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文檔簡介
方向N靜止2.勻強磁場(1)定義:磁感應(yīng)強度的大小處處相等、方向_________的磁場。(2)磁感線特點:疏密程度相同、方向相同的平行直線。二、磁感線1.磁感線的特點(1)描述磁場的方向:磁感線上某點的_____方向就是該點的磁場方向。(2)描述磁場的強弱:磁感線的疏密程度表示磁場的______,在磁感線較密的地方磁場______;在磁感線較疏的地方磁場_______。(3)是閉合曲線:在磁體外部,從____指向_____;在磁體內(nèi)部,由____指向____。(4)不相交:同一磁場的磁感線永不______、不相切。(5)是假想線:磁感線是為了形象描述磁場而假想的曲線,客觀上并不存在。處處相同切線較強強弱較弱N極S極S極N極相交2.電流的磁場越弱勻強最強非勻強越弱三、安培力1.安培力的大小(1)磁場方向和電流方向垂直時:F=_____。(2)磁場方向和電流方向平行時:F=0。2.安培力的方向——左手定則判斷(1)伸出左手,讓拇指與其余四個手指_____,并且都與手掌在同一個平面內(nèi)。(2)讓磁感線從掌心垂直進入,并使四指指向______的方向。(3)_____
所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。BIL垂直電流拇指情景創(chuàng)設(shè)
我們居住的地球是一個大磁體,如圖所示,地磁場的分布類似于條形磁鐵的磁場。地磁場具有以下特點:(1)地磁的N極在地理南極附近,S極在地理北極附近。(2)在赤道平面上,距離地球表面高度相等的各點,磁感應(yīng)強度相等,且方向水平向北。微點判斷
(1)1820年,丹麥物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。
()(2)磁場中某點磁感應(yīng)強度的大小,跟放在該點的試探電流元的情況無關(guān)。
()(3)磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向,跟安培力的方向一致。
()(4)小磁針N極所指的方向就是該處磁場的方向。
()(5)在同一幅圖中,磁感線越密,磁場越強。
()(6)將通電導線放入磁場中,若不受安培力,說明該處磁感應(yīng)強度一定為零。
()(7)磁感應(yīng)強度由磁場本身決定,B與F、I、L均無關(guān)。
()(8)地磁場的地磁“兩極”與地球的地理“兩極”位置相反。
(
)(9)磁感線、電場線都是假想的曲線,但是磁感線是閉合的曲線,而電場線是不閉合的曲線。
()×√××√×√√√提能點(一)安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加(自練通關(guān))
點點通
1.[安培定則的理解及應(yīng)用]如圖所示,直導線AB、螺線管E、電磁鐵D三者相距較遠,其磁場互不影響,當開關(guān)S閉合后,則小磁針北極N(灰色一端)指示磁場方向正確的是
(
)A.a(chǎn)
B.BC.c
D.d解析:根據(jù)安培定則可判斷出電流的磁場方向,再根據(jù)小磁針靜止時N極所指的方向為磁場的方向可知C正確。答案:C
答案:A答案:A
4.[環(huán)形電流的磁場的疊加]如圖甲所示,無限長導線,均通以恒定電流I。直線部分和坐標軸接近重合,彎曲部分是以坐標原點O為圓心的半徑相同的一段圓弧,已知直線部分在原點O處不形成磁場,則圖乙中O處磁感應(yīng)強度和圖甲中O處磁感應(yīng)強度相同的是
(
)答案:A
一站過
1.安培定則的應(yīng)用關(guān)鍵在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向時關(guān)鍵應(yīng)分清“因”和“果”。因果電流的磁場
原因(電流方向)結(jié)果(磁場方向)直線電流的磁場大拇指指向四指指向環(huán)形電流及通電螺線管的磁場四指指向大拇指指向2.磁場疊加問題的解題思路(1)確定磁場場源,如通電導線。(2)定位空間中需求解磁場的點,利用安培定則判定各個場源在這一點上產(chǎn)生的磁場的大小和方向。如圖所示BM、BN為M、N在c點產(chǎn)生的磁場。(3)應(yīng)用平行四邊形定則進行合成,如圖中的合磁場B。提能點(二)安培力的大小和方向(自練通關(guān))
點點通
1.[安培力的大小]在磁場中的同一位置放置一條直導線,導線的方向與磁場方向垂直,則下列描述導線受到的安培力F的大小與通過導線的電流I的關(guān)系圖像正確的是(
)解析:磁場中同一位置,磁感應(yīng)強度B保持不變。導線方向與磁場方向垂直時,安培力F=BIL,故A選項正確。答案:A
答案:A3.[安培力的疊加問題]如圖,等邊三角形線框LMN由三根相同的導體棒連接而成,固定于勻強磁場中,線框平面與磁感應(yīng)強度方向垂直,線框頂點M、N與直流電源兩端相接。已知導體棒MN受到的安培力大小為F,則線框LMN受到的安培力的大小為
