高中物理知識點(diǎn)總結(jié) 8.2磁場對電流的作用課件 選修31

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1、一、磁場及其描述1定義：磁場是磁極、電流周圍存在的一種特殊_2方向：磁場中任一點(diǎn)小磁針_極所受磁場力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場方向3磁場的基本特征：磁場對放入其中的磁體、電流和運(yùn)動電荷都有_的作用4磁感線：在磁場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的強(qiáng)弱 (3)方向：小磁針靜止時，北極所指(所受磁場力)的方向 (4)單位：1 T1 N/(Am) (5)勻強(qiáng)磁場：磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等，方向處處相同的區(qū)域里的磁場叫做勻強(qiáng)磁場，勻強(qiáng)磁場的磁感線是均勻分布的_直線二、幾種典型的磁場1磁體周圍的磁場磁體周圍存在著磁場，磁場周圍

2、磁場的磁感線從磁體_極出發(fā)，回到_極條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場如圖所示： 2地磁場 地球的磁場與條形磁鐵的磁場相處，其主要特點(diǎn)有三個： (1)地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近 (2)地磁場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)，磁場強(qiáng)弱_，且方向水平 3電流的磁場 _發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，各種電流周圍的磁場如下：直線電流直線電流的磁場的磁場通電螺線管通電螺線管的磁場的磁場環(huán)形電流環(huán)形電流的磁場的磁場特特點(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)處磁場場_與條形磁鐵的

3、磁場相似，與條形磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為管內(nèi)為_磁場且磁磁場且磁場場_，管外為非勻強(qiáng)，管外為非勻強(qiáng)磁場磁場環(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)，磁場心越遠(yuǎn)，磁場_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的磁場通電螺線管通電螺線管的磁場的磁場環(huán)形電流環(huán)形電流的磁場的磁場橫橫截截面面圖圖(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、磁場對電流的作用 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)磁場放置，長為l的直導(dǎo)線，通過的電流為I時，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，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)磁場與電流_時，安培力最大，F(xiàn)maxBIl.當(dāng)磁場與電流_時，即磁場方向與電流方向相同或相反時，安培力為零思考：磁場方向，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與電場強(qiáng)度E的比較：磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場強(qiáng)度電場強(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線的切線方向，電場線的切線方向，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的疊加場的疊加合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)各磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和度的矢量和合場強(qiáng)等于各個電場合場強(qiáng)等于各個電場的場強(qiáng)的矢量和的場強(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方向時，大拇指指“原因”電流方向，四指指“結(jié)果”磁場環(huán)繞方向 (2)在判定環(huán)形電流磁場方向時，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： 2一個其他形狀的電流(如矩形、三角形等)的磁場，從整體效果上可等效為環(huán)形電流的磁場，優(yōu)先采用安培定則判定1安培力的理解安培力是磁場對通電導(dǎo)線的作用力，它與重力、彈力、摩擦力、電場力一樣，是一種性質(zhì)力，在受力分析時要獨(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，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，可唯一確定電流I的方向 已知F和I的方向時，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，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)線周圍磁場方向的 要判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動，首

8、先必須清楚導(dǎo)體所在位置的磁場分布情況，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)動方向的方向，從而確定導(dǎo)線的運(yùn)動方向特殊位特殊位置法置法通過轉(zhuǎn)動通電導(dǎo)線到某個便于分析的特殊位置，然后判通過轉(zhuǎn)動通電導(dǎo)線到某個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)動方向斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動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環(huán)形電流，反過來等效也成立鐵或多個環(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)動趨勢，同向兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉(zhuǎn)動趨勢，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，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢流互相作用時，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢轉(zhuǎn)換研轉(zhuǎn)換研究對象究對象法法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運(yùn)動的問題，可先定性分析磁體在電流磁場作用下如何運(yùn)動的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受的合力及運(yùn)動方向所受的合力及運(yùn)動方向.說明：通電導(dǎo)線在磁場中的力學(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