安徽省高三物理一輪 8.1磁場課件

一、磁場、磁感應(yīng)強度一、磁場、磁感應(yīng)強度1磁場磁場(1)基本性質(zhì)：磁場對處于其中的磁體、電流基本性質(zhì)：磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有和運動電荷有_的作用的作用(2)方向：小磁針的方向：小磁針的_所受磁場力的方向所受磁場力的方向磁場力磁場力N極極環(huán)形電流環(huán)形電流強弱和方向強弱和方向N極極4勻強磁場勻強磁場(1)定義：磁感應(yīng)強度的大小定義：磁感應(yīng)強度的大小_、方向、方向_的磁場稱為勻強磁場的磁場稱為勻強磁場(2)特點特點勻強磁場中的磁感線是疏密程度相同的、方向相同的平行直勻強磁場中的磁感線是疏密程度相同的、方向相同的平行直線線距離很近的兩個異名磁極之間的磁場和通電螺線管內(nèi)部中心軸距離很近的兩個異名磁極之間的磁場和通電螺線管內(nèi)部中心軸線附近的磁場線附近的磁場(邊緣部分除外邊緣部分除外)，都可以認為是勻強磁場，都可以認為是勻強磁場處處相等處處相等處處相同處處相同二、磁感線及幾種常見的磁場分布二、磁感線及幾種常見的磁場分布1磁感線：在磁場中畫出一些曲線，使典磁感線：在磁場中畫出一些曲線，使典線上每一點的線上每一點的_方向都跟這點的磁感應(yīng)方向都跟這點的磁感應(yīng)強度的方向一致強度的方向一致2磁感線的特點磁感線的特點(1)磁感線是為了形象地描述磁場而人為假設(shè)的磁感線是為了形象地描述磁場而人為假設(shè)的曲線，并不是客觀存在于磁場中的真實曲線曲線，并不是客觀存在于磁場中的真實曲線(2)磁感線在磁體磁感線在磁體(螺線管螺線管)外部由外部由_到到_極，極，內(nèi)部由內(nèi)部由_到到_極，是極，是_切線切線N極極S閉合曲線閉合曲線NS極極(3)磁感線的疏密表示磁場的磁感線的疏密表示磁場的_，磁感線，磁感線較密的地方磁場較強，磁感線較疏的地方磁較密的地方磁場較強，磁感線較疏的地方磁場較弱場較弱(4)磁感線上任何一點的磁感線上任何一點的_，都跟該，都跟該點的磁場點的磁場(磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度)方向一致方向一致(5)磁感線不能磁感線不能_，也不能相切，也不能相切強弱強弱切線方向切線方向相交相交3幾種常見的磁場幾種常見的磁場(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(如下圖所示如下圖所示)(2)幾種電流周圍的磁場分布幾種電流周圍的磁場分布直線電流的直線電流的磁場磁場通電螺線管的通電螺線管的磁場磁場環(huán)形電流的環(huán)形電流的磁場磁場特特點點無磁極、非無磁極、非勻強且距導勻強且距導線越遠處磁線越遠處磁場場_與與_磁鐵磁鐵的磁場相似，的磁場相似，管內(nèi)中心軸線管內(nèi)中心軸線附近為附近為_磁磁場且磁場場且磁場_，管外，管外為為_磁場磁場環(huán)形電流的環(huán)形電流的兩側(cè)是兩側(cè)是N極極和和S極且離極且離圓環(huán)中心越圓環(huán)中心越遠，磁場遠，磁場_越弱越弱條形條形勻強勻強最強最強非勻強非勻強越弱越弱安安培培定定則則立立體體圖圖橫橫截截面面圖圖4.安培定則安培定則(1)直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場磁感線的方向可以用磁感線的方向可以用_定則確定定則確定(2)對于通電直導線，可用對于通電直導線，可用_握住導線，大拇指指向電流方握住導線，大拇指指向電流方向，彎曲的四指指向向，彎曲的四指指向_的方向的方向(3)對于環(huán)形電流和通電螺線管，則用彎曲的對于環(huán)形電流和通電螺線管，則用彎曲的四指指向四指指向_環(huán)繞的方向，右手拇指指向環(huán)繞的方向，右手拇指指向螺線管螺線管_的磁感線的方向的磁感線的方向安培安培右手右手磁感線環(huán)繞磁感線環(huán)繞電流電流軸線上軸線上三、通電導線在磁場中受到的力三、通電導線在磁場中受到的力安培力安培力1安培力的大小安培力的大小(1)磁場和電流垂直時：磁場和電流垂直時：F_.(2)磁場和電流平行時：磁場和電流平行時：F0.2安培力的方向安培力的方向(1)用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)讓磁感手掌在同一個平面內(nèi)讓磁感BIL線從掌心進入，并使四指指向線從掌心進入，并使四指指向_的方向，這時拇指所指的方的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中向就是通電導線在磁場中所受所受_的方向的方向(2)安培力的方向特點：安培力的方向特點：FB，F(xiàn)I，即，即F垂垂直于直于_決定的平面決定的平面電流電流安培力安培力B和和I四、磁電式電流表四、磁電式電流表1基本組成部分：磁鐵和放在磁