金版學(xué)案2017高三物理一輪課件：81磁場及其描述 磁場對(duì)電流的作用

1、第第1課時(shí)磁場及其描述磁場對(duì)電流的作用課時(shí)磁場及其描述磁場對(duì)電流的作用 考點(diǎn)一考點(diǎn)一 對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解 1磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場力的性質(zhì)的物理量，由磁場本磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場力的性質(zhì)的物理量，由磁場本身決定，是用比值法定義的身決定，是用比值法定義的 2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場強(qiáng)度與電場強(qiáng)度E的比較的比較磁感應(yīng)強(qiáng)度 B電場強(qiáng)度 E物理意義描述磁場的力的性質(zhì)的物理量描述電場的力的性質(zhì)的物理量定義式BFIL，通電導(dǎo)線與 B 垂直EFq大小決定由磁場決定，與檢驗(yàn)電流無關(guān)由電場決定，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)方向矢量磁感線切線方向， 小磁針 N 極受力方向矢量電場線切線方向，放入該點(diǎn)的正電荷受

2、力方向場的疊加合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和合場強(qiáng)等于各個(gè)電場的場強(qiáng)的矢量和【例【例1】(2016永州模擬永州模擬)關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說法，下列說法中正確的是中正確的是()A磁場中某點(diǎn)磁場中某點(diǎn)B的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān)況有關(guān)B磁場中某點(diǎn)磁場中某點(diǎn)B的方向，跟放在該點(diǎn)的試探電流元受到的方向，跟放在該點(diǎn)的試探電流元受到磁場力的方向一致磁場力的方向一致C若在磁場中某點(diǎn)的試探電流元不受磁場力作用，該若在磁場中某點(diǎn)的試探電流元不受磁場力作用，該點(diǎn)點(diǎn)B值大小為零值大小為零D在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大在磁場中磁

3、感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大1(多選多選)(2016仙桃模擬仙桃模擬)下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強(qiáng)度為零電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強(qiáng)度為零B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)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)度一定為零強(qiáng)度一定為零C表征電場中某點(diǎn)電場的強(qiáng)弱，是把一個(gè)檢驗(yàn)電荷放在該表征電場中某點(diǎn)電場的強(qiáng)弱，是把一個(gè)檢驗(yàn)電荷放在該點(diǎn)時(shí)受到的電場力與檢驗(yàn)電荷本身電荷量的比值點(diǎn)時(shí)受到的電場力與檢驗(yàn)電荷本身電荷量的比值D表征磁場中某點(diǎn)磁場的強(qiáng)弱，是把一小段通電導(dǎo)線放在表征磁場中某點(diǎn)磁場的強(qiáng)弱，是把一小段通

4、電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到的磁場力與該小段導(dǎo)體長度和電流乘積的比值該點(diǎn)時(shí)受到的磁場力與該小段導(dǎo)體長度和電流乘積的比值 考點(diǎn)二考點(diǎn)二 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【例【例2】(2016廊坊模擬廊坊模擬)如圖所示，如圖所示，M、N、P是以是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心，點(diǎn)為半圓弧的圓心，MOP60.在在M、N處各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙?zhí)幐饔幸粭l長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，這時(shí)這時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1.若將若將M處的長直導(dǎo)線移

5、處的長直導(dǎo)線移至至P處，則處，則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)辄c(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽2，則，則B2與與B1之比之比為為()方方 法法 總總 結(jié)結(jié)(1)牢記判斷電流的磁場的方法牢記判斷電流的磁場的方法安培定則安培定則，并能熟并能熟練應(yīng)用練應(yīng)用，建立磁場的立體分布模型建立磁場的立體分布模型(2)在進(jìn)行磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加時(shí)在進(jìn)行磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加時(shí)，應(yīng)注意是哪個(gè)電流產(chǎn)應(yīng)注意是哪個(gè)電流產(chǎn)生的磁場生的磁場，磁場方向如何磁場方向如何2(多選多選)(2014海南卷海南卷)如圖所示，兩根平行長直導(dǎo)線相距如圖所示，兩根平行長直導(dǎo)線相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定電流；，通有大小相等、方向相同的恒定電流；a、b、c

6、是導(dǎo)線是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三點(diǎn)，左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為、所在平面內(nèi)的三點(diǎn)，左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為、l和和3l.關(guān)于這三點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列判斷正確的是關(guān)于這三點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列判斷正確的是()Aa處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大處的大Bb、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等Ca、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同Db處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零解析：解析：a、c兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩導(dǎo)線電流產(chǎn)生的合磁感兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩導(dǎo)線電流產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度，由于由于a點(diǎn)比點(diǎn)比c點(diǎn)距離兩導(dǎo)線較近點(diǎn)距離兩導(dǎo)線較近，所以所以a點(diǎn)的磁感應(yīng)

7、點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比強(qiáng)度比c點(diǎn)的大點(diǎn)的大，A正確；根據(jù)安培定則知正確；根據(jù)安培定則知，a、c兩處磁感兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反應(yīng)強(qiáng)度方向相反，C錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；b點(diǎn)位于兩導(dǎo)線中間點(diǎn)位于兩導(dǎo)線中間，兩導(dǎo)線在兩導(dǎo)線在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場大小相等點(diǎn)產(chǎn)生的磁場大小相等，方向相反方向相反，合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，c處磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零處磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，D正確正確，B錯(cuò)誤錯(cuò)誤答案：答案：AD 考點(diǎn)三考點(diǎn)三 安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的判定安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的判定1通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢的判定步通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢的判定步驟：首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場分布情況，然驟：首先

