第八章第一節(jié)

1、第八章磁場第八章磁場欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場2015高考導航高考導航考綱展示考綱展示1.磁場、磁感應(yīng)強度、磁感線磁場、磁感應(yīng)強度、磁感線2通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向3安培力、安培力的方向安培力、安培力的方向4勻強磁場中的安培力勻強磁場中的安培力5洛倫茲力、洛倫茲力的方向洛倫茲力、洛倫茲力的方向6洛倫茲力公式洛倫茲力公式7帶電粒子在勻強磁場中的運動帶電粒子在勻強磁場中的運動8質(zhì)譜儀和回旋加速器質(zhì)譜儀和回旋加速器說明：說明：1.安培力的計算只限于電流與磁感應(yīng)強安培力的計算只限于電流與磁感應(yīng)強度垂直的情形度垂直的情形2洛倫茲力的計算只限于速度與磁

2、場方向垂洛倫茲力的計算只限于速度與磁場方向垂直的情形直的情形.欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場熱點視角熱點視角1.高考對磁場知識的考查頻率較高，考查的熱點主要集中在：高考對磁場知識的考查頻率較高，考查的熱點主要集中在：磁場概念的理解、安培力的應(yīng)用和帶電粒子在磁場中的運磁場概念的理解、安培力的應(yīng)用和帶電粒子在磁場中的運動、帶電粒子在復合場中的運動動、帶電粒子在復合場中的運動2高考題型包括選擇題和計算題選擇題側(cè)重考查磁場的基高考題型包括選擇題和計算題選擇題側(cè)重考查磁場的基本概念、安培力的簡單應(yīng)用和洛倫茲力的有關(guān)分析；計算題本概念、安培力的簡單應(yīng)用和洛倫茲力的有關(guān)分析；計算題則側(cè)重考查帶電粒子在

3、磁場中或在復合場中的運動以及與電則側(cè)重考查帶電粒子在磁場中或在復合場中的運動以及與電磁感應(yīng)相結(jié)合的問題特別注意磁感應(yīng)相結(jié)合的問題特別注意“邊界問題邊界問題”以及由周期性引以及由周期性引起的多解問題起的多解問題3高考也注重實際應(yīng)用，如質(zhì)譜儀、回旋加速器、霍爾元高考也注重實際應(yīng)用，如質(zhì)譜儀、回旋加速器、霍爾元件、磁流體發(fā)電機、速度選擇器、磁電式電流表等都可能成件、磁流體發(fā)電機、速度選擇器、磁電式電流表等都可能成為命題的背景為命題的背景.欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場第一節(jié)磁場的描述磁場對電流的作用第一節(jié)磁場的描述磁場對電流的作用欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場一、磁場、磁感應(yīng)強度一、磁場

4、、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、電流和運動電荷有基本性質(zhì)：磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有_的作用的作用(2)方向：小磁針的方向：小磁針的N極所受磁場力的方向極所受磁場力的方向2磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度(1)物理意義：描述磁場強弱和方向物理意義：描述磁場強弱和方向(2)定義式：定義式：B_(通電導線垂直于磁場通電導線垂直于磁場)(3)方向：小磁針靜止時方向：小磁針靜止時_的指向的指向(4)單位：單位：_，符號，符號T.磁力磁力N極極特斯拉特斯拉欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場二、磁感線及特點二、磁感線及特點1磁感線磁感線在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的在

5、磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的_方向都跟這方向都跟這點的磁感應(yīng)強度的方向一致點的磁感應(yīng)強度的方向一致2磁感線的特點磁感線的特點(1)磁感線上某點的磁感線上某點的_方向就是該點的磁場方向方向就是該點的磁場方向(2)磁感線的疏密定性地表示磁場的磁感線的疏密定性地表示磁場的_，在磁感線較密的，在磁感線較密的地方磁場較地方磁場較_；在磁感線較疏的地方磁場較；在磁感線較疏的地方磁場較_切線切線切線切線強弱強弱強強弱弱欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場(3)磁感線是磁感線是_曲線，沒有起點和終點在磁體外部，從曲線，沒有起點和終點在磁體外部，從N極指向極指向S極；在磁體內(nèi)部，由極；在磁體內(nèi)部，由S極

6、指向極指向N極極(4)同一磁場的磁感線不同一磁場的磁感線不_、不、不_、不相切、不相切(5)磁感線是假想的曲線，客觀上不存在磁感線是假想的曲線，客觀上不存在閉合閉合中斷中斷相交相交欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場3電流周圍的磁場電流周圍的磁場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點特點安培安培定則定則無磁極、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越弱場越弱與條形磁鐵的磁與條形磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為場相似，管內(nèi)為勻強磁場且磁場勻強磁場且磁場最強，管外為非最強，管外為非勻強磁場勻強磁場環(huán)形電流的兩環(huán)形電流的兩側(cè)是側(cè)是N極和極和

7、S極且離圓環(huán)中極且離圓環(huán)中心越遠，磁場心越遠，磁場越弱越弱欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場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立體立體圖圖橫截橫截面圖面圖欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場三、安培力的大小和方向三、安培力的大小和方向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(xiàn)_.(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)；讓磁感線從掌心進入，并使并