鐵兩極之基本組成部分：磁鐵和放在磁鐵兩極之間的間的_2工作原理：工作原理：如圖所示，磁場的方向總沿著如圖所示，磁場的方向總沿著_均勻輻均勻輻射地分布，在距軸線等距離處的磁感應(yīng)強度射地分布，在距軸線等距離處的磁感應(yīng)強度的大小總是的大小總是_的，保證的，保證B的大小不發(fā)生變的大小不發(fā)生變化，且安培力的方向與線圈垂直化，且安培力的方向與線圈垂直線圈線圈徑向徑向相等相等當電流通過線圈時，導線受到安培力的作用，當電流通過線圈時，導線受到安培力的作用，線圈轉(zhuǎn)動，螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動，線圈轉(zhuǎn)動，螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動，電流越大，安培力就電流越大，安培力就_，螺旋彈簧的形變，螺旋彈簧的形變也就也就_I與指針偏角與指針偏角成正比，表盤刻度成正比，表盤刻度_(均勻、不均勻均勻、不均勻)所以，從線圈偏轉(zhuǎn)的所以，從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過電流的大小角度就能判斷通過電流的大小3優(yōu)、缺點：優(yōu)點是優(yōu)、缺點：優(yōu)點是_高，能測出很高，能測出很弱的電流；缺點是線圈的導線很細，允許通弱的電流；缺點是線圈的導線很細，允許通過的電流過的電流_越大越大越大越大均勻均勻靈敏度靈敏度很弱很弱一、磁感線和電場線的比較一、磁感線和電場線的比較磁感線磁感線電場線電場線不同點不同點閉合曲線閉合曲線起始于正電荷，起始于正電荷，終止于負電荷終止于負電荷相相似似點點引入引入目的目的形象描述場而引入的假想線，實際形象描述場而引入的假想線，實際不存在不存在疏密疏密 場的強弱場的強弱切線切線方向方向場的方向場的方向相交相交 不能相交不能相交(電場中無電荷空間不相交電場中無電荷空間不相交)3磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B的定義式也是其度量式，但用的定義式也是其度量式，但用來測量的小段通電導線必須垂直放入磁場，如來測量的小段通電導線必須垂直放入磁場，如果小段通電直導線平行放入磁場，所受安培力果小段通電直導線平行放入磁場，所受安培力為零，但不能說該點的磁感應(yīng)強度為零為零，但不能說該點的磁感應(yīng)強度為零4磁感應(yīng)強度是矢量，其方向是放入其中的磁感應(yīng)強度是矢量，其方向是放入其中的小磁針靜止時小磁針靜止時N極的指向，不是磁場中電流所極的指向，不是磁場中電流所受磁場力的方向，而是與受到磁場力的方向垂受磁場力的方向，而是與受到磁場力的方向垂直直 四、安培力做功的實質(zhì)四、安培力做功的實質(zhì)能量的傳遞能量的傳遞1安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通電導線或轉(zhuǎn)化為導線的動安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通電導線或轉(zhuǎn)化為導線的動能或其他形式的能能或其他形式的能2安培力做負功：是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，或儲存或再轉(zhuǎn)化為安培力做負功：是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，或儲存或再轉(zhuǎn)化為其他形式的能其他形式的能1.關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是()A磁感線可以形象地描述各點磁場的強弱和方向，它每一點的切線磁感線可以形象地描述各點磁場的強弱和方向，它每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時北極所指的方向一致方向都和小磁針放在該點靜止時北極所指的方向一致B磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，也是磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，也是一種看得見、摸得著客觀存在的物質(zhì)一種看得見、摸得著客觀存在的物質(zhì)C磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止的磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止的D磁感線就是細鐵屑連成的曲線磁感線就是細鐵屑連成的曲線解析：解析：磁感線是為了描述磁場而假想的線，是閉合曲線，磁感線是為了描述磁場而假想的線，是閉合曲線， 