8、必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場分布情況，然后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢的方向體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢的方向2應(yīng)用左手定則判定安培力方向時(shí)應(yīng)注意：磁感線方向應(yīng)用左手定則判定安培力方向時(shí)應(yīng)注意：磁感線方向不一定垂直于電流方向，但安培力方向一定與磁場方向不一定垂直于電流方向，但安培力方向一定與磁場方向和電流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁場方向和電和電流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁場方向和電流方向決定的平面流方向決定的平面3常用方法常用方法電流元法分割為電流元 左手定則安培力方向整段導(dǎo)體所受合力方向運(yùn)動(dòng)方向特殊

9、位置法在特殊位置安培力方向運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流小磁針條形磁鐵通電螺線管多個(gè)環(huán)形電流結(jié)論法同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方向【例【例3】(2016威海模擬威海模擬)如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面當(dāng)線圈內(nèi)通以圖示方向的

10、電流后，線圈的垂直線圈平面當(dāng)線圈內(nèi)通以圖示方向的電流后，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是運(yùn)動(dòng)情況是()A線圈向左運(yùn)動(dòng)線圈向左運(yùn)動(dòng)B線圈向右運(yùn)動(dòng)線圈向右運(yùn)動(dòng)C從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)解析：解法一解析：解法一電流元法首先將線圈分成很多小段電流元法首先將線圈分成很多小段，每每一小段可看作一直線電流元一小段可看作一直線電流元，取其中上、下兩小段分析取其中上、下兩小段分析，其截面圖和受到的安培力情況如圖所示根據(jù)對(duì)稱性可其截面圖和受到的安培力情況如圖所示根據(jù)對(duì)稱性可知知，線圈所受安培力的合力水平向左線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運(yùn)故線圈向左運(yùn)動(dòng)只有選項(xiàng)動(dòng)

11、只有選項(xiàng)A正確正確解法二解法二等效法等效法將環(huán)形電流等效成小磁針將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖所示如圖所示，根據(jù)異名磁極相根據(jù)異名磁極相吸引知吸引知，線圈將向左運(yùn)動(dòng)線圈將向左運(yùn)動(dòng)，選選A.也可將左側(cè)條形磁鐵等也可將左側(cè)條形磁鐵等效成環(huán)形電流效成環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論，根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，異向電流同向電流相吸引，異向電流相排斥相排斥”，也可判斷出線圈向左運(yùn)動(dòng)，選，也可判斷出線圈向左運(yùn)動(dòng)，選A.答案：答案：A3(2016濟(jì)南模擬濟(jì)南模擬)一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運(yùn)置在螺線管的上方，如圖所示，如果直導(dǎo)線可以自由地

12、運(yùn)動(dòng)且通以由動(dòng)且通以由a到到b的電流，則關(guān)于導(dǎo)線的電流，則關(guān)于導(dǎo)線ab受磁場力后的運(yùn)動(dòng)受磁場力后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是情況，下列說法正確的是()A從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管B從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管C從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管D從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管解析：解法一解析：解法一電流元法電流元法由安培定則可判定通電螺線管產(chǎn)生的磁場方向由安培定則可判定通電螺線管產(chǎn)生的磁場方向，導(dǎo)線等導(dǎo)線等效為效為Oa、Ob兩電流元兩電流元，由左手定則可判定

13、兩電流元所由左手定則可判定兩電流元所受安培力的方向受安培力的方向，如圖所示如圖所示，所以從上向下看導(dǎo)線逆時(shí)所以從上向下看導(dǎo)線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)過當(dāng)轉(zhuǎn)過90 時(shí)再用左手定則可判定導(dǎo)線所受磁時(shí)再用左手定則可判定導(dǎo)線所受磁場力向下場力向下，即導(dǎo)線在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要靠近螺線管即導(dǎo)線在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要靠近螺線管，D對(duì)對(duì)解法二解法二結(jié)論法結(jié)論法結(jié)論結(jié)論1：兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢：兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢，電流方向相同時(shí)電流方向相同時(shí)相互吸引相互吸引，電流方向相反時(shí)相互排斥電流方向相反時(shí)相互排斥結(jié)論結(jié)論2：兩電流不平行時(shí)：兩電流不平行時(shí)，將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，有轉(zhuǎn)到兩電流相有轉(zhuǎn)到兩電流相互

14、平行且方向相同的趨勢互平行且方向相同的趨勢通電螺線管上部離導(dǎo)線近通電螺線管上部離導(dǎo)線近，所以只考慮這部分電流與導(dǎo)所以只考慮這部分電流與導(dǎo)線的作用線的作用，此時(shí)螺線管相當(dāng)于垂直紙面向里的直導(dǎo)線此時(shí)螺線管相當(dāng)于垂直紙面向里的直導(dǎo)線，由結(jié)論由結(jié)論2可知導(dǎo)線可知導(dǎo)線ab受磁場力后受磁場力后(從上向下看從上向下看)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管并靠近螺線管，D對(duì)對(duì)答案：答案：D安培力作用下導(dǎo)體的平衡與加速問題安培力作用下導(dǎo)體的平衡與加速問題1導(dǎo)體的平衡問題與力學(xué)中的平衡問題分析方法相同，導(dǎo)體的平衡問題與力學(xué)中的平衡問題分析方法相同，只不過多了安培力，解題的關(guān)鍵是畫出受力分析圖只不過多了安培力，解題的關(guān)鍵是畫出受力分析圖2導(dǎo)體的加速問題關(guān)鍵是做好受力分析，然后根據(jù)牛頓導(dǎo)體的加速問題關(guān)鍵是做好受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律求出加速度第二定律求出加速度 方方 法法 技技 巧巧 思思 維維 提提 升升典例典例如圖所示，金屬棒如圖所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，棒中通以由懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，棒中通以由M向向N的的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為.如果僅改變下如果僅改變下列某一個(gè)條