān)系都有關(guān)系 )定義：定義：一小段一小段通電直導(dǎo)線，通電直導(dǎo)線，垂直磁感線垂直磁感線放在磁場放在磁場某處某處時，受到的安培力時，受到的安培力F與與IL的比值稱為的比值稱為該處該處的磁感應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度B。三、磁感應(yīng)強(qiáng)度三、磁感應(yīng)強(qiáng)度思考思考1:1:下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ） A A檢驗電荷在某處不受電場力作用，則該處電檢驗電荷在某處不受電場力作用，則該處電場強(qiáng)度為零場強(qiáng)度為零 B B一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用，則一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 C

5、C一個檢驗電荷放到電場中某點(diǎn)時受到的電場一個檢驗電荷放到電場中某點(diǎn)時受到的電場力與檢驗電荷本身電荷量的比值可以表征電場中力與檢驗電荷本身電荷量的比值可以表征電場中該點(diǎn)電場的強(qiáng)弱該點(diǎn)電場的強(qiáng)弱 D D一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某點(diǎn)時受到的磁一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某點(diǎn)時受到的磁場力與該小段導(dǎo)線的長度和電流強(qiáng)度的乘積的比場力與該小段導(dǎo)線的長度和電流強(qiáng)度的乘積的比值可以表征磁場中該點(diǎn)的磁場強(qiáng)弱值可以表征磁場中該點(diǎn)的磁場強(qiáng)弱 AC AC思考思考2:勻強(qiáng)磁場中有一段長為勻強(qiáng)磁場中有一段長為0.2m的直導(dǎo)線，它與磁場方的直導(dǎo)線，它與磁場方向垂直，當(dāng)通過向垂直，當(dāng)通過3A的電流時，受到的電流時，受到6.010

6、-2N的磁場力，的磁場力，則磁場的磁感強(qiáng)度是則磁場的磁感強(qiáng)度是_T；當(dāng)導(dǎo)線長度縮短一半時，；當(dāng)導(dǎo)線長度縮短一半時，磁場的磁感強(qiáng)度是磁場的磁感強(qiáng)度是_T；當(dāng)通入的電流加倍時，磁場；當(dāng)通入的電流加倍時，磁場的磁感強(qiáng)度是的磁感強(qiáng)度是_T 1、定義式、定義式 : B=F/IL （條件（條件 BI） 單位：單位：T 1T= 1N/（Am） 2、特性：磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場的固有屬性、特性：磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場的固有屬性 (與放入磁場的電流大小、電流的方向、與放入磁場的電流大小、電流的方向、電流的受力大小無關(guān)電流的受力大小無關(guān))BI物理意義：物理意義：表示磁場強(qiáng)弱和方向的物理量，表示磁場強(qiáng)弱和方向的物理量，是矢量是

7、矢量1)、地球、地球外部外部，磁場方向由，磁場方向由北向南，北向南，內(nèi)部內(nèi)部由南向北。由南向北。2)、赤道上赤道上空磁感線與地面空磁感線與地面平行。平行。(北半球、南半球北半球、南半球)3、地磁場、地磁場例例1:在富陽地區(qū)做如下實驗，一個可以在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動的小在富陽地區(qū)做如下實驗，一個可以在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動的小磁針，在地磁場作用下保持靜止一根長直導(dǎo)線位于小磁針的北磁針，在地磁場作用下保持靜止一根長直導(dǎo)線位于小磁針的北方，豎直放置，且通有豎直向上的電流已知地磁場的水平分量方，豎直放置，且通有豎直向上的電流已知地磁場的水平分量為為B0，長直導(dǎo)線電流磁場在小磁針處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，長直導(dǎo)線電流磁場

8、在小磁針處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則小磁，則小磁針的針的N極將極將( )A向東偏轉(zhuǎn)角度向東偏轉(zhuǎn)角度 =arctan（B0/B）而靜止）而靜止B向東偏轉(zhuǎn)角度向東偏轉(zhuǎn)角度=arctan（B/B0）而靜止）而靜止C向西偏轉(zhuǎn)角度向西偏轉(zhuǎn)角度=arctan（B0/B）而靜止）而靜止D向西偏轉(zhuǎn)角度向西偏轉(zhuǎn)角度 =arctan（B/B0）而靜止）而靜止B B例例2：如圖所示，兩根垂直紙面平行放置的直導(dǎo)線如圖所示，兩根垂直紙面平行放置的直導(dǎo)線A、C通有等大電流在紙面上距通有等大電流在紙面上距A、C等遠(yuǎn)處有一點(diǎn)等遠(yuǎn)處有一點(diǎn)P若若P點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度及方向水平向左，則導(dǎo)線點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度及方向水平向左，則導(dǎo)線A、C中的電流中的電

