高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第九章 磁場(chǎng) 第24講 磁場(chǎng) 安培力課件

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1、磁場(chǎng)第第 九九 章章第第2424講磁場(chǎng)安培力講磁場(chǎng)安培力考綱要求考情分析命題趨勢(shì)1.磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線2通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向3安培力、安培力的方向4勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力2017全國(guó)卷，192017全國(guó)卷，182016北京卷，17高考對(duì)本節(jié)內(nèi)容的考查主要是以選擇題的形式考查磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培定則、安培力有時(shí)也出現(xiàn)涉及安培力的計(jì)算題，但一般難度不大說明：安培力的計(jì)算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的情形欄目導(dǎo)航板板 塊塊 一一板板 塊塊 二二板板 塊塊 三三板板 塊塊 四四 1磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度 (1)磁場(chǎng)的基本性質(zhì) 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)磁感應(yīng)強(qiáng)度 物理意

2、義：描述磁場(chǎng)的_. 定義式：_(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)) 方向：小磁針靜止時(shí)_. 單位：_，符號(hào)T.磁力磁力 強(qiáng)弱和方向強(qiáng)弱和方向 N極的指向極的指向 特斯拉特斯拉 (3)勻強(qiáng)磁場(chǎng) 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) 特點(diǎn)：疏密程度相同、方向相同的平行直線 (4)地磁場(chǎng) 地磁的N極在地理_附近，S極在地理_附近，磁感線分布如圖所示在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點(diǎn)，磁感在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度_，且方向水平，且方向水平_.處處相等處處相等 處處相同處處相同 南極南極 北極北極 大小相等大小相等 向北向北 2磁感線和電流周圍的磁場(chǎng) (1)磁感線

3、的特點(diǎn) 磁感線上某點(diǎn)的_就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 磁感線的疏密程度定性地表示磁場(chǎng)的_，在磁感線較密的地方磁場(chǎng)_；在磁感線較疏的地方磁場(chǎng)_. 磁感線是閉合曲線，沒有起點(diǎn)和終點(diǎn)在磁體外部，從_指向_，在磁體內(nèi)部，由_指向_. 同一磁場(chǎng)的磁感線不_、不_、不相切 磁感線是假想的曲線，客觀上不存在切線方向切線方向 強(qiáng)弱強(qiáng)弱 較強(qiáng)較強(qiáng) 較弱較弱 N極極 S極極 S極極 N極極 中斷中斷 相交相交 (2)電流周圍的磁場(chǎng)(安培定則) 3安培力的大小和方向 (1)大小 若IB時(shí)，_；若IB時(shí)，F(xiàn)BIl. (2)方向 總垂直于_所決定的平面，即一定垂直于B和I，但B與I不一定垂直可以用左手定則來判定：伸開左手，使大拇

4、指跟其余四個(gè)手指_，并且都跟手掌在_，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線_，使伸開的四指指向_的方向，那么，_所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向 (3)兩平行通電導(dǎo)線間的作用 同向電流相互_，反向電流相互_.F0 B、I 垂直垂直 同一平面內(nèi)同一平面內(nèi) 垂直穿入手心垂直穿入手心 電流電流 拇指拇指 吸引吸引 排斥排斥 1判斷正誤 (1)磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的強(qiáng)弱有關(guān)() (2)將通電導(dǎo)線放人磁場(chǎng)中，若不受安培力，說明該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零() (3)磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受磁場(chǎng)力的方向一致() (4)通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方所受安培力越

5、大() (5)磁感線是客觀存在的，磁感線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 () (6)相鄰兩條磁感線之間的空白區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度為零() (7)安培力可能做正功，也可能做負(fù)功() (8)地磁的N極在地球南極附近，赤道表面附近的地磁場(chǎng)可近似認(rèn)為平行地面向北() 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)形電流的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”.一安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)的疊加一安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)的疊加因果因果磁場(chǎng)磁場(chǎng)原因原因(電流方向電流方向)結(jié)果結(jié)果(磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向)直線電流的磁場(chǎng)直線電流的磁場(chǎng)大拇指大拇指四指四指環(huán)形電流的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)四指四指大拇指大拇指C 分析磁場(chǎng)的疊加的思路 (1)根

6、據(jù)安培定則確定通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的方向 (2)磁場(chǎng)中每一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁感線的切線方向 (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，多個(gè)通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加時(shí)，合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各場(chǎng)源單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和 1計(jì)算安培力公式FBIL，應(yīng)用時(shí)要注意 (1)B與L垂直； (2)L是有效長(zhǎng)度 公式FILB中L指的是“有效長(zhǎng)度”當(dāng)B與I垂直時(shí)，F(xiàn)最大，F(xiàn)ILB；當(dāng)B與I平行時(shí)，F(xiàn)0. 彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L，等于連接兩端點(diǎn)線段的長(zhǎng)度(如圖所示)，相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端二安培力的分析和計(jì)算二安培力的分析和計(jì)算閉合線圈通電后，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到的閉合線圈通電后，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到的安培力的矢量和為零

