（魯京津瓊）2020版高考物理總復(fù)習(xí)第九章磁場(chǎng)第1講磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用課件.pptx

1、高考導(dǎo)航,第1講磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用,知識(shí)排查,磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度,1.磁場(chǎng) (1)基本特性：磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有_的作用。 (2)方向：小磁針的_所受磁場(chǎng)力的方向。,磁場(chǎng)力,N極,(1)物理意義：描述磁場(chǎng)的_和_。,2.磁感應(yīng)強(qiáng)度,強(qiáng)弱,方向,(3)方向：小磁針靜止時(shí)_的指向。 (4)單位：特斯拉(T)。,N極,3.勻強(qiáng)磁場(chǎng),(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小_、方向_的磁場(chǎng)稱為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 (2)特點(diǎn)：磁感線為疏密程度相同、方向相同的平行直線。,處處相等,處處相同,磁感線電流的磁場(chǎng),1.磁感線及其特點(diǎn) (1)磁感線：在磁場(chǎng)中畫出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的_的

2、方向一致。 (2)特點(diǎn) 磁感線上某點(diǎn)的_方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。 磁感線的_定性地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。 磁感線是_曲線，沒有起點(diǎn)和終點(diǎn)。 磁感線是假想的曲線，客觀上_。,磁感應(yīng)強(qiáng)度,切線,疏密,閉合,不存在,2.幾種常見的磁場(chǎng) (1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(如下圖所示),(2)電流的磁場(chǎng),越弱,最強(qiáng),越弱,在磁場(chǎng)的某些區(qū)域內(nèi)，磁感線為_的平行線，如圖所示。,(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng),同向等間距,安培力,1.安培力的大小 (1)磁場(chǎng)和電流垂直時(shí)：F_。 (2)磁場(chǎng)和電流平行時(shí)：F_。 2.安培力的方向 左手定則判斷： (1)伸出左手，讓拇指與其余四指_，并且都在同一個(gè)平面內(nèi)。 (2)讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使

3、四指指向_方向。 (3) _所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。,BIL,0,垂直,電流,拇指,小題速練,(1)1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。() (2)垂直磁場(chǎng)放置的線圈面積減小時(shí)，穿過線圈的磁通量可能增大。() (3)小磁針N極所指的方向就是該處磁場(chǎng)的方向。() (4)在同一幅圖中，磁感線越密，磁場(chǎng)越強(qiáng)。() (5)將通電導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中不受安培力，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。() 答案(1)(2)(3)(4)(5),1.思考判斷,答案B,2.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說法正確的是(),3.(多選)指南針是我國古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針，下列說法正確的是() A.指

4、南針可以僅具有一個(gè)磁極 B.指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場(chǎng) C.指南針的指向會(huì)受到附近鐵塊的干擾 D.在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時(shí)指南針不偏轉(zhuǎn) 答案BC,答案C,4.人教版選修31P94T1改編下面的幾個(gè)圖顯示了磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力，其中正確的是(),圖1,5.為了降低潛艇噪音可用電磁推進(jìn)器替代螺旋槳。如圖1為直線通道推進(jìn)器示意圖。推進(jìn)器前后表面導(dǎo)電，上下表面絕緣，規(guī)格為：abc0.5 m0.4 m0.3 m。空間內(nèi)存在由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B10.0 T、方向豎直向下，若在推進(jìn)器前后方向通以電流I1.0103 A，方向如圖。則下列判斷正確的是

5、(),A.推進(jìn)器對(duì)潛艇提供向左的驅(qū)動(dòng)力，大小為4.0103 N B.推進(jìn)器對(duì)潛艇提供向右的驅(qū)動(dòng)力，大小為4.0103 N C.推進(jìn)器對(duì)潛艇提供向左的驅(qū)動(dòng)力，大小為3.0103 N D.推進(jìn)器對(duì)潛艇提供向右的驅(qū)動(dòng)力，大小為3.0103 N,解析磁場(chǎng)方向向下，電流方向向里，依據(jù)左手定則，則安培力方向向左，根據(jù)安培力公式FBIL4.0103 N，綜上所述，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。,答案A,安培定則的應(yīng)用、磁場(chǎng)的疊加,1.安培定則的應(yīng)用：在運(yùn)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(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”。,2.磁場(chǎng)的疊加：磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，其合成與分解遵循平行四邊形定則。,圖2,答案AC,