(
)A.2F
B.1.5FC.0.5F D.0答案:B
一站過
1.安培力大小:F=BILsinθ(1)適用條件:①L⊥B,②θ為I與B的夾角。(2)特例:①當I⊥B時,F(xiàn)=BIL。
②當I∥B時,F(xiàn)=0。(3)通電導線的有效長度①當通電導線彎曲時,L是導線兩端的有效直線長度(如圖所示)。②對于任意形狀的閉合線圈,其有效長度均為零,所以通電后在勻強磁場中受到的安培力的矢量和為零。2.安培力方向的判斷(1)判斷方法:左手定則。(2)方向特點:F既垂直于B,也垂直于I,所以安培力方向一定垂直于B與I決定的平面。3.安培力疊加的兩種分析思路(1)先分析通電導線所在處的合磁感應(yīng)強度的大小和方向,由左手定則判斷安培力的方向,由F=BILsinθ,求安培力的大小。(2)先由左手定則判斷各個安培力的方向,由F=BILsinθ,求各個安培力的大小,再由平行四邊形定則求其合力。提能點(三)安培力作用下的力電綜合問題(題點精研)通電導體在安培力作用下的平衡和加速問題的分析思路通電導體在磁場中的平衡問題和加速問題是一種常見的力電綜合問題,該類問題一般由導軌(水平或者傾斜)、導體棒、電源和電阻等組成。這類題目的難點是題圖具有立體性,各力的方向不易確定,因此解題時一定要先把立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖,通過受力分析建立有關(guān)關(guān)系。一般思路如下:(1)選定研究對象。(2)變?nèi)S為二維,如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等,并畫出平面受力分析圖,其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I,如圖所示。①水平導軌②傾斜導軌(3)列平衡方程或牛頓第二定律方程進行求解。題型(一)安培力作用下的平衡問題[例1]
如圖甲所示,固定的兩光滑導體圓環(huán)相距1m。在兩圓環(huán)上放一導體棒,圓環(huán)通過導線與電源相連,電源的電動勢為3V,內(nèi)阻為0.2Ω。導體棒質(zhì)量為60g,接入電路的電阻為1.3Ω,圓環(huán)電阻不計,勻強磁場豎直向上。開關(guān)S閉合后,棒可以靜止在圓環(huán)上某位置,該位置對應(yīng)的半徑與水平方向的夾角為θ=37°,如圖乙所示,(g取10m/s2,sin37°≈0.6,cos37°≈0.8)求:(1)棒靜止時受到的安培力的大??;(2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小。[答案]
(1)0.8N
(2)0.4T[針對訓練]1.(2022·湖南高考)如圖(a),直導線MN被兩等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO′上,其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場,與OO′距離相等位置的磁感應(yīng)強度大小相等且不隨時間變化,其截面圖如圖(b)所示。導線通以電流I,靜止后,懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是
(
)A.當導線靜止在圖(a)右側(cè)位置時,導線中電流方向由N指向MB.電流I增大,靜止后,導線對懸線的拉力不變C.tanθ與電流I成正比D.sinθ與電流I成正比答案:D題型(二)安培力作用下的加速問題[例2]
如圖是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖,兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定,其間安放金屬滑塊(即實驗用彈丸)?;瑝K可沿導軌無摩擦滑行,且始終與導軌保持良好接觸,電源提供的強大電流從一根導軌流入,經(jīng)過滑塊,再從另一導軌流回電源。滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射。在發(fā)射過程中,該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場,方向垂直于紙面,其強度與電流的關(guān)系為B=kI,比例常數(shù)k=2.5×10-6T/A。已知兩導軌內(nèi)側(cè)間距l(xiāng)=1.5cm,滑塊的質(zhì)量m=30g,滑塊沿導軌滑行x=5m后獲得的發(fā)射速度為v=3.0km/s(此過程視為勻加速運動)。(1)求發(fā)射過程中電源提供的電流大小。(2)若電源輸出的能量有4%轉(zhuǎn)換為滑塊的動能,則發(fā)射過程中電源
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