9、流方向是如下哪種說法？方向是如下哪種說法？ AA中向紙里，中向紙里，C中向紙外中向紙外BA中向紙外，中向紙外，C中向紙里中向紙里CA、C中均向紙外中均向紙外DA、C中均向紙里中均向紙里PBACA四、安培力四、安培力-磁場對通電導(dǎo)線的作用磁場對通電導(dǎo)線的作用1、方向：、方向：左手定則左手定則F=BILF=02、大小、大小當(dāng)當(dāng)BL時時當(dāng)當(dāng)BL時時當(dāng)當(dāng)B與與I成成角時角時F=BILsinBI(不論不論I與與B垂直與否垂直與否, F與與B一定垂直一定垂直)例例1：現(xiàn)在給定的一些平面圖中，已知力現(xiàn)在給定的一些平面圖中，已知力F的方向，的方向，B和和I中一個量的方向，請你們畫出另一個量的方向，中一個量的方

10、向，請你們畫出另一個量的方向，依據(jù)是什么依據(jù)是什么 IF垂直紙面向里垂直紙面向里方向方向例例2:請分析通電導(dǎo)線的運(yùn)動情況請分析通電導(dǎo)線的運(yùn)動情況L1L2L1固定，固定，L2可自由轉(zhuǎn)動，可自由轉(zhuǎn)動，且兩者相距一定距離且兩者相距一定距離(從上往下看從上往下看)L1：固定固定L2：可繞軸轉(zhuǎn)動：可繞軸轉(zhuǎn)動L1L2(從左往右看從左往右看)例例3：如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，它的正中如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，它的正中央上方固定一長直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直給電線通央上方固定一長直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直給電線通以垂直紙面向外的電流，則以垂直紙面向外的電流，則( )A、磁鐵對桌面壓力增大，受桌面摩擦力

11、作用、磁鐵對桌面壓力增大，受桌面摩擦力作用B、磁鐵對桌面壓力增大，不受桌面摩擦力作用、磁鐵對桌面壓力增大，不受桌面摩擦力作用C、磁鐵對桌面壓力減小，要受桌面摩擦力作用、磁鐵對桌面壓力減小，要受桌面摩擦力作用D、磁鐵對桌面壓力減小，不受桌面摩擦力作用、磁鐵對桌面壓力減小，不受桌面摩擦力作用若通電導(dǎo)線不在若通電導(dǎo)線不在“中垂面中垂面”上呢？上呢？SND例例4:如圖所示，如圖所示，A和和B中一個是電源，另一個是用電中一個是電源，另一個是用電器當(dāng)用兩導(dǎo)線連接起來用電器工作時，用一個小磁器當(dāng)用兩導(dǎo)線連接起來用電器工作時，用一個小磁針放在針放在a點(diǎn)下方，磁針點(diǎn)下方，磁針N極向紙外偏轉(zhuǎn)，用電壓表測定極向紙外

12、偏轉(zhuǎn)，用電壓表測定a與與b間的電壓，發(fā)現(xiàn)間的電壓，發(fā)現(xiàn)a點(diǎn)電勢比點(diǎn)電勢比b點(diǎn)高，由此可判斷出點(diǎn)高，由此可判斷出電源是電源是_B例例5：如圖，安培力方向如何？如圖，安培力方向如何？B的方向在什么范的方向在什么范圍內(nèi)，安培力方向保持不變？圍內(nèi)，安培力方向保持不變？分析：分析：此時電流受到的安培力怎樣求？方向怎樣？此時電流受到的安培力怎樣求？方向怎樣？大小大小例例1:一輕質(zhì)彈簧下掛一質(zhì)量為一輕質(zhì)彈簧下掛一質(zhì)量為m、邊長為、邊長為L、匝數(shù)為、匝數(shù)為N、電流大小為電流大小為I的矩形線框的矩形線框abcd，當(dāng)線框處于靜止時彈簧，當(dāng)線框處于靜止時彈簧的伸長量為的伸長量為X?，F(xiàn)加一大小為。現(xiàn)加一大小為B（如圖

