高中物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 8.2磁場(chǎng)對(duì)電流的作用課件 選修31

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1、一、磁場(chǎng)及其描述1定義：磁場(chǎng)是磁極、電流周圍存在的一種特殊_2方向：磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針_極所受磁場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向3磁場(chǎng)的基本特征：磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷都有_的作用4磁感線：在磁場(chǎng)中人為地畫出一系列曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的_的方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線，磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 (3)方向：小磁針靜止時(shí)，北極所指(所受磁場(chǎng)力)的方向 (4)單位：1 T1 N/(Am) (5)勻強(qiáng)磁場(chǎng)：磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等，方向處處相同的區(qū)域里的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是均勻分布的_直線二、幾種典型的磁場(chǎng)1磁體周圍的磁場(chǎng)磁體周圍存在著磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍

2、磁場(chǎng)的磁感線從磁體_極出發(fā)，回到_極條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)如圖所示： 2地磁場(chǎng) 地球的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相處，其主要特點(diǎn)有三個(gè)： (1)地磁場(chǎng)的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近 (2)地磁場(chǎng)B的水平分量(Bx)總是從地球_指向_；而豎直分量(By)則南北相反，在南半球_，在北半球_ (3)在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點(diǎn)，磁場(chǎng)強(qiáng)弱_，且方向水平 3電流的磁場(chǎng) _發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，各種電流周圍的磁場(chǎng)如下：直線電流直線電流的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)通電螺線管通電螺線管的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)環(huán)形電流環(huán)形電流的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)特特點(diǎn)點(diǎn)無磁極、非無磁極、非勻強(qiáng)且距導(dǎo)勻強(qiáng)且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)場(chǎng)_與條形磁鐵的

3、磁場(chǎng)相似，與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)為管內(nèi)為_磁場(chǎng)且磁磁場(chǎng)且磁場(chǎng)場(chǎng)_，管外為非勻強(qiáng)，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)環(huán)形電流的兩側(cè)是環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和極和S極且離圓環(huán)中極且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)_安安培培定定則則立立體體圖圖直線電流直線電流的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)通電螺線管通電螺線管的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)環(huán)形電流環(huán)形電流的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)橫橫截截面面圖圖(從左向右看從左向右看)(從右向左看從右向左看)縱縱截截面面圖圖 三、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 1安培力方向的判斷左手定則 內(nèi)容：伸開左手，使大拇指跟其余四指_，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，把左手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線從手心垂直穿入，讓_指向電流的方向，那么_所指的方向就是安培力的

4、方向 2安培力的大小 (1)垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置，長(zhǎng)為l的直導(dǎo)線，通過的電流為I時(shí)，它所受的安培力F_.(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向成角時(shí)，F(xiàn)_.這是一般情況下安培力的表達(dá)式，以下是兩種特殊情況：當(dāng)磁場(chǎng)與電流_時(shí)，安培力最大，F(xiàn)maxBIl.當(dāng)磁場(chǎng)與電流_時(shí)，即磁場(chǎng)方向與電流方向相同或相反時(shí)，安培力為零思考：磁場(chǎng)方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，磁感線的切線方向，小磁針靜止時(shí)北極所指的方向是什么關(guān)系？ 答案：一、1.物質(zhì)2.北3.力4.磁感應(yīng)強(qiáng)度5.(1)強(qiáng)弱(5)平行二、1.北南2.(2)南極北極向上向下(3)相等3.奧斯特超弱勻強(qiáng)方向由S向N越弱三、1.垂直伸開的四指大拇指2.(1)BIL(2

5、)BILsin 垂直平行思考：同一方向 3磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不是通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)作用力的方向，而是與受到的作用力的方向垂直 4磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較：磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E方向方向矢量矢量磁感線切線方向，磁感線切線方向，小磁針小磁針N極受力方向極受力方向矢量矢量電場(chǎng)線的切線方向，電場(chǎng)線的切線方向，放入該點(diǎn)的正電荷的放入該點(diǎn)的正電荷的受力方向受力方向場(chǎng)的疊加場(chǎng)的疊加合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和度的矢量和合場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電場(chǎng)合場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和單位單位1 T1 N/(Am)1 V/m1 N/C 1分清“因

6、”和“果” (1)在判定直線電流的磁場(chǎng)方向時(shí)，大拇指指“原因”電流方向，四指指“結(jié)果”磁場(chǎng)環(huán)繞方向 (2)在判定環(huán)形電流磁場(chǎng)方向時(shí)，四指指“原因”電流環(huán)繞方向，大拇指指“結(jié)果”環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁場(chǎng)方向(也即通電螺線管的N極) (3)安培定則應(yīng)用中的因果關(guān)系可用下圖表示： 2一個(gè)其他形狀的電流(如矩形、三角形等)的磁場(chǎng)，從整體效果上可等效為環(huán)形電流的磁場(chǎng)，優(yōu)先采用安培定則判定1安培力的理解安培力是磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力，它與重力、彈力、摩擦力、電場(chǎng)力一樣，是一種性質(zhì)力，在受力分析時(shí)要獨(dú)立分析2安培力的方向(1)不論導(dǎo)線與磁感線的夾角如何，安培力的方向都可以用左手定則判定，只不過當(dāng)導(dǎo)線與磁感線不垂

7、直時(shí)，磁感線應(yīng)斜穿過手心，但四指一定指向電流方向，拇指一定要垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向決定的平面 (2)安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I三者的方向關(guān)系： 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力F，總垂直于電流與磁感線所確定的平面 已知電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，可用左手定則唯一確定F的方向 已知F和B的方向，當(dāng)導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可唯一確定電流I的方向 已知F和I的方向時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不能唯一確定說明：(1)應(yīng)用左手定則判定安培力的方向時(shí)，左手心應(yīng)迎著B垂直于I的分量(2)不要把安培定則與左手定則混淆，左手定則是判定安培力方向的，而安培定則是判定通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)方向的 要判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)，首

8、先必須清楚導(dǎo)體所在位置的磁場(chǎng)分布情況，然后才能結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo) 電流電流元法元法把整段彎曲導(dǎo)線分為多段直線電流元，先用左手定則判把整段彎曲導(dǎo)線分為多段直線電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受合力斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向的方向，從而確定導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向特殊位特殊位置法置法通過轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)線到某個(gè)便于分析的特殊位置，然后判通過轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)線到某個(gè)便于分析的特殊位置，然后判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向等效法等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺

9、線管可等效成條形磁環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流，反過來等效也成立鐵或多個(gè)環(huán)形電流，反過來等效也成立結(jié)論法結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流互相作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)流互相作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研轉(zhuǎn)換研究對(duì)象究對(duì)象法法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問題，可先定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力，從而確定磁體定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力，從而確定磁體所受的合力及運(yùn)動(dòng)方向所受的合力及運(yùn)動(dòng)方向.說明：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的力學(xué)綜合問題，一般采取以下步驟：(1)選擇適當(dāng)?shù)囊暯菍⒘Ⅲw圖轉(zhuǎn)化為平面圖；(2)受力分析，特別要根據(jù)磁場(chǎng)特點(diǎn)分析好安培力；(3)列平衡方程式，根據(jù)牛頓定律列方程解答