8、且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向四指指向_的方向，這時的方向，這時_所指的方向就是通電導線所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向在磁場中所受安培力的方向(2)安培力的方向特點：安培力的方向特點：FB，F(xiàn)I，即，即F垂直于垂直于B和和I決定的決定的平面平面(注意：注意：B和和I可以有任意夾角可以有任意夾角)BIL電流電流拇指拇指欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加1安培定則的應(yīng)用安培定則的應(yīng)用在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應(yīng)分清在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應(yīng)分清“因因”和和“果果”

9、原因原因(電流方向電流方向)結(jié)果結(jié)果(磁場繞向磁場繞向)直線電流的磁場直線電流的磁場環(huán)形電流的磁場環(huán)形電流的磁場大拇指大拇指四指四指四指四指大拇指大拇指欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場2.磁場的疊加磁場的疊加磁感應(yīng)強度是矢量，計算時與力的計算方法相同，利用平行四磁感應(yīng)強度是矢量，計算時與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進行合成與分解邊形定則或正交分解法進行合成與分解特別提醒：特別提醒：兩個電流附近的磁場的磁感應(yīng)強度是由兩個電流分兩個電流附近的磁場的磁感應(yīng)強度是由兩個電流分別獨立存在時產(chǎn)生的磁場在該處的磁感應(yīng)強度疊加而成的別獨立存在時產(chǎn)生的磁場在該處的磁感應(yīng)強度疊加而成的欄目

10、欄目導引導引第八章磁場第八章磁場 (2012高考大綱全國卷高考大綱全國卷)如圖所示，兩根相互平行的長直如圖所示，兩根相互平行的長直導線過紙面上的導線過紙面上的M、N兩點兩點,且與紙面垂直且與紙面垂直,導線中通有大小相導線中通有大小相等、方向相反的電流等、方向相反的電流a、O、b在在M、N的連線上的連線上,O為為MN的的中點，中點，c、d位于位于MN的中垂線上，且的中垂線上，且a、b、c、d到到O點的距離點的距離均相等關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是均相等關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是()AO點處的磁感應(yīng)強度為零點處的磁感應(yīng)強度為零Ba、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反兩點處

11、的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反Cc、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同Da、c兩點處磁感應(yīng)強度的方向不同兩點處磁感應(yīng)強度的方向不同C欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場思路點撥思路點撥(1)根據(jù)什么定則判斷導線根據(jù)什么定則判斷導線M和和N在各點產(chǎn)生的在各點產(chǎn)生的磁場方向？磁場方向？(2)磁感應(yīng)強度的大小與各點到導線的距離有什磁感應(yīng)強度的大小與各點到導線的距離有什么關(guān)系？么關(guān)系？(3)合磁場的計算遵守什么定則？合磁場的計算遵守什么定則？解析解析根據(jù)安培定則判斷磁場方向根據(jù)安培定則判斷磁場方向,再結(jié)合矢量的合成知識再結(jié)合矢量的合成知識求解根據(jù)安培定則判斷：兩

12、直線電流在求解根據(jù)安培定則判斷：兩直線電流在O點產(chǎn)生的磁場方點產(chǎn)生的磁場方向均垂直于向均垂直于MN向下，向下，O點的磁感應(yīng)強度不為零，故點的磁感應(yīng)強度不為零，故A選項錯選項錯誤；誤；a、b兩點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，故兩點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，故B選項選項錯誤；根據(jù)對稱性，錯誤；根據(jù)對稱性，c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，故向相同，故C選項正確；選項正確；a、c兩點的磁感應(yīng)強度方向相同，兩點的磁感應(yīng)強度方向相同，故故D選項錯誤選項錯誤欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場方法總結(jié)方法總結(jié)解決這類問題的思路和步驟：解決這類問題的思路和步驟

13、：(1)根據(jù)安培定則確定各導線在某點產(chǎn)生的磁場方向；根據(jù)安培定則確定各導線在某點產(chǎn)生的磁場方向；(2)判斷各分磁場的磁感應(yīng)強度大??；判斷各分磁場的磁感應(yīng)強度大??；(3)根據(jù)矢量合成法則確定合磁場的大小和方向根據(jù)矢量合成法則確定合磁場的大小和方向欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場1.四條相互平行的通電直導線垂直于紙面，位于正方形的四四條相互平行的通電直導線垂直于紙面，位于正方形的四個頂點上，其中個頂點上，其中A、D導線中的電流方向垂直紙面向外，導線中的電流方向垂直紙面向外，B、C導線中的電流方向垂直紙面向里，四條導線中的電流大小導線中的電流方向垂直紙面向里，四條導線中的電流大小相等，如圖所示則