故故C、D錯誤磁感線的疏密反映場的強弱，曲線上某點的切線反映場的錯誤磁感線的疏密反映場的強弱，曲線上某點的切線反映場的方向，故方向，故A正確，磁場是在磁體和電流周圍客觀存在的看不見、摸正確，磁場是在磁體和電流周圍客觀存在的看不見、摸不著的特殊物質(zhì)，故不著的特殊物質(zhì)，故B項錯誤項錯誤答案：答案：A當試探電流元的方向與磁場方向平行時，雖電流元受的磁場力為零，但當試探電流元的方向與磁場方向平行時，雖電流元受的磁場力為零，但磁感應(yīng)強度卻不為零，磁感應(yīng)強度卻不為零，C錯磁感線的疏密是根據(jù)磁場的強弱畫出的，錯磁感線的疏密是根據(jù)磁場的強弱畫出的，磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強度越大，磁感線越稀疏的地方，磁感應(yīng)磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強度越大，磁感線越稀疏的地方，磁感應(yīng)強度越小，故強度越小，故D正確正確答案：答案：D319世紀世紀20年代，以塞貝克年代，以塞貝克(數(shù)學家數(shù)學家)為代表的科學家已認識到為代表的科學家已認識到溫度差會引起電流，安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正溫度差會引起電流，安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差從而提出如下假設(shè)：地球磁場是由繞地球的面與背面的溫度差從而提出如下假設(shè)：地球磁場是由繞地球的環(huán)形電流引起的該假設(shè)中的電流方向是環(huán)形電流引起的該假設(shè)中的電流方向是()A由西向東垂直磁子午線由西向東垂直磁子午線B由東向西垂直磁子午線由東向西垂直磁子午線C由南向北沿磁子午線由南向北沿磁子午線 D由赤道向兩極沿磁子午線方向由赤道向兩極沿磁子午線方向解析：解析：如右圖所示考慮地球自轉(zhuǎn)方向，利用安培定則可以判如右圖所示考慮地球自轉(zhuǎn)方向，利用安培定則可以判定地磁場是由東向西的環(huán)形電流產(chǎn)生的，故定地磁場是由東向西的環(huán)形電流產(chǎn)生的，故B項正確項正確答案：答案：B解析：解析：為了便于判斷所標出的小磁針為了便于判斷所標出的小磁針N極的指向是否正確，先極的指向是否正確，先根據(jù)安培定則在圖中畫出相關(guān)磁場中經(jīng)過小磁針的磁感線及其方根據(jù)安培定則在圖中畫出相關(guān)磁場中經(jīng)過小磁針的磁感線及其方向，如圖所示向，如圖所示答案：答案：D解析：解析：該導線可以用該導線可以用a和和d之間的直導線長為之間的直導線長為(1)L來等效代來等效代替，根據(jù)替，根據(jù)FBIL，可知大小為，可知大小為(1)BIL，根據(jù)左手定則判定，根據(jù)左手定則判定方向沿紙面向上，方向沿紙面向上，A正確正確答案：答案：A答案：答案：C安培定則的應(yīng)用及磁感應(yīng)強度的疊加安培定則的應(yīng)用及磁感應(yīng)強度的疊加空間中磁場疊加，在某一點的磁場方向即該點的磁感應(yīng)強度的空間中磁場疊加，在某一點的磁場方向即該點的磁感應(yīng)強度的方向只有一個，即合磁場方向，應(yīng)用平行四邊形定則來求方向只有一個，即合磁場方向，應(yīng)用平行四邊形定則來求答案：答案：B通電導線在安培力作用下運動情況的判定通電導線在安培力作用下運動情況的判定如右圖所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵兩極的正如右圖所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導線可以自由轉(zhuǎn)動，當導線通入圖示方向電流上方，導線可以自由轉(zhuǎn)動，當導線通入圖示方向電流I時，導線的運時，導線的運動情況是動情況是(從上往下看從上往下看)()A順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降B順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升【思路點撥思路點撥】首先明確常見磁場的磁感線分布情況，然后取首先明確常見磁場的磁感線分布情況，然后取“電流電流元元”，用左手定則判定其受力方向，特別注意電流旋轉(zhuǎn)后，有了垂直于，用左手定則判定其受力方向，特別注意電流旋轉(zhuǎn)后，有了垂直于紙面的分量而導致向下受力紙面的分量而導致向下受力(2)特殊位置法特殊位置法把導線轉(zhuǎn)過把導線轉(zhuǎn)過90的特殊位置來分析，根據(jù)左手定則判得安培力方向向下，的特殊位置來分析，根據(jù)左手定則判得安培力方向向下，故導線在順時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動故導線在順時