6、1.如圖3所示，把一根通電的硬直導(dǎo)線ab，用輕繩懸掛在通電螺線管正上方，直導(dǎo)線中的電流方向由a向b。閉合開關(guān)S瞬間，導(dǎo)線a端所受安培力的方向是(),圖3,A.向上B.向下 C.垂直紙面向外D.垂直紙面向里,答案D,解析閉合開關(guān)S瞬間，由右手螺旋定則知螺線管右端為N極，左端為S極，螺線管在通電導(dǎo)線a端產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向斜向左下方，由左手定則可知，導(dǎo)線a端所受安培力的方向垂直紙面向里，D正確。,圖4,2.(2017全國卷，18)如圖4，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩長直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l。在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí)，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點(diǎn)

7、處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為(),答案C,安培力及安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的判斷,1.安培力的方向 根據(jù)左手定則判斷。 2.安培力公式FBIL的應(yīng)用條件 (1)B與L垂直。 (2)L是有效長度。如彎曲通電導(dǎo)線的有效長度L等于連接兩端點(diǎn)的直線的長度，相應(yīng)的電流方向沿兩端點(diǎn)連線由始端流向末端，如圖5所示。,圖5,3.通電導(dǎo)線在安培力作用下運(yùn)動(dòng)情況的判斷方法,圖6,【例2】 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6所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運(yùn)動(dòng)且通以由a到b的電流，則關(guān)于導(dǎo)線ab受磁場(chǎng)力后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是(),A.從上

8、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 C.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,方法二(結(jié)論法)結(jié)論1：兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，電流方向相同時(shí)相互吸引，電流方向相反時(shí)相互排斥。 結(jié)論2：兩電流不平行時(shí)，將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，有轉(zhuǎn)到兩電流相互平行且方向相同的趨勢(shì)。 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)線的作用，此時(shí)螺線管相當(dāng)于垂直紙面向里的直線電流，由上述結(jié)論可知導(dǎo)線ab受磁場(chǎng)力后(從上向下看)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管，選項(xiàng)D正確。,解析方法一(電流元法)由安培定則可判定通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，導(dǎo)線等效為Oa、Ob兩電流元，由

9、左手定則可判定兩電流元所受安培力的方向，如圖所示，所以從上向下看導(dǎo)線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)過90時(shí)再用左手定則可判定導(dǎo)線所受磁場(chǎng)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，選項(xiàng)D正確。,答案D,1.(2019河北衡水中學(xué)調(diào)研)如圖7所示，導(dǎo)體棒ab置于“U”型鐵芯的兩臂之間，鐵芯繞上線圈組成一閉合回路，當(dāng)電鍵閉合后，下列說法正確的是(),圖7,A.“U”型鐵芯的上臂為N極 B.導(dǎo)體棒受到的安培力方向豎直向下 C.滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)時(shí)導(dǎo)體棒受到的安培力變大 D.只有在電鍵關(guān)閉和斷開瞬間導(dǎo)體棒才受安培力,答案C,解析由電源正負(fù)極知電流方向?yàn)閎a，再由螺旋定則知，“U”型鐵芯下臂為N極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由左