14、相等，如圖所示則B導線受到導線受到A、C、D導線產(chǎn)生磁場的作導線產(chǎn)生磁場的作用力的合力方向是用力的合力方向是()A沿沿AB向右向右B沿沿DB向上向上C沿沿CB斜向上斜向上 D沿沿BC斜向下斜向下C欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場解析：根據(jù)電流間的解析：根據(jù)電流間的“同吸異斥同吸異斥”相互作用規(guī)律，可得相互作用規(guī)律，可得AB、BD間的作用力是斥力，間的作用力是斥力，BC間的作用力是引力，如圖所示由間的作用力是引力，如圖所示由幾何關(guān)系可知，幾何關(guān)系可知，F(xiàn)1F2F3，則可知，則可知F1、F2的合力沿的合力沿CB斜向斜向上而且大于上而且大于F3，所以合力的方向應(yīng)該是沿，所以合力的方向應(yīng)該是沿CB

15、斜向上斜向上欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場安培力作用下的導體運動分析安培力作用下的導體運動分析1通電導體在磁場中的運動實質(zhì)是在磁場對電流的安培力通電導體在磁場中的運動實質(zhì)是在磁場對電流的安培力作用下導體的運動作用下導體的運動2明確磁場的分布和正確運用左手定則進行判斷是解題的明確磁場的分布和正確運用左手定則進行判斷是解題的關(guān)鍵關(guān)鍵欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場 如圖所示，把輕質(zhì)導線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵如圖所示，把輕質(zhì)導線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面當線圈附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面當線圈內(nèi)通以圖中方向的電流后，線圈的運動情

16、況是內(nèi)通以圖中方向的電流后，線圈的運動情況是()A線圈向左運動線圈向左運動B線圈向右運動線圈向右運動C從上往下看順時針轉(zhuǎn)動從上往下看順時針轉(zhuǎn)動D從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動A欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場解析解析法一：電流元法法一：電流元法首先將圓形線圈分成很多小段首先將圓形線圈分成很多小段,每一段可看做一直線電流元，每一段可看做一直線電流元，取其中上、下兩小段分析，其截面圖和受安培力情況如圖甲取其中上、下兩小段分析，其截面圖和受安培力情況如圖甲所示根據(jù)對稱性可知，線圈所受安培力的合力水平向左，所示根據(jù)對稱性可知，線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運動只有選項故線圈向左

17、運動只有選項A正確正確欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場法二：等效法法二：等效法將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖乙所示，根據(jù)異名磁極相吸將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖乙所示，根據(jù)異名磁極相吸引知，線圈將向左運動，選引知，線圈將向左運動，選A.也可將左側(cè)條形磁鐵等效成環(huán)也可將左側(cè)條形磁鐵等效成環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論形電流，根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，異向電流相排斥同向電流相吸引，異向電流相排斥”，也可判斷出線圈向左運動，選也可判斷出線圈向左運動，選A.欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場方法總結(jié)方法總結(jié)安培力作用下導體運動情況的判定方法安培力作用下導體運動情況的判定方法電流元法電流元法特殊位置特殊位置法法

18、等效法等效法在特殊位置在特殊位置安培力方向安培力方向運動方向運動方向欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場結(jié)論法結(jié)論法轉(zhuǎn)換研究轉(zhuǎn)換研究對象法對象法同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行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且電流方向相同的趨勢定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或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，可先分析電流在磁體磁場運動趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確中所受的安培力，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

19、磁定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向體所受合力及運動方向欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場2.(2014雙十中學高三檢測雙十中學高三檢測)如圖所示，原來靜止的圓形線圈如圖所示，原來靜止的圓形線圈通入逆時針方向的電流通入逆時針方向的電流I，在其直徑，在其直徑AB上靠近上靠近B點處放一根點處放一根垂直于線圈的固定不動的長直導線，長直導線通以垂直紙面垂直于線圈的固定不動的長直導線，長直導線通以垂直紙面向里的電流向里的電流I，則圓線圈將，則圓線圈將()A向左平動向左平動 B向右平動向右平動C以直徑為軸轉(zhuǎn)動以直徑為軸轉(zhuǎn)動 D靜止不動靜止不動C欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場

20、解析：將圖中的環(huán)形電流化曲為直，如圖所示，則由電流之解析：將圖中的環(huán)形電流化曲為直，如圖所示，則由電流之間相互作用間相互作用“同吸異斥同吸異斥”的特點和的特點和“兩異向直線電流總有轉(zhuǎn)兩異向直線電流總有轉(zhuǎn)到同向平行且靠近的趨勢到同向平行且靠近的趨勢”可知，圓線圈將有轉(zhuǎn)動的效果，可知，圓線圈將有轉(zhuǎn)動的效果，故故C正確正確欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場對安培力公式的理解和應(yīng)用對安培力公式的理解和應(yīng)用1安培力公式的說明安培力公式的說明在高中階段計算安培力時，常用在高中階段計算安培力時，常用FBIL，即只考慮磁場與電，即只考慮磁場與電流方向垂直的情況，很少考慮二者不垂直的情形流方向垂直的情況，很少考慮二者不垂直的情形2對有效長度的理解對有效長度的理解彎曲導線的有效長度彎曲導線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度等于兩端點所連直線的長度(如圖所示如圖所示),相應(yīng)的電流方向沿相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端安培力的作用點為等效由始端流向末端安培力的作用點為等效長度的幾何中心長度的幾何中心欄目欄目導引導引第八章磁場第八章磁場解