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動綜上所述，選項綜上所述，選項A正確正確答案：答案：A判定安培力作用下導體運動情況的常用方法判定安培力作用下導體運動情況的常用方法結(jié)論法結(jié)論法同向電流互相吸引，異向電流互相排同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢有轉(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定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢的問題，可先分析電運動或運動趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后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，從而確定磁體所受合磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向力及運動方向.答案：答案：B與安培力相關(guān)的綜合問題與安培力相關(guān)的綜合問題【思維點撥思維點撥】找出通電導線所受的所有的力找出通電導線所受的所有的力畫出通電導線受力畫出通電導線受力分析的平面圖分析的平面圖找出各個力之間的關(guān)系找出各個力之間的關(guān)系根據(jù)受力關(guān)系找出電流情根據(jù)受力關(guān)系找出電流情況況答案：答案：7 求解通電導體在磁場中的力學問題的方法是：求解通電導體在磁場中的力學問題的方法是：(1)選定研究對象；選定研究對象；(2)變?nèi)S為二維，畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向切忌變?nèi)S為二維，畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向切忌跟著感覺走，要用左手定則來判斷，注意跟著感覺走，要用左手定則來判斷，注意F安安B、F安安I；(3)根據(jù)力的平衡條件、牛頓第二定律列方程式進行求解根據(jù)力的平衡條件、牛頓第二定律列方程式進行求解答案：答案：A解析：解析：由右手螺旋定則知閉合圓環(huán)在直導線處產(chǎn)生的磁場方向由右手螺旋定則知閉合圓環(huán)在直導線處產(chǎn)生的磁場方向是垂直紙面向里，再由左手定則知直導線受到的安培力方向指向是垂直紙面向里，再由左手定則知直導線受到的安培力方向指向M，所以所以導線導線AB將向?qū)⑾騇運動運動答案：答案：A答案：答案：B答案：答案：D解析：解析：由左手定則，可分別判斷出導體棒所受安培力的方向如圖所示；由左手定則，可分別判斷出導體棒所受安培力的方向如圖所示；由安培力方向可知，重力沿斜面方向的分力可能與安培力沿斜面方向分由安培力方向可知，重力沿斜面方向的分力可能與安培力沿斜面方向分力相平衡的是力相平衡的是A、C、D.當重力沿斜面方向的分力與安培力沿斜面方向當重力沿斜面方向的分力與安培力沿斜面方向的分力大小相等、方向相反時，摩擦力大小為零的分力大小相等、方向相反時，摩擦力大小為零B圖一定有摩擦存在，圖一定有摩擦存在，故故B正確正確答案：答案：B答案：答案：(1)1.5 A(2)0.30 N(3)0.06 N19安培力作用下平衡問題的處理方法安培力作用下平衡問題的處理方法一、安培力、重力、彈力作用下平衡問題的處理方法一、安培力、重力、彈力作用下平衡問題的處理方法求解導體棒在安培力作用下的平衡問題時應(yīng)先進行受力分析，求解導體棒在安培力作用下的平衡問題時應(yīng)先進行受力分析，分析物體受哪幾個力的作用，在分析受力時不能漏掉安培力，分析物體受哪幾個力的作用，在分析受力時不能漏掉安培力，同時要運用左手定則判斷出安培力的方向，再根據(jù)共點力平衡同時要運用左手定則判斷出安培力的方向，再根據(jù)共點力平衡的條件列方程求解在解題時此類試題往往具有空間的立體結(jié)的條件列方程求解在解題時此類試題往往具有空間的立體結(jié)構(gòu)，為了便于理解常常要先畫出平面圖構(gòu)，為了便于理解常常要先畫出平面圖答案：答案：A二、安培力、重力、彈力、摩擦力作用下平衡問題的處理方法二、安培力、重力、彈力、摩擦力作用下平衡問題的處理方法解此類問題仍然要先進行受力分析，畫出平面圖但如果物體始解此類問題仍然要先進行受力分析，畫出平面圖但如果物體始終處于靜止狀態(tài)則摩擦力為靜摩擦力，靜摩擦力大小和方向具有終處于靜止狀態(tài)則摩擦力為靜摩擦力，靜摩擦力大小和方向具有可變性，在解題時可設(shè)定靜摩擦力的方向，選取最大靜摩擦力作可變性，在解題時可設(shè)定靜摩擦力的方向，選取最大靜摩擦力作為臨界條件分別進行討論，然后列方程求解可得出所要求的范為臨界條件分別進行討論，然后列方程求解可得出所要求的范圍圍答案：答案：斜向下斜向下1.4 TB4.5 T