7、安培力的矢量和為零2方向：根據(jù)左手定則判斷方向：根據(jù)左手定則判斷BC 1導(dǎo)體的平衡問題 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到安培力的作用而處于平衡狀態(tài)，此類問題要?dú)w結(jié)為力學(xué)問題，通過受力分析，列平衡方程求解受力分析時(shí)，仍然遵循確定研究對(duì)象、按一定順序分析受力的原則需要注意的是，安培力方向的確定、安培力大小的計(jì)算要和左手定則、歐姆定律等知識(shí)相聯(lián)系三對(duì)安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)問題的探究三對(duì)安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)問題的探究 2導(dǎo)線或線圈在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的變速運(yùn)動(dòng) 此類問題中，關(guān)于安培力方向的判斷是一個(gè)難點(diǎn)，常用的方法有： (1)電流元法：即把整段電流等效為很多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從

8、而判斷出整段電流所受合力方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向 (2)特殊值分析法：把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷所受安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向 (3)等效法：環(huán)形電流可以等效成小磁針，通電螺線管可等效為很多環(huán)形電流 (4)利用已知的一些相關(guān)結(jié)論法：兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，方向相同時(shí)相互吸引，方向相反時(shí)相互排斥兩電流不平行時(shí)有轉(zhuǎn)動(dòng)到平行方向相同的趨勢(shì) 例3如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，置于傾角為的光滑斜面上導(dǎo)體棒與斜面的水平底邊始終平行已知導(dǎo)體棒通以從b向a的電流，電流為I，重力加速度為g.(1)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，為使導(dǎo)體棒靜止在斜面若勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，為使導(dǎo)體棒靜止

9、在斜面上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；的大??；(2)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小、方向都可以改變，要使導(dǎo)體棒若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小、方向都可以改變，要使導(dǎo)體棒能靜止在斜面上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度能靜止在斜面上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和對(duì)應(yīng)的方向的最小值和對(duì)應(yīng)的方向 思維導(dǎo)引思維導(dǎo)引 分析導(dǎo)體棒所受安培力方向分析導(dǎo)體棒所受安培力方向選擇觀察方向，分析導(dǎo)體棒受選擇觀察方向，分析導(dǎo)體棒受幾個(gè)力的作用，并畫出其平面受力圖幾個(gè)力的作用，并畫出其平面受力圖 求解安培力作用下導(dǎo)體棒平衡問題的基本思路 求解關(guān)鍵 電磁問題力學(xué)化 立體圖形平面化 求解極值數(shù)學(xué)化A 2(2017上海楊浦區(qū)模擬)如圖所示，質(zhì)量m0.5 kg的通電導(dǎo)

10、體棒在安培力作用下靜止在傾角為37、寬度L1 m的光滑絕緣框架上，磁場(chǎng)方向垂直于框架平面向下(磁場(chǎng)僅存在于絕緣框架內(nèi))右側(cè)回路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E8 V、內(nèi)阻r1 ，額定功率為8 W、額定電壓為4 V的電動(dòng)機(jī)M正常工作取sin 370.6，cos 370.8，重力加速度大小g10 m/s2，則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為() A2 T B1.73 T C1.5 T D1 TC BC AD 例1(8分)如圖所示，導(dǎo)體桿ab的質(zhì)量為m，電阻為R，放置在與水平面夾角為的傾斜金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為d，電阻不計(jì)，系統(tǒng)處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電池內(nèi)阻不計(jì)問：(1)若導(dǎo)軌光滑，電源電動(dòng)勢(shì)若導(dǎo)軌光滑

11、，電源電動(dòng)勢(shì)E為多大才能使導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上？為多大才能使導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上？(2)若桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為若桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且不通電時(shí)導(dǎo)體桿不能靜止在導(dǎo)軌上，且不通電時(shí)導(dǎo)體桿不能靜止在導(dǎo)軌上，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，要使桿靜止在導(dǎo)軌上，電源電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為多大？最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，要使桿靜止在導(dǎo)軌上，電源電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為多大？答題送檢來自閱卷名師報(bào)告錯(cuò)誤錯(cuò)誤致錯(cuò)原因致錯(cuò)原因扣分扣分(2)通電導(dǎo)線在安培力作用下的平衡問題中，因安培力的變通電導(dǎo)線在安培力作用下的平衡問題中，因安培力的變化，可能導(dǎo)致摩擦力方向和大小的變化，應(yīng)充分考慮，嚴(yán)化，可能導(dǎo)致摩擦力方向和大小的變化，應(yīng)充分考慮

12、，嚴(yán)密分析，特別要善于正確地進(jìn)行受力分析，將立體圖轉(zhuǎn)化密分析，特別要善于正確地進(jìn)行受力分析，將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖分析桿靜止在導(dǎo)軌上時(shí)，只考慮了桿所受摩擦為平面圖分析桿靜止在導(dǎo)軌上時(shí)，只考慮了桿所受摩擦力，沿導(dǎo)軌向上，而忽視了沿導(dǎo)軌向下的情形導(dǎo)致漏解力，沿導(dǎo)軌向上，而忽視了沿導(dǎo)軌向下的情形導(dǎo)致漏解.4 例2(6分)長(zhǎng)10 cm的通電直導(dǎo)線，通以1 A的電流，在磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向都一樣的空間(勻強(qiáng)磁場(chǎng))中某處受到的磁場(chǎng)力為0.4 N，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為() A等于4TB大于或等于4 T C小于或等于4 TD上述說法都錯(cuò)誤答題送檢來自閱卷名師報(bào)告 答案BBCD 解析可以先畫出電流I1的磁場(chǎng)分布圖，再分析回路的每個(gè)邊的受力情況，容易知道選項(xiàng)D正確D AC