10、手定則知ab棒受安培力向右，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若滑片向左滑時(shí)R，I，B增大，F(xiàn)安BIL，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。,圖8,2.(多選)通有電流的導(dǎo)線L1、L2、L3、L4處在同一平面(紙面)內(nèi)，放置方式及電流方向如圖8甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4可繞垂直紙面的中心軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，則下列描述正確的是(),A.L2繞軸O按順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B.L2繞軸O按逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C.L4繞軸O按順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D.L4繞軸O按逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),答案BC,解析題圖甲中由安培定則，可知導(dǎo)線L1上方磁場(chǎng)垂直紙面向外，且離導(dǎo)線L1的距離越近，磁場(chǎng)越強(qiáng)，導(dǎo)線L2上每一小部分受到的安培力方向水平向右，但軸O下方導(dǎo)線所受安培力較大，所以L2繞

11、軸O按逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；題圖乙中軸O上方導(dǎo)線L4所受安培力向右，軸O下方導(dǎo)線L4所受安培力向左，即L4繞軸O按順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。,安培力作用下導(dǎo)體的平衡或加速問題,分析通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的平衡或加速問題的思路 (1)選定研究對(duì)象。 (2)受力分析時(shí)，變立體圖為平面圖，如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖，安培力的方向F安B、F安I。 如下圖所示：,(3)列平衡方程或牛頓第二定律方程進(jìn)行求解。,圖9,【例3】 如圖9所示，在天花板下用細(xì)線懸掛一半徑為R的金屬圓環(huán)，圓環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，圓環(huán)一部分處在垂直于環(huán)面的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，環(huán)與磁場(chǎng)邊界交點(diǎn)

12、A、B與圓心O連線的夾角為120，此時(shí)懸線的張力為F。若圓環(huán)通電，使懸線的張力剛好為零，則環(huán)中電流大小和方向是(),答案A,1.如圖10所示，在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒ab兩端由等長輕質(zhì)軟導(dǎo)線水平懸掛，平衡時(shí)兩導(dǎo)線與水平面的夾角均為(90)，緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片位置以改變通過棒中的電流I。則下列四幅圖象中，能正確反映與I的變化規(guī)律的是(),圖10,答案A,解析對(duì)ab棒受力分析如圖所示：,圖11,A.彈體向左高速射出 B.I為原來的2倍，彈體射出的速度也為原來的2倍 C.彈體的質(zhì)量為原來的2倍，射出的速度也為原來的2倍 D.軌道長度L為原來的4倍，彈體射出的速度為原來的2倍,2.(多選)

13、如圖11所示為電磁軌道炮的工作原理圖。待發(fā)射彈體與軌道保持良好接觸，并可在兩平行軌道之間無摩擦滑動(dòng)。電流從一條軌道流入，通過彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道平面的磁場(chǎng)(可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng))，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與電流I成正比。通電的彈體在安培力的作用下離開軌道，則下列說法正確的是(),答案BD,安培力可以使通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中平衡、轉(zhuǎn)動(dòng)、加速，有時(shí)會(huì)涉及做功問題，在人們的生產(chǎn)、生活中及軍事領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，也是高考的熱點(diǎn)問題。解答該類問題一般要用到平衡條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、能量守恒定律等有關(guān)知識(shí)。,科學(xué)態(tài)度與責(zé)任系列安培力作用下的STSE問題,1.(多選)(2016海南高考

14、，8)如圖12甲所示，揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場(chǎng)中，當(dāng)音頻電流信號(hào)通過線圈時(shí)，線圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng)，發(fā)出聲音。俯視圖乙表示處于輻射狀磁場(chǎng)中的線圈(線圈平面即紙面)，磁場(chǎng)方向如圖中箭頭所示，在圖乙中 (),一、安培力在揚(yáng)聲器中的應(yīng)用,圖12,A.當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里 B.當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外 C.當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里 D.當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外,解析將圓形線圈看作由無數(shù)小段直導(dǎo)線組成，由左手定則可以判斷，當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。,答案BC,2.如圖13所示為電流天平，可以用來測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平長度為l，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與線圈平面垂直，當(dāng)線圈中通過電流I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡，然后使電流反向，大小不變，這時(shí)需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達(dá)到新的平衡，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為()