13、所示），方向垂（如圖所示），方向垂直線框平面的勻強(qiáng)磁場。等待線框處于靜止?fàn)顟B(tài)后，直線框平面的勻強(qiáng)磁場。等待線框處于靜止?fàn)顟B(tài)后，令磁場反向，磁感應(yīng)度大小不變，線框達(dá)到新的靜止令磁場反向，磁感應(yīng)度大小不變，線框達(dá)到新的靜止?fàn)顟B(tài)，在此過程中線框發(fā)生的位移的大小為多少？狀態(tài)，在此過程中線框發(fā)生的位移的大小為多少？mgNIBLXX2abcd例例2:2:在傾角為在傾角為a a的光滑斜面上的光滑斜面上, , 置一通有電流置一通有電流I I、長為、長為L L、質(zhì)量為質(zhì)量為m m的導(dǎo)體棒，如圖所示。試問：的導(dǎo)體棒，如圖所示。試問： （1 1）欲使棒靜止在斜面上，外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)）欲使棒靜止在斜面上，外加勻

14、強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度度B B的最小值和方向；的最小值和方向； （2 2）欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，外加勻強(qiáng)）欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的大小和方向；的大小和方向； aILamgBsinmin垂直斜面向上垂直斜面向上ILmgB 水平向左水平向左（3 3）若斜面不光滑）若斜面不光滑, ,導(dǎo)體棒與斜面間的動摩擦因數(shù)為導(dǎo)體棒與斜面間的動摩擦因數(shù)為( (且且tanatana) ), , 現(xiàn)若加一大小為現(xiàn)若加一大小為B B方向垂直于斜面向上方向垂直于斜面向上的磁場的磁場, ,為了使導(dǎo)體棒能靜止于斜面上為了使導(dǎo)體棒能靜止于斜面上, ,則在電流方向不

15、則在電流方向不變的情況下變的情況下, ,求電流的大小求電流的大小. .加深加深:如圖所示，如圖所示，MN、PQ為平行光滑導(dǎo)軌，其電阻為平行光滑導(dǎo)軌，其電阻忽略不計，與地面成忽略不計，與地面成30角固定角固定NQ間接一電阻間接一電阻R=1.0，MP端與電池組和開關(guān)組成回路，電動勢端與電池組和開關(guān)組成回路，電動勢E=6V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r=1.0，導(dǎo)軌區(qū)域加有與兩導(dǎo)軌所在平面，導(dǎo)軌區(qū)域加有與兩導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場現(xiàn)將一條質(zhì)量垂直的勻強(qiáng)磁場現(xiàn)將一條質(zhì)量m=40g，電阻，電阻R=1.0的金屬導(dǎo)線置于導(dǎo)軌上，并保持導(dǎo)線的金屬導(dǎo)線置于導(dǎo)軌上，并保持導(dǎo)線ab水平已知導(dǎo)水平已知導(dǎo)軌間距軌間距L=0.1m，當(dāng)

16、開關(guān)，當(dāng)開關(guān)S接通后導(dǎo)線接通后導(dǎo)線ab恰靜止不動恰靜止不動試計算磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；試計算磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；BBILFNmgQNMP300BbaErSa(b)d(c)FFAD例例3 :在磁感應(yīng)強(qiáng)度為在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一矩形線的勻強(qiáng)磁場中，有一矩形線圈圈abcd，邊長分別為，邊長分別為L1、L2，通以電流，通以電流I如圖所如圖所示已知轉(zhuǎn)軸示已知轉(zhuǎn)軸OO在線圈平面內(nèi)，且垂直于在線圈平面內(nèi)，且垂直于B，Od=3Oa，Oc=3Ob，當(dāng)線圈從圖示位置繞軸轉(zhuǎn)過，當(dāng)線圈從圖示位置繞軸轉(zhuǎn)過角時，下面哪些說法正確？角時，下面哪些說法正確？( ) Aad邊受到安培力為邊受到安培力為BIL1cos Bab邊

17、受到安培力為邊受到安培力為BIL1cos Cab邊受到安培力為邊受到安培力為BIL1sin Dad邊邊與與bc邊不受安培力的作用邊不受安培力的作用 五、磁電式電流表的原理五、磁電式電流表的原理產(chǎn)生阻礙線圈產(chǎn)生阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩轉(zhuǎn)動的力矩加深加深:一根通有電流一根通有電流I1的長直導(dǎo)線的長直導(dǎo)線OO豎直放置，另有一豎直放置，另有一矩形導(dǎo)線框矩形導(dǎo)線框abcd的平面放在豎直平面內(nèi)，通有如圖所示的平面放在豎直平面內(nèi)，通有如圖所示的電流的電流I2，OO到到abcd平面的距離為平面的距離為4r，邊長，邊長ab=cd=5r，ad=bc=6r，且，且ab和和cd兩邊所處的磁感強(qiáng)度大小均為兩邊所處的磁感強(qiáng)度大小均為B（由（由I1產(chǎn)生），求產(chǎn)生），求ab和和cd所受安培力的大小和方向。所受安培力的大小和方向。4r5r6rI1I2abcda（b）d（c）4r6rFFBB